TRM148 OWEN کی مثال پر آٹومیشن سسٹمز میں PID کنٹرولر کا استعمال

خودکار ایڈجسٹمنٹ، ایڈجسٹمنٹ سسٹم

خودکار کنٹرول خودکار کنٹرول کی ایک قسم ہے۔ تکنیکی عمل کی خصوصیات والی ایک خاص قدر کی مستقل مزاجی کو برقرار رکھنا، یا کسی مقررہ قانون کے مطابق اس کی تبدیلی، کسی کنٹرول شدہ شے کی حالت کی پیمائش کے ذریعے کی جاتی ہے یا شے کے ریگولیٹری باڈی کو متاثر کر کے خلل پڑتا ہے۔

خودکار ریگولیشن کو انجام دینے کے لیے، آلات کا ایک سیٹ ریگولیٹ کرنے کے لیے انسٹالیشن سے منسلک ہوتا ہے، جس کے امتزاج کو ریگولیٹر کہا جاتا ہے۔

عمل کی خصوصیات والے ایک یا زیادہ متغیرات کی پیمائش کی بنیاد پر، کنٹرولر ایک یا زیادہ کنٹرول ایکشنز کو تبدیل کرکے، کنٹرول شدہ متغیر کی سیٹ ویلیو کو برقرار رکھتے ہوئے عمل کو متاثر کرتا ہے۔

ایک کنٹرول سسٹم - ایک مخصوص جسمانی مقدار کی تبدیلی کے ایک مقررہ قانون کو برقرار رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا نظام کو کنٹرول شدہ مقدار کہا جاتا ہے۔کنٹرول شدہ متغیر کا سیٹ پوائنٹ مستقل ہو سکتا ہے، یا یہ وقت کا فنکشن یا کوئی اور متغیر ہو سکتا ہے۔

ریگولیشن کے عمل میں، کنٹرولڈ ویلیو کا موازنہ سیٹ ویلیو سے کیا جاتا ہے، اور سیٹ ویلیو سے کنٹرولڈ ویلیو کے انحراف کی صورت میں، ریگولیٹنگ ایکشن کنٹرول آبجیکٹ میں داخل ہوتا ہے، کنٹرولڈ ویلیو کو بحال کرتا ہے۔

ریگولیٹری کارروائی ایک شخص کی طرف سے دستی طور پر درج کیا جا سکتا ہے. اگر کنٹرول شدہ متغیر کی پیمائش اور کنٹرول ایکشن کا تعارف انسانی مداخلت کے بغیر آلات کے ذریعہ کیا جاتا ہے، تو کنٹرول سسٹم کو خود مختار نظام کہا جاتا ہے۔

کنٹرول ایکشن کے علاوہ، کنٹرول سسٹم ایسے خلل سے متاثر ہوتے ہیں جس کی وجہ سے کنٹرول شدہ متغیر سیٹ ویلیو سے ہٹ جاتا ہے اور کنٹرول کی غلطیوں کی موجودگی ہوتی ہے۔

کنٹرول ایکشن میں تبدیلی کی نوعیت کے مطابق، کنٹرول سسٹمز کو خودکار اسٹیبلائزیشن سسٹمز میں تقسیم کیا جاتا ہے (کنٹرول ایکشن ایک مستقل قدر ہے یا پروگرام شدہ کنٹرول سسٹم کے وقت کا دیا ہوا فنکشن ہے) اور سروو سسٹمز (کنٹرول میں تبدیلی کارروائی کا تعین پہلے سے نامعلوم کنٹرول ایکشن کے ذریعے کیا جاتا ہے))۔

پی آئی ڈی کنٹرولرز

پی آئی ڈی کنٹرولر ایک ریڈی میڈ ڈیوائس ہے جو صارف کو خودکار نظام کے آلات کے ایک یا دوسرے ٹکڑے کو کنٹرول کرنے کے لیے سافٹ ویئر الگورتھم کو لاگو کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ اگر آپ OWEN کمپنی کے 8 چینلز کے لیے یونیورسل PID کنٹرولر TRM148 جیسے ریڈی میڈ ڈیوائسز استعمال کرتے ہیں تو ریگولیشن (کنٹرول) سسٹمز بنانا اور ترتیب دینا بہت آسان ہو جاتا ہے۔

ہم کہتے ہیں کہ آپ کو گرین ہاؤس میں صحیح موسمی حالات کی دیکھ بھال کو خودکار کرنے کی ضرورت ہے: پودوں کی جڑوں کے قریب مٹی کا درجہ حرارت، ہوا کا دباؤ، ہوا اور مٹی کی نمی کو مدنظر رکھیں، اور مخصوص پیرامیٹرز کو برقرار رکھیں۔ کنٹرول کے ذریعے حرارتی عنصر اور پرستار. یہ آسان نہیں ہو سکتا، بس پی آئی ڈی کنٹرولر کو ٹیون کریں۔

آئیے پہلے یاد کرتے ہیں کہ پی آئی ڈی کنٹرولر کیا ہے؟ پی آئی ڈی کنٹرولر ایک خاص ڈیوائس ہے جو آؤٹ پٹ پیرامیٹرز کو مسلسل تین طریقوں سے بہتر کرتا ہے: متناسب، انٹیگرل اور ڈیفرینشل، اور ابتدائی پیرامیٹرز سینسر (دباؤ، نمی، درجہ حرارت، روشنی وغیرہ) سے حاصل کردہ ان پٹ پیرامیٹرز ہیں۔

ان پٹ پیرامیٹر کو پی آئی ڈی کنٹرولر کے ان پٹ کو سینسر سے فیڈ کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر نمی کا سینسر۔ ریگولیٹر وولٹیج یا کرنٹ کی قدر حاصل کرتا ہے، اس کی پیمائش کرتا ہے، پھر اپنے الگورتھم کے مطابق حساب لگاتا ہے اور آخر میں متعلقہ آؤٹ پٹ کو سگنل بھیجتا ہے، جس کے نتیجے میں خودکار نظام کو کنٹرول ایکشن ملتا ہے۔ مٹی کی نمی کم ہو جاتی ہے، پانی دینا شروع ہو جاتا ہے۔ چند سیکنڈ کے لیے آن کر دیا.

مقصد صارف کی طرف سے متعین نمی کی قدر کو حاصل کرنا ہے۔ یا مثال کے طور پر: روشنی کم ہو گئی ہے - پودوں وغیرہ پر فائٹو لیمپس آن کریں۔

پی آئی ڈی کنٹرول

درحقیقت، اگرچہ سب کچھ آسان نظر آتا ہے، لیکن ریگولیٹر کے اندر کی ریاضی زیادہ پیچیدہ ہے، ہر چیز ایک قدم میں نہیں ہوتی۔ آبپاشی کے آن ہونے کے بعد، پی آئی ڈی کنٹرولر دوبارہ پیمائش کرتا ہے، اس بات کی پیمائش کرتا ہے کہ اب ان پٹ ویلیو میں کتنی تبدیلی آئی ہے۔ یہ کنٹرول کی خرابی ہے۔ڈرائیو پر اگلی کارروائی اب درست کی جائے گی، پیمائش کی گئی ایڈجسٹمنٹ کی خرابی کو مدنظر رکھتے ہوئے، اور اسی طرح ہر کنٹرول مرحلے پر جب تک ہدف — صارف کی طرف سے طے شدہ پیرامیٹر — تک نہیں پہنچ جاتا۔

ریگولیشن میں تین اجزاء شامل ہیں: متناسب، لازمی اور تفریق۔ ہر ایک خاص نظام میں ہر جزو کی اپنی اہمیت ہوتی ہے، اور اس یا اس جزو کی جتنی زیادہ شراکت ہوگی، ضابطے کے عمل میں اسے تبدیل کرنا اتنا ہی ضروری ہے۔

متناسب جزو سب سے آسان ہے، جتنی زیادہ تبدیلی، اتنی ہی زیادہ گتانک (فارمولے میں تناسب کا)، اور اثر کو کم کرنے کے لیے، صرف گتانک (ضرب) کو کم کرنا کافی ہے۔

ہم کہتے ہیں کہ گرین ہاؤس میں مٹی کی نمی سیٹ پوائنٹ سے بہت کم ہے - پھر پانی دینے کا وقت اس وقت تک ہونا چاہئے جب تک موجودہ نمی سیٹ پوائنٹ سے کم ہو۔ یہ ایک خام مثال ہے، لیکن اصول تقریبا ایک ہی ہے.

