Định nghĩa về PID

Xin chào những bạn ! Hôm nay tôi sẽ liên tục chia sẽ với những bạn về thuật ngữ mới đó là ” PID ”, nói đúng hơn là một thuật toán. Vậy những bạn đã biết về PID là gì chưa ? Nó có ứng dụng hay tiềm năng như thế nào ? Hãy cùng tôi tìm hiểu và khám phá về PID nhé những bạn .

1. PID là gì?

PID là sự kết hợp của 3 bộ điều khiển: tỉ lệ, tích phân và vi phân, có khả năng điều chỉnh sai số thấp nhất có thể, tăng tốc độ đáp ứng, giảm độ vọt lố, hạn chế sự dao động. 

Bộ điều khiển PID hay chỉ đơn giản là PID là một kỹ thuật điều khiển quá trình tham gia vào các hành động xử lý về “tỉ lệ, tích phân và vi phân“. Nghĩa là các tín hiệu sai sốxảy ra sẽ được làm giảm đến mức tối thiểu nhất bởi ảnh hưởng của tác động tỉ lệ, ảnh hưởng của tác động tích phân và được làm rõ bởi một tốc độ đạt được với tác động vi phân số liệu trước đó.

Điều khiển PID là một kiểu điều khiển có hồi tiếp vòng kín được sử dụng rộng rải trong mạng lưới hệ thống điện, tự động hóa, điện tử, …

2. Tìm hiểu về PID

Ví dụ : Khi bạn muốn điều khiển lò nung, theo như thông thường thì bạn phải setup mức nhiệt độ là 38 ºC, khi đạt ngưỡng 38 ºC thì ngắt nhiệt. Nhưng theo cách này thì độ đúng mực là 38 ºC sẽ thấp vì có sai số lớn. Do đó, khi sử dụng bộ điều khiển PID thì nó sẽ kiểm soát và điều chỉnh giá trị điều khiển ở ngõ ra Ouput sao cho xô lệch giữa giá trị đo được của mạng lưới hệ thống với giá trị thiết lập nhỏ nhất hoàn toàn có thể ( sai số ∼ 0 ), tạo sự không thay đổi và có phân phối nhanh .
Một cách đơn thuần nhất để hiểu về PID như sau :

• P : là giải pháp kiểm soát và điều chỉnh tỉ lệ, giúp tạo ra tín hiệu kiểm soát và điều chỉnh tỉ lệ với xô lệch nguồn vào theo thời hạn lấy mẫu .
• I : là tích phân của rơi lệch theo thời hạn lấy mẫu. Điều khiển tích phân là giải pháp kiểm soát và điều chỉnh để tạo ra những tín hiệu kiểm soát và điều chỉnh sao cho độ xô lệch giảm về 0. Từ đó cho ta biết tổng sai số tức thời theo thời hạn hay sai số tích góp trong quá khứ. Khi thời hạn càng nhỏ bộc lộ ảnh hưởng tác động kiểm soát và điều chỉnh tích phân càng mạnh, tương ứng với độ lệch càng nhỏ .
• D : là vi phân của xô lệch. Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu kiểm soát và điều chỉnh sao cho tỉ lệ với vận tốc biến hóa xô lệch nguồn vào. Thời gian càng lớn thì khoanh vùng phạm vi kiểm soát và điều chỉnh vi phân càng mạnh, tương ứng với bộ kiểm soát và điều chỉnh cung ứng với đổi khác nguồn vào càng nhanh .

Mục tiêu sử dụng bộ điều khiển PID là gì ?

PID được coi là là bộ điều khiển lý tưởng của những mạng lưới hệ thống điều khiển tiến trình tân tiến. Nó được sử dụng hầu hết trong những ứng dụng điều khiển quy trình tự động hóa trong công nghiệp lúc bấy giờ. Để kiểm soát và điều chỉnh lưu lượng, nhiệt độ, áp suất, vv …

• Giảm sai số xác lập đến mức tối thiểu nhất
• Hạn chế độ giao động
• Giảm thời hạn xác lập và độ vọt lố .

Điều khiển mức nước bằng PID

Bộ điều khiển hoàn toàn có thể chạy trọn vẹn tự động hóa mà không cần sự can thiệp của con người, cần có những điều sau đây :

• Bộ điều khiển nhận tín hiệu 4-20 mA ngõ ra PID 4-20 mA .
• Cảm biến đo mức nước 4-20 mA .
• Van điều khiển nước xả ra tín hiệu 4-20 mA .

– Mức nước đo được từ cảm ứng, được gọi là biến quy trình ( PV ) .
– SV là giá trị setup cần mong nuốn .
==> Khi SV khác với PV thì PID sẽ tự kiểm soát và điều chỉnh để duy trì mức nước trong bể một cách đúng mực nhất .

PID trong biến tần

Lấy ví dụ:

Có một bể chứa dung dịch vừa cần trộn đều dung dịch vừa hoàn toàn có thể điều khiển nhiệt độ tại 70 ºC

Để điều khiển tự động hóa với PID, cần có sự phối hợp của những thiết bị như sau :

• Van điều khiển lưu lượng
• 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 hoàn toàn có thể điều khiển được vận tốc của biến tần và lưu lượng nước đi qua van điều khiển. Nhằm bảo vệ mức độ trộn đều dung dịch và nhệt độ trong bể. Việc tăng hay giảm nhiệt độ phụ thuộc vào vào lưu lượng dung dịch đi qua van điều khiển. Còn trộn dung dịch đều hay không lại nhờ vào vào biến tần .
Điều khiển tín hiệu PID là một quy trình phức tạp. Để điều khiển đúng chuẩn những đối tượng người dùng : nhiệt độ, nhiệt độ, chiều dài, mực nước, lưu lượng, áp suất, .. Cần phải phong cách thiết kế từng PID độc lập cho từng đối tượng người tiêu dùng .

Các loại điều khiển

• Bộ điều khiển tỉ lệ – P ( Proportional Controller ) .
• PI ( Proportinal and Integral Controller ) gọi là bộ điều khiển tỉ lệ và tích phân .
• PD ( Proportional and Derivative ( PD ) Controller ) gọi là bộ điều khiển đạo hàm .
• PID ( Proportional, Integral, and Derivative ( PID ) Controller ) là bộ điều khiển tỉ lệ – tích phân – đạo hàm ( vi phân ) .

Nguyên lý hoạt động giải trí của bộ điều khiển PID là gì ?

Hệ thống điều khiển PID tự động hóa gồm có :

• Thiết bị điều khiển và thiết lập ( PLC, HMI ) .
• Cơ cấu chấp hành ( thiết bị gia nhiệt ) .
• Thiết bị hồi tiếp ( cảm ứng nhiệt độ, cảm biến áp suất ) .

Trong bài viết này, tôi đã chia sẽ về PID là gì ? Bộ điều khiển PID và tiềm năng sử dụng bộ điều khiển PID thế nào ? Ứng dụng của PID như thế nào ? Tôi mong rằng, những thông tin này sẽ có hữu dụng với những bạn. Nếu có sai sót gì những bạn hoàn toàn có thể Comment bên dưới để mình sửa lại nhé !

Bài viết tìm hiểu thêm :

HMI là gì? Ứng dụng ra sao?

Biến trở là gì? Tác dụng của biến trở

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay