PID và bộ điều kiển PID được ứng dụng nhiều trong đời sống, sản xuất nhất là trong công nghiệp. Để khai thác, vận hành chuẩn PID và hệ thống điều khiển PID bạn cần phải tìm hiểu rõ về nó. Các khái niệm cũng như ứng dụng chi tiết trong công nghiệp. Cùng MECI tìm hiểu chi tiết PID là gì? Các loại PID và ứng dụng của bộ điều khiển PID qua bài viết sau.
Mục lục
Giới thiệu tổng quan về PID
Tìm hiểu PID là gì
PID là một bộ điều khiển có cơ chế phản hồi vòng điều khiển, được viết tắt từ Proportional Integral Derivative. PID được kết hợp từ 3 bộ điều khiển tỉ lệ, tích phân, vi phân. Được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp, hệ thống điện, tự động hóa, điện tử – là bộ điều khiển được sử dụng phổ biến nhất.
Bộ điều khiển PID có khả năng tính toán giá trị sai số giữa thông số biến đổi và giá trị đặt. Điều chỉnh sai số thấp nhất có thể, đáp ứng vọt lố và sự dao động.
>> 5 bước quản lý quy trình sản xuất hiệu quả cho mọi doanh nghiệp
PID là viết tắt của từ gì?
Khi bạn muốn điều khiển lò nung ở nhiệt độ 38℃ và muốn ngắt nhiệt khi đạt được ngưỡng đó. Thí sử PID sẽ giúp tránh được tỉ lệ sai số ở ngõ ra Ouput để cho giá trị đo được của hệ thống và giá trị cài đặt sẽ nhỏ nhất, tạo được sử ổn định và đáp ứng nhanh.
Vậy ý nghĩa viết tắt của PID là gì?
- P: Là phương pháp điều chỉnh tỉ lệ. Tạo ra tín hiệu điều chỉnh tỉ lệ sai lệch đầu vào và thời gian lấy mẫu.
- I: Là tích phân của thời gian sai lệch khi lấy mẫu. Cho biết tổng sai số tức thời theo thời gian và tích lũy trong quá khứ. Thời gian càng nhỏ tác động điều chỉnh tích phân càng mạnh.
- D: Là vi phân của sai lệch. Tạo ra tín hiệu điều chỉnh cho tỉ lệ với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào. Thời gian càng lớn thì phạm vi điều chỉnh càng mạnh.
3 khâu trong sơ đồ hiệu chỉnh PID
Sơ đồ của hiệu chỉnh PID có 3 khâu, 3 khâu này tạo thành một tổng bởi các biến điều khiển và có ký hiệu là MV.
MV (t) = P(out) +I(out)+ D(out)
- Khâu tỉ lệ còn gọi là độ lợi làm thay đổi các giá trị đầu ra. Tỉ lệ với sai số hiện tại.
- Khâu tích phân là khâu reset, tỉ lệ với biên độ sai số và thời gian sai số.
- Khâu vi phân là biên độ của quá trình phân phối vi phân trên tất cả trạng thái giới hạn bởi độ lợi của vi phân.
Phân loại PID
Có thể dùng các thuật ngữ viết tắt để phân loại PID, các thông số này có thể sử dụng riêng lẻ hoặc tập thể:
- P – Bộ điều khiển tỷ lệ
- PI – bộ điều khiển tỷ lệ và tích phân
- PD – bộ điều khiển tỷ lệ và đạo hàm
- PID – bộ điều khiển tỷ lệ, tích phân, đạo hàm
Bộ điều khiển PID được ứng dụng ở đâu?
3 ứng dụng bộ điều khiển PID tiêu biểu được ưa dùng hiện nay.
Bộ điều khiển PID được ứng dụng trong điều hòa không khí
Một số hệ thống sưởi và điều hòa hiện nay đã sử dụng bộ điều khiển PID để quy định hệ thống.
- Bạn có nhiệt độ trong nhà được đặt mức 70 độ F. Cài đặt này được gọi là Setpoint, gọi tắt là SP.
- Đọc hiện tại từ bộ điều chỉnh nhiệt là 68 độ F. Thuật ngữ này gọi là biến quy trình, gọi tắt là PV.
- Bộ phận để làm nóng hay làm mát gọi là biến điều khiển, gọi tắt là CV. Ngoài ra biến điều khiển còn được gọi là biến MV.
Có nhiều hành động điều khiển khác nhau đối với điều khiển nhiệt độ trong nhà. Một thiết bị tác động trực tiếp điều khiển có nghĩa là các tính toán Setpoint trừ biến quy trình ( SP-PV ). Có nhiều yếu tố xung quanh có thể tác động đến quy trình điều chỉnh các tham số.
Ứng dụng trong điều khiển mức nước
Bộ điều khiển này chạy tự động không cần đến sự can thiệp của con người. Cần có những điều sau:
- Bộ điều khiển nhận tín hiệu 4-20mA và ngõ ra PID 4-20 mA.
- Cảm biến đo mức nước 4-20mA
- Van điều khiển tín hiệu ra nước xả 4-20mA
Bộ điều khiển PID sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến đo mức nước. Sau đó cài đặt mức nước hiển thị và điều khiển theo yêu cầu. Bộ điều khiển sẽ tự động hoạt động, không cần đến sự giám sát. PID sẽ so sánh các tín hiệu cài đặt và các thuật toán PID để duy trì được mức nước chính xác.
Ứng dụng PID trong biến tần
Để thực hiện điều khiển tự động đối với biến tần, cần chuẩn bị:
- Van điều khiển
- Cảm biến nhiệt độ
- Biến tần điều khiển PID cho động cơ
- Bộ điều khiển nhiệt độ PID cho van điều khiển
Cảm biến nhiệt độ điều khiển tốc độ biến tần và lưu lượng nước khi đi qua van điều khiển. Đảm bảo được độ trộn đều và nhiệt độ trong bể, tăng giảm nhiệt độ phụ thuộc vào lưu lượng. Độ trộn đều dung dịch dựa vào biến tần.
>> Tìm hiểu chi tiết về quy trình sản xuất trong doanh nghiệp
Bài viết bên trên đã cung cấp đầy đủ thông tin vê PID là gì? Các loại PID và ứng dụng của bộ điều khiển PID. Bộ điều khiển PID với nhiều phân loại được ứng dụng ngày một nhiều. Đem lại những lợi ích và hiệu quả thiết thực cho người dùng. Hy vọng những thông tin này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về PID để khai thác hợp lý. Tìm hiểu thêm những thông tin liên quan khác tại website của MECI.
Nguồn: thuannhat.com.vn/pid-la-gi-ung-dung-bo-dieu-khien-pid/