انٹیگرل جزو - پچھلے کنٹرول کے واقعات کی بنیاد پر کنٹرول کی درستگی کو بہتر بنانا ضروری ہے: پچھلی غلطیاں مربوط ہوتی ہیں اور مستقبل کے کنٹرول میں صفر انحراف حاصل کرنے کے لیے ان پر اصلاح کی جاتی ہے۔

اور آخر میں، تفریق جزو۔ یہاں کنٹرول شدہ متغیر کی تبدیلی کی شرح پر غور کیا جاتا ہے۔ قطع نظر اس کے کہ سیٹ پوائنٹ کو آسانی سے یا اچانک تبدیل کیا گیا ہے، کنٹرول ایکشن کو کنٹرول کے دوران قدر میں ضرورت سے زیادہ انحراف کا باعث نہیں بننا چاہیے۔

PID کنٹرول کے لیے ایک ڈیوائس کا انتخاب کرنا باقی ہے۔ آج مارکیٹ میں ان میں سے بہت سے ہیں، ملٹی چینلز ہیں جو آپ کو ایک ساتھ کئی پیرامیٹرز کو تبدیل کرنے کی اجازت دیتے ہیں، جیسا کہ اوپر کی مثال میں گرین ہاؤس کے ساتھ ہے۔

آئیے OWEN کمپنی کے یونیورسل PID ریگولیٹر TRM148 کی مثال استعمال کرتے ہوئے ریگولیٹر کی ڈیوائس کو دیکھتے ہیں۔

آٹھ ان پٹ سینسر متعلقہ ان پٹ کو سگنل فیڈ کرتے ہیں۔ سگنلز کو اسکیل کیا جاتا ہے، فلٹر کیا جاتا ہے، درست کیا جاتا ہے، ان کی قدروں کو بٹن کے ساتھ سوئچ کرکے ڈسپلے پر دیکھا جا سکتا ہے۔

ڈیوائس کے آؤٹ پٹ کو درج ذیل کے ضروری مجموعوں میں مختلف ترمیمات میں تیار کیا جاتا ہے:

• ریلے 4 اے 220 وی؛

• ٹرانزسٹر آپٹکوپلر n-p-n-type 400 mA 60 V؛

• triac optocouplers 50 mA 300 V؛

• ڈی اے سی «پیرامیٹر — موجودہ 4 … 20 ایم اے»؛

• DAC «پیرامیٹر وولٹیج 0 … 10 V»؛

• 4 … 6 V 100 mA سالڈ اسٹیٹ ریلے کنٹرول آؤٹ پٹ۔

لہذا، کنٹرول ایکشن ینالاگ یا ڈیجیٹل ہو سکتا ہے۔ ڈیجیٹل سگنل — یہ متغیر چوڑائی کی دالیں ہیں، اور اینالاگ — مسلسل الٹرنیٹنگ وولٹیج یا یکساں رینج میں کرنٹ کی شکل میں: وولٹیج کے لیے 0 سے 10 V تک اور کرنٹ سگنل کے لیے 4 سے 20 mA تک۔

یہ آؤٹ پٹ سگنلز صرف ایکچیوٹرز کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، جیسے کہ آبپاشی کے نظام کا پمپ یا ریلے جو حرارتی عنصر کو آن اور آف کرتا ہے یا ایکچیویٹر والو کو کنٹرول کرنے کے لیے موٹر۔ کنٹرول پینل پر سگنل اشارے ہیں۔

کمپیوٹر کے ساتھ تعامل کے لیے، TPM148 ریگولیٹر RS-485 انٹرفیس سے لیس ہے جو اجازت دیتا ہے:

• ڈیوائس کو کمپیوٹر پر ترتیب دیں (کنفیگریشن سافٹ ویئر مفت فراہم کیا جاتا ہے)؛

• نیٹ ورک پر ناپے گئے اقدار کی موجودہ اقدار، ریگولیٹر کی آؤٹ پٹ پاور کے ساتھ ساتھ تمام قابل پروگرام پیرامیٹرز کو منتقل کریں؛

• کنٹرول سگنل پیدا کرنے کے لیے نیٹ ورک سے آپریشنل ڈیٹا حاصل کریں۔