کنترل حلقه بسته PID درایو کنترل دور

در مقالات تنظیم پارامترهای اساسی درایو کنترل دور بخش اول و دوم تا حدی در رابطه با سیستم های کنترل حلقه بسته مطالبی را مورد بحث قرار دادیم. در این مقاله، ما با دقت بیشتری به برخی از کاربرد ها و همچنین چالش هایی که امکان دارد با آنها مواجه شویم نگاه خواهیم کرد.

اصول اولیه کنترل حلقه بسته در درایو کنترل دور

ابتدا بگذارید اصول اولیه کنترل حلقه بسته را دوباره بررسی کنیم. در یک سیستم حلقه باز، امیدواریم که سرعت موتور ما نتیجه مورد نظر خود را به ما برساند. اگر ما در حال کنترل یک پمپ با استفاده از درایو کنترل دور هستیم، امیدواریم که جریان یا فشار آب یا هر متغیر خروجی مورد نظر، مناسب و کافی باشد. البته، این بدان معناست که وقتی شرایط کاربرد تغییر می کند، هیچ کنترلی روی قضیه نداریم، بنابراین عموما مجبور می شویم راه حل های هزینه بر تری پیاده سازی کنیم که این می تواند به معنای اتلاف زیاد انرژی و پول باشد.

ابزار مورد نیاز برای کنترل حلقه بسته درایو کنترل دور

در یک سیستم حلقه بسته، ما یک سنسور را برای اندازه گیری آنچه می خواهیم کنترل کنیم، اعم از فشار، دما، تنش یا سرعت و غیره مورد استفاده قرار می دهیم. ما سنسور را به درایو کنترل دور وصل می کنیم (با این کار یک حلقه بسته تشکیل می گردد) و درایو  حالا می تواند مقدار واقعی دریاف شده از طریق سنسور را با مقدار مطلوب یا مورد نظر که همان نقطه مرجع است مقایسه کند. نقطه مرجع می تواند از طریق ورودی ها دریافت گردد (مثلا ورودی های آنالوگ یا مخابراتی) یا یک مقدار ثابت تنظیم شده در درایو ک باشد.(تاریخچه درایو کنترل دور فرکانس متغیر )

سپس درایو کنترل دور سرعت موتور را تنظیم می کند تا سعی کند خطا را به حداقل برساند. خطا برابر است با تفاوت بین نقطه مرجع و مقدار واقعی دریافت شده از سنسور. پارامترهای مختلفی در درایو وجود دارد که به تثبیت سیستم حلقه بسته کمک می کند. تنظیم مقادیر مناسب سیستم PID که به ترتیب مربوط به پارامترهای تناسبی P، انتگرالی I و دیفرانسیلی D از سیستم هستند می تواند به پایدار شدن سیستم کمک شایانی کند.

کاربردهای کنترل حلقه بسته درایو کنترل دور

بنابراین کنترل حلقه بسته کجا استفاده می شود؟ خوب، رایج ترین و پر و پا قرص ترین کاربردهای موجود برای سیستم های کنترل حلقه بسته با استفاده از درایو کنترل دور پمپ ها یا فن ها هستند. بسیاری از سیستم های پمپاژ نیاز به حفظ فشار (به آب گرم در هتل در صبح فکر کنید، وقتی همه بخواهند دوش بگیرند) یا جریان آب مداوم دارند. فن ها نیز ممکن است با نظارت بر فشار سیستم کنترل شوند، اما معمولاً درجه حرارت، یا حتی سطح دی اکسید کربن تحت نظارت و نگهداری قرار می گیرند. مقادیر بالای دی اکسید کربن باعث می شود افراد کمی خواب آلوده شوند که این امر در مطب ها و مدارس مطلوب نیست. این ها کاربردهای بسیار خوبی برای کنترل حلقه بسته هستند، اما در بسیاری از پلنت ها، سیستم های پیچیده انتقال، چندین فن و سنسورهای متعدد وجود دارد، بنابراین عموما از یک سیستم مدیریت ساختمان مرکزی برای حفظ دما و کیفیت هوا استفاده شود. با این حال، بسیاری از کاربرد های ساده تر نیز وجود دارند که درایو کنترل دور می تواند با اعمال کنترل حلقه بسته PID‌در کنترل بهینه آن ها بسیار موثر باشد. از آنجا که پمپ ها و فن ها تقریبا نیمی از فروش درایوهای کنترل دور در دنیا را تشکیل می دهند، آنها حداقل نیمی از کاربرد های کنترل حلقه بسته را به خود اختصاص داده اند.(اصول فنی نصب درایو کنترل دور در تابلو )

