ตู้ควบคุมเตาอบ …
![](http://taradinverter.com/wp-content/uploads/2022/05/750-400-FX5U-E800-PID.jpg)
FX5U PID Control : Program and System #Part II
PID Controller / Tuning PID / Heat Process / FX5U / FR-800
ต่อเนื่องจากเรื่องพื้นฐานการอธิบายระบบควบคุมวงปิด และการใช้งาน FX5U เพื่อการสั่งการ Analog Output ผ่านทาง Built in – Analog output ของตัวมันเองจาก ตอนที่แล้ว ซึ่งเมื่อสามารถสั่งการความถี่ของอินเวอร์เตอร์จากพีแอลซีได้แล้วนั้นขึ้นตอนต่อไปก็คือการทำความเข้าใจค่าพารามิเตอร์หลักๆ ทั้ง 3 ตัวของระบบควบคุมแบบ PID คือ ค่า Kp , Ki , Kd ที่สามารถอธิบายได้ตามแผนภาพแบบวงปิดด้านล่างนี้นะครับ
![](http://taradinverter.com/wp-content/uploads/2022/05/A-generic-closed-loop-process-control-system-with-PID-controller.png)
Source : https://osoyoo.com/2018/08/08/self-balancing-robot-pid-control/
จากภาพที่ 1 จะเห็นว่า ตัว Controller ได้ถูกแยกออกเป็น 3 ส่วน คือ ส่วน Proportional (P) Integral (I) Derivative (D) ซึ่งแต่ละส่วนก็จะมีตัวคูณเป็นของตัวมันเอง Kp ,Ki ,Kd เรียงตามลำดับเลยนะครับ ตัวคูณทั้ง 3 ตัวนี้แหละจะมีผลต่อระบบควบคุมวงปิดอย่างมาก และจะได้เห็นในผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงของค่าตัวคูณพวกนี้ใน GX Works 3 ที VDO ทดลองของเราครับ
เมื่อกล่าวย้อนกลับไปที่ระบบควบคุมวงปิดอีกครั้ง จะมีกราฟ 1 กราฟที่ค่อนข้างคุ้นเคยมากสำหรับนักเรียนไฟฟ้าควบคุมคือ กราฟผลตอบสนองจากระบบที่กำลังควบคุมโดยระบบ PID ซึ่งจะมีรูปร่างหน้าตาดังด้านล่างเลยครับ
![](http://taradinverter.com/wp-content/uploads/2022/05/specifications.jpg)
จากการผลตอบสนอง ( Step response ) สามารถแจกรายละเอียดที่น่าสนใจของกราฟได้ดังนี้นะครับ
- Rise Time : ความไวในการเข้าสู่ค่า Reference ของระบบ PID
- Overshoot : ค่าที่เกิน Reference ขึ้นไปสูงสุด
- Settling time : เวลาก่อนเข้าสู่ช่วง Steady State Error
- Steady State Error : ช่วงเวลาที่ระบบควบคุมเข้าใกล้กับค่าที่ตั้งไว้และไม่มีการเปลี่ยนแปลงไปมา
เนื่องจากระบบทางความร้อนส่วนใหญ่ไม่ต้องการความไวในการเข้าสู่ช่วง Sittling Time มากขนาดนั้น และจากทฤษฏีทางด้านระบบควบคุมทำให้เรารู้ว่าสิ่งที่เป็นปัจจัยหลัก ในการเข้าสู่ช่วงเวลา Sittling Time ว่าจะไวหรือช้านั้นเป็นผลจาก Kd ที่ถูกใส่เข้าไปในระบบนั่นเอง ดังนั้นในการทดลองกระบวนการทางความร้อนนี้ เราจะใช้แค่ 2 ค่าในการจูนนะครับ คือ P กับ I (PI Controller) ซึ่งจะสามารถสังเกตุการเปลี่ยนแปลงจาก 2 ค่านี้ได้จากภาพที่ 2 และ ภาพที่ 3 ตามด้านล่างนี้นะครับ
![](http://taradinverter.com/wp-content/uploads/2022/05/kp2.png)
ผลจาก Kp กับระบบควบคุมวงปิด
ผลจาก Kp จะทำให้ระบบเข้าสู่ค่า reference ได้ไวขึ้น มีช่วงเวลา Rise time ที่น้อยลง ระบบจะตอบสนองไวขึ้นถ้าเพิ่มค่านี้ไป แต่ให้ระวังดีๆนะครับ การเพิ่มเยอะกว่าที่ควรจะเป็นจะส่งผลให้ระบบเกิดค่า Overshoot สูงขึ้นตามไปด้วย
![](http://taradinverter.com/wp-content/uploads/2022/05/ki1.png)
ผลจาก Ki และ Kp กับระบบควบคุมวงปิด
ผลจาก Ki เมื่อทำงานร่วมกับ Kp ก็จะทำให้ระบบเข้าสู่ค่า Reference ได้ไวเหมือนกันและทำให้เกิด Overshoot ได้ค่อนเยอะเหมือนกัน แต่สิ่งที่แตกต่างก็คือ การเพิ่ม Ki เข้าไปสู่ระบบที่มี่ Kp อยู่แล้ว จะทำให้ระบบนั้นๆสามารถเข้าสู่ช่วงเวลาเสถียรภาพได้ ( Steady State ) ซึ่งการใช้ Kp อย่างเดียวไม่สามารถทำได้
เราได้ทำการเขียนโปรแกรมและทดสอบระบบการจูน PI จาก FX5U เพื่อควบคุมระบบความร้อนแบบคร่าวๆ ตาม VDO ด้านล่างนี้นะครับ ลองศึกษารายละเอียดโปรแกรมกันได้เลย
หมายเหตุ ส่วนของ Integral (I) ใน FX5U จะเป็นการปรับค่า Integral Time (Ti) นะครับ
This Post Has 0 Comments