डिफरेंशियल आनुपातिक-अभिन्न नियामक एक ऐसा उपकरण है जो परिवर्तन के लिए सक्षम दिए गए पैरामीटर को बनाए रखने के लिए स्वचालित सिस्टम में स्थापित किया जाता है।
पहली नज़र में यह भ्रमित करने वाला है, लेकिन आप पीआईडी विनियमन की व्याख्या कर सकते हैं और डमी के लिए, अर्थात। जो लोग इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम और उपकरणों से बिल्कुल परिचित नहीं हैं।
अंतर्वस्तु
पीआईडी नियामक क्या है?
एक पीआईडी नियामक अनिवार्य प्रतिक्रिया के साथ नियंत्रण सर्किट में निर्मित एक उपकरण है। यह सेटपॉइंट्स के सेट स्तरों को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, उदाहरण के लिए, हवा का तापमान।
डिवाइस सेंसर या सेंसर से प्राप्त डेटा के आधार पर एक कंट्रोल डिवाइस को एक कंट्रोल सिग्नल या आउटपुट सिग्नल भेजता है। नियंत्रकों के पास उच्च क्षणिक सटीकता और निर्धारित कार्य के निष्पादन की गुणवत्ता है।
पीआईडी नियंत्रक के तीन गुणांक और संचालन का सिद्धांत
पीआईडी नियंत्रक का संचालन पूर्व निर्धारित स्तर पर विनियमित पैरामीटर को बनाए रखने के लिए आवश्यक शक्ति का आउटपुट संकेत प्रदान करना है। सूचकांक की गणना करने के लिए एक जटिल गणितीय सूत्र का उपयोग करें, जिसमें 3 गुणांक शामिल हैं - आनुपातिक, अभिन्न, अंतर।
आइए विनियमन की वस्तु के रूप में पानी के साथ एक टैंक लें जिसमें भाप के साथ वाल्व के उद्घाटन की डिग्री को विनियमित करके तापमान को पूर्व निर्धारित स्तर पर बनाए रखना आवश्यक है।
इनपुट डेटा के साथ बेमेल होने पर आनुपातिक घटक प्रकट होता है। सरल शब्दों में, ऐसा लगता है - वास्तविक तापमान और वांछित तापमान के बीच का अंतर लिया जाता है, समायोज्य गुणांक से गुणा किया जाता है और आउटपुट सिग्नल जिसे वाल्व पर लागू किया जाना चाहिए, प्राप्त किया जाता है। अर्थात। जैसे ही डिग्री गिरती है, हीटिंग प्रक्रिया शुरू हो जाती है, जैसे ही तापमान वांछित स्तर से ऊपर बढ़ जाता है, इसे बंद कर दिया जाता है या ठंडा भी कर दिया जाता है।
इसके बाद अभिन्न घटक आता है, जिसे हमारे तापमान को निर्धारित बिंदु पर रखने पर पर्यावरण या अन्य परेशान करने वाले प्रभावों के प्रभावों की भरपाई करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। चूंकि हमेशा नियंत्रित होने वाले उपकरणों को प्रभावित करने वाले अतिरिक्त कारक होते हैं, आनुपातिक घटक की गणना करने के लिए डेटा आने पर संख्या पहले से ही बदल रही है। और बाहरी प्रभाव जितना अधिक होगा, आकृति में उतार-चढ़ाव उतना ही अधिक होगा। आपूर्ति की जाने वाली बिजली में स्पाइक्स हैं।
अभिन्न घटक पिछले मूल्यों के आधार पर तापमान मान वापस करने का प्रयास करता है, अगर यह बदल गया है। प्रक्रिया को नीचे दिए गए वीडियो में अधिक विस्तार से वर्णित किया गया है।
फिर, गुणांक के अनुसार नियामक के आउटपुट को तापमान बढ़ाने या कम करने के लिए खिलाया जाता है। समय के साथ, एक मान का चयन किया जाता है जो बाहरी कारकों के लिए क्षतिपूर्ति करता है, और छलांग गायब हो जाती है।
इंटीग्रल का उपयोग स्थैतिक त्रुटि की गणना करके त्रुटियों को खत्म करने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में मुख्य बात सही गुणांक चुनना है, अन्यथा त्रुटि (बेमेल) अभिन्न घटक को भी प्रभावित करेगी।
तीसरा पीआईडी घटक एक अंतर घटक है। इसे सिस्टम पर प्रभाव और प्रतिक्रिया के बीच होने वाली देरी के प्रभाव की भरपाई करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।आनुपातिक नियामक तब तक शक्ति प्रदान करता है जब तक तापमान वांछित बिंदु तक नहीं पहुंच जाता है, लेकिन हमेशा त्रुटियां होती हैं क्योंकि सूचना उपकरण तक जाती है, खासकर बड़े मूल्यों के साथ। इससे ओवरहीटिंग हो सकती है। अंतर देरी या पर्यावरणीय प्रभावों के कारण विचलन की भविष्यवाणी करता है और पहले से आपूर्ति की गई बिजली को कम करता है।