همچنین می توان از کنترل فشار برای حفظ خلاء ثابت استفاده کرد. بسیاری از پمپ های خلاء دارای کنترلرهای نسبتاً ابتدایی هستند که اگر خلا بیش از حد زیاد باشد به راحتی وارد سیستم می شوند. تعویض دریچه با سنسور خلاء و استفاده از درایو کنترل دور در یک سیستم حلقه بسته موجب صرفه جویی در انرژی و هزینه به صورت قابل توجه می شود. مثال خوب این امر در سالن های شیردوشی است، جایی که از خلاء برای شیر دوشیدن از گاوها استفاده می شود – کنترل بهتر برای گاوها نیز مناسب تر است!

بنابراین، در کجا دیگر می توان از کنترل حلقه بسته استفاده کرد؟ کنترل تنش نیز یکی از این کاربردها است که قبلا مورد بحث قرار گرفته است. کنترل تنش نیز می تواند با استفاده از کنترل گشتاور حاصل شود و کنترل گشتاور شکل دیگری از کنترل حلقه بسته است. در این حالت، درایو جریان بار را کنترل می کند و فرکانس خروجی را برای ثابت نگه داشتن آن تنظیم می کند. البته که در یکی از مقالات به طور مفصل راجع به کنترل گشتاور نیز صحبت کرده ایم.(دلایل استفاده از درایو کنترل دور در صنعت چیست؟)

ممکن است با کنترل رطوبت، رطوبت موجود در گلخانه را حفظ کنید، یا ممکن است بخواهید رطوبت را با کنترل یک فن استخراج کننده در لباسشویی کاهش دهید. در مورد لباسشویی، تفاوت بین روشن نگه داشتن فن استخراج در سرعت کامل در تمام مدت و کنترل سرعت در حد حفظ سطح رطوبت قابل قبول ممکن است صرفه جویی قابل توجهی در هزینه در پی داشته باشد.

برنامه دیگر برای کنترل حلقه بسته می تواند کنترل غیرمستقیم یک فرآیند باشد. در این حالت ، ما مقدار تغذیه مواد خام به یک فرآیند بزرگتر و اغلب سرعت ثابت را با استفاده از درایو کنترل دور، کنترل می کنیم. مثالی در شکل زیر نشان داده شده است.

دستگاه بزرگ کراشر سنگ را خرد می کند و با سرعت ثابت در حال کار کردن است. سنگ های خام توسط نوار نقاله به وسیله موتور منتقل می شوند و موتور نیز خود توسط یک درایو کنترل دور کنترل می شود. مقدار سنگی که از نقاله پایین می افتد، از نظر کمیت متغیر است، بنابراین بار موتور کراشر بسته به میزان ماده ای که دریافت می کند متغیر است. ما می توانیم بار را با استفاده از پایش ساده جریان ورودی موتور سرعت ثابت کراشر اندازه گیری کنیم. حال با استفاده از کنترل حلقه بسته روی موتور نقاله که توسط درایو کنترل دور چرخانده می شود، می توانیم در صورت کم بودن بار موتور اصلی، سرعت حرکت نوار نقاله را افزایش دهیم یا در صورت زیاد بودن بار موتور آن را کند کنیم.

تنظیم کردن سیستم های کنترل حلقه بسته PID روی درایو کنترل دور کار چندان دشواری نیست؛ با این حال اگر برای اولین بار می خواهید چنین کاری انجام دهید، ممکن است با چالش های مختلفی مواجه شوید. جای نگرانی نیست، دوستان ما در بخش فنی لیان الکتریک ویران آماده هستند تا شما را با جزئیات کامل راهنمایی کنند.(سوال های متداول هنگام خرید درایو کنترل دور)