PID Là Gì. Bộ điều Khiển PID Là Gì? Ứng Dụng PID Trong Công Nghiệp

PID là gì

Bộ điều khiển PID là gì? Vì sao phải sữ dụng bộ điều khiển PID? Các bộ điều khiển nhiệt độ, áp suất, đo mức,…thường dùng có phải là bộ điều khiển PID hay không? Ở bài viết này sẽ nêu rõ các loại điều khiển PID là như thế nào, ví dụ cụ thể từng loại,…

PID là viết tắt của cụm từ tiếng Anh ( Proportional Integral Derivative ). Bộ điều khiển PID là thiết bị điều khiển quá trình vận hành theo các tham số : tỉ lệ, tích phân, đạo hàm. Bộ điều khiển PID được dùng trong hầu hết các ứng dụng công nghiệp như : điều khiển nhiệt độ, áp suất, lưu lượng,…

Ứng dụng bộ điều khiển PID trong điều khiển mức nước

Các thiết bị điều khiển gồm có:

1. Van điều khiển
2. PID Controller (ATR244)
3. Cảm biến đo mức (FKC)

Để điều khiển mức nước tương ứng với độ mở của van điều khiển lưu lượng thì ta cần có cảm biến đo mức nước theo dạng tuyến tính. Ngõ ra thường dùng 4-20mA.

Bộ điều khiển PID sẽ nhận tín hiệu từ cảm biến mức nước. Sau khi cài đặt mức nước cần hiển thị và điều khiển theo yêu cầu. Bộ điều khiển sẽ hoạt động mà không cần sự giám sát của con người. Bộ điều khiển PID sẽ so sánh các tín hiệu cài đặt và cho ra các thuật toán PID riêng để duy trì mức nước trong tank một cách chính xác nhất.

Ứng dụng bộ điều khiển PID

Ứng dụng PID trong điều khiển điều hòa không khí

Một ví dụ rất đơn giản về bộ điều khiển PID sẽ là quy định của hệ thống sưởi và điều hòa không khí trong nhà. Mặc dù có nhiều thứ hơn cho bộ điều khiển so với ví dụ này, nhưng điều này sẽ cung cấp cho bạn một ý tưởng cơ bản về mục đích của một thiết bị như thế này.

Hãy xem xét rằng bạn có nhiệt độ trong nhà được đặt ở mức 70 độ F. Cài đặt này sẽ được gọi là Setpoint hoặc gọi tắt là SP SP.

Đọc hiện tại từ bộ điều chỉnh nhiệt là 68 độ F. Thuật ngữ này là Biến quy trình hoặc PV PV.

Bộ phận làm nóng hoặc làm mát là Biến điều khiển hoặc CV CV. Biến điều khiển cũng có thể được gọi là Biến điều khiển hoặc Biến MV MV.

Có nhiều loại hành động điều khiển khác nhau và đối với điều khiển nhiệt độ trong nhà, hành động của bộ điều khiển là một thiết bị tác động trực tiếp có nghĩa là các tính toán là Setpoint trừ biến biến quy trình (SP-PV).

Các yếu tố trong kiểm soát quá trình này có thể là:

– Làm thế nào nhanh đến mức chúng ta muốn nhiệt độ đạt đến điểm đặt?

– Những gì có thể làm phiền quá trình của chúng tôi?

Rõ ràng, có nhiều yếu tố có thể tác động đến các quy trình của chúng tôi và điều chỉnh các tham số của bộ điều khiển là cách chúng tôi xử lý các yếu tố đó.

Thông số điều chỉnh PID để kiểm soát quy trình công nghiệp

Trong một nhà máy công nghiệp, vì có nhiều yếu tố chúng ta cần xem xét. Chúng ta cần một bộ điều khiển mạnh mẽ có tính đến các tham số của chúng ta và thực hiện hàng trăm phép tính để xác định nơi quá trình và nơi cần đi.

Xem xét chúng ta cần kiểm soát lưu lượng khí qua một đường ống;

Điểm đặt lưu lượng khí được tính dựa trên tính toán của một số yếu tố. Điểm đặt này có thể thay đổi bất cứ lúc nào dựa trên các tham số được sử dụng trong phép tính.

Chúng tôi sẽ kiểm soát dòng chảy này dựa trên một van điều biến. Trong trường hợp này, van càng mở, khí càng được phép chảy. Vị trí được yêu cầu của van là Biến điều khiển (CV) của chúng tôi.

Ở hạ lưu của van điều chế này, chúng tôi có một đồng hồ đo lưu lượng sẽ đo khí chảy qua đường ống, đây là phản hồi của chúng tôi hoặc Biến quy trình của chúng tôi.

Trong ví dụ này, chúng tôi sử dụng Khối chức năng PLC để kiểm soát quá trình này. Khối chức năng PID của chúng tôi sẽ có thể sử dụng các tham số mà chúng tôi chỉ định để xác định phản ứng của bộ điều khiển đối với quy trình của chúng tôi.

Các loại điều khiển PID

Hãy lùi lại một bước và nói về các thông số mà chúng ta sẽ điều chỉnh để kiểm soát.

Đầu tiên, thuật ngữ PID, như đã nêu trước đó, là viết tắt của Tỷ lệ, Tích phân và Đạo hàm. Các thông số này có thể được sử dụng riêng lẻ hoặc tập thể. Có nghĩa là, bạn có thể có:

– Bộ điều khiển tỷ lệ

– Bộ điều khiển tỷ lệ và tích phân (PI)

– Bộ điều khiển tỷ lệ và đạo hàm (PD)

– Bộ điều khiển tỷ lệ, tích phân và đạo hàm (PID).

Mỗi tham số này được bật và điều chỉnh riêng và từng loại bộ điều khiển sẽ được sử dụng cho các mục đích cụ thể. Mỗi tham số có tác động cụ thể đến cách thức hoạt động của bộ điều khiển.

Cám ơn các bạn đã xem bài viết này.

Bài viết tham khảo : Van điều khiển là gì?