एक पीआईडी नियंत्रक की स्थापना
PID नियंत्रक की स्थापना 2 विधियों का उपयोग करके की जाती है:
- संश्लेषण में सिस्टम मॉडल के आधार पर मापदंडों की गणना करना शामिल है। इस तरह की ट्यूनिंग सटीक है, लेकिन इसके लिए स्वचालित नियंत्रण सिद्धांत के गहन ज्ञान की आवश्यकता होती है। यह केवल इंजीनियर और वैज्ञानिक ही कर सकते हैं। क्योंकि प्रवाह विशेषताओं को लेना और बहुत सारी गणना करना आवश्यक है।
- मैनुअल विधि परीक्षण और त्रुटि पद्धति पर आधारित है। इस उद्देश्य के लिए, पहले से तैयार सिस्टम के डेटा को आधार के रूप में लिया जाता है, और कुछ समायोजन एक या अधिक नियामक गुणांक में किए जाते हैं। अंतिम परिणाम को चालू करने और देखने के बाद, मापदंडों को सही दिशा में बदल दिया जाता है। और इसी तरह जब तक संचालन का वांछित स्तर हासिल नहीं हो जाता।
विश्लेषण और ट्यूनिंग की सैद्धांतिक पद्धति का उपयोग शायद ही कभी व्यवहार में किया जाता है, जो कि नियंत्रण वस्तु की विशेषताओं की अज्ञानता और बहुत से संभावित परेशान करने वाले प्रभावों के कारण होता है। प्रणाली के अवलोकन पर आधारित प्रायोगिक विधियाँ अधिक सामान्य हैं।
आधुनिक स्वचालित प्रक्रियाओं को नियामक गुणांक को समायोजित करने के लिए कार्यक्रमों के नियंत्रण में विशेष मॉड्यूल के रूप में लागू किया जाता है।
पीआईडी नियामक का उद्देश्य
PID रेगुलेटर को कुछ मान बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जैसे कि तापमान, दबाव, टैंक स्तर, एक पाइपलाइन में प्रवाह, किसी चीज़ की सांद्रता, आदि, एक्चुएटर्स पर नियंत्रण क्रिया को बदलकर, जैसे कि स्वचालित नियंत्रण वाल्व, का उपयोग करके आवश्यक स्तर पर। इसकी सेटिंग के लिए आनुपातिक, एकीकृत, विभेदक मान।
उपयोग का उद्देश्य एक सटीक नियंत्रण संकेत प्राप्त करना है जो बड़े उद्योगों और यहां तक कि बिजली संयंत्र रिएक्टरों को नियंत्रित करने में सक्षम है।
तापमान नियंत्रण सर्किट का उदाहरण
पीआईडी नियंत्रकों का उपयोग अक्सर तापमान नियंत्रण में किया जाता है, आइए इस स्वचालित प्रक्रिया को देखने के लिए एक टैंक में पानी गर्म करने के एक सरल उदाहरण का उपयोग करें।
टैंक तरल से भर जाता है जिसे वांछित तापमान तक गर्म करने और वांछित स्तर पर बनाए रखने की आवश्यकता होती है। टैंक के अंदर तापमान मापने के लिए एक सेंसर होता है - थर्मोकपल या प्रतिरोधक थर्मामीटर और सीधे पीआईडी नियंत्रक से जुड़ा है।
हम तरल को गर्म करने के लिए भाप की आपूर्ति करेंगे, जैसा कि नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है, स्वचालित नियंत्रण वाल्व के साथ। वाल्व स्वयं नियंत्रक से एक संकेत प्राप्त करता है। ऑपरेटर पीआईडी नियंत्रक में तापमान सेट बिंदु मान दर्ज करता है जिसे टैंक में बनाए रखने की आवश्यकता होती है।
यदि नियामक गुणांक गलत हैं, तो पानी का तापमान उछल जाएगा और वाल्व पूरी तरह से खुला या पूरी तरह से बंद हो जाएगा। इस मामले में पीआईडी गुणांक की गणना की जानी चाहिए और फिर से दर्ज किया जाना चाहिए। यदि सब कुछ सही ढंग से किया जाता है, तो थोड़े समय के बाद सिस्टम प्रक्रिया को बराबर कर देगा और टैंक में तापमान निर्धारित बिंदु पर बनाए रखा जाएगा, नियंत्रण वाल्व के खुलने की डिग्री मध्य स्थिति में होगी।
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