ایک خودکار ریگولیٹر کیسے کام کرتا ہے اور انکیوبیٹر چیمبر کی مثال پر کام کرتا ہے۔

تکنیکی آلات کے آپریشن کے خود کار طریقے سے کنٹرول کی سب سے آسان اور عام شکل خودکار کنٹرول ہے، جس کو ایک دیئے گئے پیرامیٹر کو مستقل رکھنے کا طریقہ کہا جاتا ہے (مثال کے طور پر، شافٹ کی گردش کی رفتار، درمیانہ درجہ حرارت، بھاپ کا دباؤ) یا اس بات کو یقینی بنانے کا طریقہ ایک خاص قانون کے مطابق اس کی تبدیلی۔ یہ مناسب انسانی اعمال کے ذریعے یا خود بخود، یعنی مناسب تکنیکی آلات - خودکار ریگولیٹرز کی مدد سے کیا جا سکتا ہے۔

پیرامیٹر کی مستقل قدر کو برقرار رکھنے والے ریگولیٹرز کو اپنے کہا جاتا ہے، اور وہ کنٹرولرز جو کسی خاص قانون کے مطابق پیرامیٹر کی تبدیلی فراہم کرتے ہیں انہیں سافٹ ویئر کہا جاتا ہے۔

1765 میں، روسی مکینک I. I. Polzunov نے صنعتی مقاصد کے لیے ایک خودکار ریگولیٹر ایجاد کیا، جس نے بھاپ کے بوائلرز میں پانی کی سطح تقریباً مستقل برقرار رکھی۔ 1784 میں انگریز مکینک جے۔ واٹ نے ایک خودکار گورنر ایجاد کیا جو بھاپ کے انجن کے شافٹ کی گردش کی مستقل رفتار کو برقرار رکھتا تھا۔

ضابطے کا عمل

غور کریں کہ آپ کس طرح چیمبر نامی چیمبر میں مستقل درجہ حرارت برقرار رکھ سکتے ہیں۔ ترموسٹیٹ، جس کی ایک مثال انکیوبیٹر چیمبر ہوگی۔

انکیوبیٹر

تھرموسٹیٹ بڑے پیمانے پر مختلف صنعتی شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں، خاص طور پر کھانے کی صنعت میں۔ آخر میں، رہنے کی جگہ کو سردیوں میں تھرموسٹیٹ بھی سمجھا جا سکتا ہے اگر یہ حرارتی ریڈی ایٹرز پر پیش کیے جانے والے خصوصی والوز کی مدد سے درجہ حرارت کو مستقل برقرار رکھے۔ آئیے دکھاتے ہیں کہ غیر خودکار کمرے کے درجہ حرارت کو کیسے کنٹرول کیا جاتا ہے۔

فرض کریں کہ درجہ حرارت 20 ° C برقرار رکھنا ضروری ہے۔ اسے کمرے کے تھرمامیٹر سے مانیٹر کیا جاتا ہے۔ اگر یہ اوپر اٹھتا ہے، تو ریڈی ایٹر والو قدرے بند ہو جاتا ہے۔ یہ بعد میں گرم پانی کے بہاؤ کو سست کر دیتا ہے۔ اس کا درجہ حرارت کم ہو جاتا ہے اور اس وجہ سے کمرے میں توانائی کا بہاؤ کم ہو جاتا ہے، جہاں ہوا کا درجہ حرارت بھی کم ہو جاتا ہے۔

جب کمرے میں ہوا کا درجہ حرارت 20 ° C سے کم ہوتا ہے تو والو کھل جاتا ہے اور اس طرح ریڈی ایٹر میں گرم پانی کا بہاؤ بڑھ جاتا ہے جس کی وجہ سے کمرے کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔

اس طرح کے ضابطے کے ساتھ، مقررہ قدر کے ارد گرد ہوا کے درجہ حرارت میں چھوٹے اتار چڑھاؤ دیکھے جاتے ہیں (مثال کے طور پر، تقریباً 20 ° C)۔

مکینیکل ترموسٹیٹ

یہ مثال ظاہر کرتی ہے کہ ضابطے کے عمل میں کچھ اقدامات کرنے کی ضرورت ہے:

• سایڈست پیرامیٹر کی پیمائش؛
• اس کی قدر کا موازنہ پہلے سے طے شدہ قدر سے کریں (اس صورت میں، نام نہاد کنٹرول کی خرابی کا تعین کیا جاتا ہے - اصل قدر اور پیش سیٹ قدر کے درمیان فرق)؛
• کنٹرول غلطی کی قدر اور نشانی کے مطابق عمل کو متاثر کرنا۔

غیر خودکار ریگولیشن میں، یہ اعمال انسانی آپریٹر کے ذریعہ انجام دیئے جاتے ہیں۔

خودکار ایڈجسٹمنٹ

ریگولیشن انسانی مداخلت کے بغیر ہو سکتی ہے، یعنی تکنیکی ذرائع سے۔ اس صورت میں، ہم خود کار طریقے سے ریگولیشن کے بارے میں بات کر رہے ہیں، جو خود کار طریقے سے ریگولیٹر کا استعمال کرتے ہوئے کیا جاتا ہے. آئیے معلوم کریں کہ یہ کن حصوں پر مشتمل ہے اور یہ حصے ایک دوسرے کے ساتھ کیسے تعامل کرتے ہیں۔

کنٹرول شدہ پیرامیٹر کی اصل قدر کی پیمائش ایک ماپنے والے آلے کے ذریعے کی جاتی ہے جسے سینسر کہتے ہیں (انکیوبیٹر کی مثال میں — درجہ حرارت کا محرک).

