Khi nào dùng bộ điều khiển PID và ứng dụng bộ điều khiển PID trong hệ thống công nghiệp

 Có thể chúng ta đã nghe qua về bộ điều khiển PID, về thuật toán, các hệ số và 2 bài toán huyền thoại về PID ổn định mực nước và PID ổn định lò nhiệt. Nhưng các bạn có bao giờ thắc mắc  khi nào thì dùng PID và PID được ứng dụng trong các hệ thống máy móc như thế nào và không. Hãy cùng KTV tìm hiểu trong bài viết này nhé.

 Không nhắc lại khái niệm và các hệ số của bộ điều khiển PID. 3 thành phần chính của hệ thống bộ điều khiển bao gồm giá trị cài đặt ( Setpoint ), giá trị phản hồi ( Feedback ) và bộ điều khiển PID.

 Nguyên lý hoạt động của bộ điều khiển chỉ đơn giản là làm sao điều khiển 1 yếu tố bất kì ( động cơ, SSR… ) trong hệ thống để giá trị cài đặt và giá trị phản hồi về bằng nhau hoặc gần bằng trong thời gian nhanh nhất và vọt lố giữa giá trị phản hồi và giá trị cài đặt thấp nhất. Do đó hầu hết các hệ thống hay thành phần máy móc điều khiển có phản hồi đều cần hoặc đều sử dụng được bộ điều khiển PID. 

 Chúng ta sẽ đi tìm hiểu bộ điều khiển PID ứng dụng trong 1 số trường hợp thực tế:

1. Nhà máy cần điều khiển áp suất nước trên đường ống ổn định ( ở 1 mức cố định ) khi nhu cầu sử dụng ở mỗi thời điểm là khác nhau. 

► Setpoint : ví dụ 5 Bar

► Feedback : áp suất đo về trên đường ống.

► PID điều khiển tốc độ của động cơ bơm nước.

2. Nhiệt độ trong các lò nhiệt dùng điện trở đốt phải ổn định quanh nhiệt độ cài đặt.

► Setpoint: Nhiệt độ cài đặt. 

► Feedback: Nhiệt độ đọc về bằng cảm biến pt100.

► PID điều khiển SSR mở góc kích để điều khiển nhiệt điện trở.

3. Thu cuộn trong máy kéo nhỏ dây đồng trong ngành cáp điện phải chạy tốc độ sao cho không bị đứt dây. Mặc dù khi thu cuộn đường kính càng tăng thì tốc độ dài càng tăng. Xem ví dụ bằng video bên dưới.

► Setpoint: vị trí ở giữa của Dancer

► Feedback: vị trí thực tế của Dancer đo về bằng cảm biến khoảng cách.

► PID điều khiển tốc độ động cơ thu cuộn sao cho vị trí của Dancer luôn ở giữa.

 

4. Ổn định tốc độ cán giữa 2 trục để tấm thép cán có độ dày ổn định…

► Setpoint : Giá trị lực căng mong muốn

► Feedback: Giá trị lực phản hồi về từ Loadcell.

► PID điều khiển tốc độ động cơ sao cho lực căng phản hồi về ổn định bằng lực căng mong muốn.

 

 Tất cả các trường hợp thực tế trên nếu không sử dụng bộ điều khiển PID thì rất khó điều khiển và đạt đến sự ổn định. Vì vậy hầu hết các hệ thống máy móc hiện nay đều sử dụng bộ điều khiển PID để ổn định hoạt động.

 Có thể nói bộ điều khiển PID cực kì quan trọng và là một phần không thể thiếu trong điều khiển. Tất cả các biến tần và Driver của Parker AC10, AC30, DC590 hiện nay đều được tích hợp hàm lập trình PID để ứng dụng vào hệ thống thực tế để điều khiển động cơ.

 Ở bài viết sau chúng ta cùng tìm  hiểu về và cài đặt bộ điều khiển PID của dòng biến tần Parker AC10 cài đặt bằng bàn phím cho ứng dụng Thu cuộn trong máy móc ngành dây và cáp điện.