التحكم PID للمبتدئين: كل ما تحتاج إلى معرفته

في الحلقة المغلقة، يتم تغذية المعلومات حول الحالة الحالية للعملية باستمرار إلى وحدة التحكم PID.

ويستخدم هذه المعلومات لإجراء تصحيح لمخرجاته، وبالتالي إبقاء العملية قريبة قدر الإمكان من نقطة الضبط.

تعمل هذه الآلية على تحسين دقة إدارة متغيرات العملية إلى حد كبير، مما يتيح تحكمًا أكثر إحكامًا واستقرارًا أكبر.

بالإضافة إلى ذلك، تساهم أنظمة الحلقة المغلقة مساهمة فعالة في مواجهة الاضطرابات الخارجية، مما يقلل من التقلبات غير المرغوب فيها.

يشير وضع التشغيل/إيقاف التشغيل إلى وضع تحكم يكون فيه النظام إما في وضع التشغيل بنسبة 100% أو في وضع إيقاف التشغيل بالكامل. لا توجد مستويات تشغيل وسيطة.

1. الافتقار إلى الدقة: على عكس التحكم PID، الذي يضبط الطاقة بدقة لتحقيق درجة الحرارة المطلوبة والحفاظ عليها، يعمل التحكم بالتشغيل/إيقاف التشغيل في الحالات القصوى فقط (تشغيل أو إيقاف التشغيل بنسبة 100%). تميل هذه الطريقة إلى توليد تجاوز لدرجة الحرارة المستهدفة قبل أن تستقر، مما يؤدي إلى حدوث تقلبات بدلاً من الاستقرار الذي يتم الحصول عليه مع التحكم PID.
2. تذبذبات درجة الحرارة: تؤدي عملية التشغيل/إيقاف التشغيل إلى زيادة تذبذبات درجة الحرارة حول نقطة الضبط. يمكن أن يكون هذا التذبذب ضارًا بالعمليات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا وثابتًا في درجة الحرارة.
3. البلى على المعدات: يؤدي التشغيل وإيقاف التشغيل المتكرر للمعدات مع التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل إلى زيادة الضغط على المكونات الميكانيكية والكهربائية، مما قد يقلل من عمرها الافتراضي مقارنةً بالتشغيل الأكثر سلاسة الذي يسمح به التحكم PID.
4. استهلاك الطاقة: على الرغم من أن التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل قد يبدو أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة بسبب فترات عدم النشاط، إلا أن دورات التشغيل/إيقاف التشغيل المتكررة يمكن أن تؤدي في الواقع إلى استهلاك أعلى للطاقة على المدى الطويل، خاصة في الحالات التي يستهلك فيها النظام الكثير من الطاقة عند بدء التشغيل. يميل التحكم PID، بفضل ضبطه الدقيق، نحو الاستهلاك الأمثل للطاقة.
5. الاستجابة للاضطرابات : يمكن أن يكون التحكم بالتشغيل/إيقاف التشغيل أقل فعالية في مواجهة الاضطرابات المفاجئة في العملية (مثل فتح باب في غرفة مكيفة) حيث يمكن أن يستجيب فقط عن طريق التشغيل أو الإيقاف، في حين أن التحكم PID يمكن أن يضبط الطاقة المطبقة بشكل متناسب لمواجهة الاضطراب بسرعة.

وباختصار، يمكن تكييف التحكم في التشغيل/إيقاف التشغيل للتطبيقات البسيطة والأقل تطلبًا.

ومع ذلك، من أجل التحكم الدقيق والفعال في درجة الحرارة، خاصةً في البيئات الصناعية أو للعمليات الحرجة، فإن وحدات التحكم PID: الحل لتحسين عملياتك الصناعية يوفر مزايا كبيرة من حيث الاستقرار وكفاءة الطاقة وحماية المعدات.

النطاق التناسبي هو نطاق القيم التي يتحول ضمنها المتحكم من حالة إيقاف التشغيل إلى حالة الطاقة الكاملة (والعكس بالعكس) في التحكم التناسبي. وهو جزء من التحكم PID الذي يتفاعل وفقًا للفرق بين القيمة المطلوبة والقيمة الحالية. كلما زاد الفرق، زاد التصحيح الذي يتم إجراؤه.

النطاق المتكامل هو جزء من التحكم PID الذي يتراكم بمرور الوقت. إذا استمر الانحراف، مهما كان صغيرًا، سيستمر هذا التصحيح في الزيادة حتى يتم تصحيح الانحراف.

الإجراء المشتق في التحكم PID هو الجزء الذي يتفاعل مع سرعة تغير الانحراف. فهو يحاول التنبؤ بمستقبل هذا الانحراف وإجراء تصحيح وقائي لتقليل التغيرات السريعة جدًا.

تتعدد مزايا وحدات التحكم PID في الصناعة. ففي صناعة المستحضرات الصيدلانية، يعد تنظيم درجة الحرارة أمرًا ضروريًا، وكذلك في صناعة الأغذية (على سبيل المثال ضمان جودة الإنتاج في أفران المخابز، أو تنظيم درجة حرارة أفران البيتزا)، وفي صناعة السيارات (على سبيل المثال تقليل استهلاك الطاقة في أكشاك الطلاء)، وفي المختبرات ( على سبيل المثال ضمان جودة المواد عند اختبار مواد السيارات)، وفي الآلات الخاصة مثل آلات التعبئة والتغليف أو تحسين الجودة في صناعة البلاستيك باستخدام أجهزة التحكم في درجة الحرارة، ولا سيما في :

• التحكم في درجة الحرارة
• تدفق السوائل والتحكم في السرعة
• مراقبة المستوى
• تنظيم الضغط

والعديد من التطبيقات الأخرى مع أنظمة التحكم في درجة الحرارة.