پیمائش کے نتائج سینسر کے ذریعہ کچھ جسمانی سگنل کی شکل میں دیئے جاتے ہیں (تھرمومیٹرک مائع کالم کی اونچائی، بائی میٹالک پلیٹ کی خرابی، وولٹیج کی قدر یا سینسر کے آؤٹ پٹ پر کرنٹ وغیرہ)۔

دیے گئے پیرامیٹر کے ساتھ کنٹرول شدہ پیرامیٹر کی اصل قدر کا موازنہ ایک خاص کمپیریٹر کے ذریعے کیا جاتا ہے جسے null body کہا جاتا ہے۔ اس صورت میں، کنٹرول شدہ پیرامیٹر کی اصل قدر اور اس کی مخصوص (یعنی مطلوبہ) قدر کے درمیان فرق کا تعین کیا جاتا ہے۔ اس فرق کو کنٹرول ایرر کہا جاتا ہے۔ یہ مثبت اور منفی دونوں ہو سکتا ہے۔

کنٹرول ایرر کی قدر کو ایک مخصوص فزیکل سگنل میں تبدیل کیا جاتا ہے جو کہ کنٹرول شدہ آبجیکٹ کی حالت کو کنٹرول کرنے والے ایگزیکٹو کو متاثر کرتا ہے۔ آبجیکٹ پر ایگزیکٹو باڈی کے اثر کے نتیجے میں، کنٹرول شدہ پیرامیٹر ایڈجسٹمنٹ کی غلطی کی علامت کے لحاظ سے بڑھتا یا گھٹتا ہے۔

اس طرح، خودکار ریگولیٹر کے اہم حصے ہیں: ایک پیمائش کرنے والا عنصر (سینسر)، ایک حوالہ عنصر (صفر عنصر) اور ایک ایگزیکٹو عنصر۔

زیرو عنصر کے لیے کنٹرول شدہ متغیر کی پیمائش شدہ قدر کا سیٹ ویلیو کے ساتھ موازنہ کرنے کے لیے، خودکار کنٹرولر میں پیرامیٹر کی سیٹ ویلیو درج کرنا ضروری ہے۔ یہ ایک خاص ڈیوائس کی مدد سے کیا جاتا ہے، نام نہاد ماسٹر، جو پیرامیٹر کی سیٹ ویلیو کی خودکار ایڈجسٹمنٹ کو ایک خاص سطح پر فزیکل سگنل میں تبدیل کرتا ہے۔

اس صورت میں، یہ ضروری ہے کہ سینسر آؤٹ پٹس کے فزیکل سگنلز اور سیٹ ویلیو ایک ہی نوعیت کے ہوں۔ صرف اس صورت میں ایک null جسم کے ساتھ موازنہ کرنا ممکن ہے.

یہ بھی یاد رکھنا چاہیے کہ ریگولیشن کی خرابی کے مطابق آؤٹ پٹ سگنل کی طاقت، ایک اصول کے طور پر، ایگزیکٹو باڈی کے آپریشن کو کنٹرول کرنے کے لیے ناکافی ہے۔ اس سلسلے میں، مخصوص سگنل پہلے سے بڑھا ہوا ہے۔ لہذا، خودکار ریگولیٹر، تین اہم حصوں (سینسر، صفر عنصر اور ایکچیویٹر) کے علاوہ، ایک ترتیب اور ایک یمپلیفائر بھی شامل ہے.

خودکار کنٹرول سسٹم کا ایک عام بلاک ڈایاگرام

جیسا کہ اس خاکہ سے دیکھا جا سکتا ہے، خودکار کنٹرول سسٹم بند ہے۔ کنٹرول آبجیکٹ سے، کنٹرول شدہ پیرامیٹر کی قدر کے بارے میں معلومات سینسر کو جاتی ہے، اور پھر زیرو باڈی کو، جس کے بعد کنٹرول کی خرابی سے مماثل سگنل ایمپلیفائر کے ذریعے ایگزیکٹو باڈی تک جاتا ہے، جس کا ضروری اثر ہوتا ہے۔ کنٹرول آبجیکٹ.

کنٹرول آبجیکٹ سے null باڈی تک سگنلز کی حرکت فیڈ بیک لوپ ہے۔ آراء ضابطے کے عمل کے لیے ایک شرط ہے۔ اس طرح کا بند لوپ بیرونی اثرات سے بھی متاثر ہوتا ہے۔

سب سے پہلے (اور یہ سب سے اہم ہے)، ریگولیشن کا مقصد بیرونی اثرات کے سامنے آتا ہے۔یہ وہی اثرات ہیں جو اس کی ریاست کے پیرامیٹرز میں تبدیلی کا سبب بنتے ہیں اور ضابطے کو نافذ کرتے ہیں۔

دوم، خودکار کنٹرول سسٹم کے سرکٹ پر بیرونی اثر زیرو باڈی میں کنٹرولڈ پیرامیٹر کی مطلوبہ قدر کی سیٹ ویلیو کے ذریعے داخل ہوتا ہے، جس کا تعین پورے سسٹم کے آپریٹنگ موڈ کے تجزیہ کی بنیاد پر کیا جاتا ہے۔ یہ خودکار آلہ بھی شامل ہے۔ یہ تجزیہ انسان یا کنٹرول کمپیوٹر کے ذریعے کیا جاتا ہے۔

خودکار ریگولیٹرز کی مثالیں:

لوہے کے لیے برقی ترموسٹیٹ کے آپریشن کا آلہ اور اصول

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