Bộ điều khiển PID ATR121- Tìm hiểu chức năng AUTO TUNE
Bộ điều khiển Pid ATR121 là một model mini của dòng thiết bị Pid Controller. Sở dĩ gọi là mini vì thiết bị này chỉ hiển thị được 3 chữ số trên màn hình.
Nội dung bài viết này mình sẽ không đề cập đến việc giới thiệu tổng thể thiết bị này. Mà mình sẽ cùng với các bạn tìm hiểu về chức năng Auto Tune.
Vậy Auto Tune là gì? Chúng có tính năng gì đặc biệt trên thiết bị này? Cùng tìm hiểu nhé!
Auto tune trên bộ điều khiển Pid ATR121 là gì
Auto tune trên bộ điều khiển Pid ATR121 là một quy trình điều chỉnh cho phép tính toán các tham số PID để có được một quy chuẩn tối ưu.
Có nghĩa là chúng kiểm soát sự ổn định nhiệt độ trong cả quá trình hoạt động trên điểm đặt mà không có biến động hay tác động từ môi trường (ví dụ như nhiễu)
Các tham số cần điều chỉnh trong quá trình Auto Tune
Quy trình điều chỉnh bao gồm tính toán và thiết lập các tham số sau:
- Dải tỷ lệ (quán tính hệ thống, tính bằng nhiệt độ).
- Thời gian tích phân (quán tính hệ thống thể hiện theo thời gian).
- Thời gian đạo hàm (hiểu nôm na là không bị ảnh hưởng bởi cường độ của phản ứng điều khiển với sự thay đổi của giá trị đo, thông thườngbằng ¼ thời gian tích phân).
Lưu ý: Trong quá trình điều chỉnh, không thể thay đổi điểm đặt.
Auto Tune trên bộ điều khiển Pid ATR121 hoạt động như thế nào?
Quy trình điều chỉnh tính toán các tham số của bộ điều khiển, có thể lựa chọn bởi cách thủ công hay tự động theo tham số Tun 27.
Điều chỉnh thủ công
Quá trình điều chỉnh thủ công cho phép chúng ta linh hoạt hơn để quyết định khi nào cập nhật các tham số thuật toán PID.
Nó có thể được kích hoạt bằng cách chọn giá trị “Man” trên tham số Tun 27.
Điều chỉnh tự động
Tính năng điều chỉnh tự động này sẽ tự động kích hoạt bất cứ khi nào bộ điều khiển được bật hoặc khi điểm đặt được sửa đổi thành giá trị trên 35%.
Kích hoạt chọn tính năng này bằng cách chọn “aut” trên tham số Tun 27.
Ví dụ cụ thể về điều khiển PID trên bộ ATR121
Khái niệm về bộ điều khiển PID
Nãy giờ đọc nội dung các bạn chắc hẳn sẽ có người thắc mắc PID là gì? Thấy là lạ khi mà PID thường chỉ dùng để điều khiển motor.
Vậy bộ điều khiển PID là gì?
PID là từ viết tắt của Proportional, Integral, Derivative.
Nếu bạn cần giữ một cái gì đó không đổi, chẳng hạn như nhiệt độ chẳng hạn, thì điều khiển PID là cách để làm được điều đó.
Về cơ bản, Bộ điều khiển PID ATR121 sử dụng phản hồi vòng điều khiển để đảm bảo đầu ra mong muốn là những gì bạn sẽ nhận được.
Đơn giản, bạn đặt một cài đặt trong bộ điều khiển và nó sẽ giữ đầu ra không đổi dựa trên phản hồi từ tín hiệu đầu vào, ví dụ như là tín hiệu cảm biến…
Hiện nay, trong sản xuất và công nghiệp, các anh chị kỹ sư đã sử dụng rất nhiều bộ điều khiển PID cho hệ thống, điển hình đó là bộ điều khiển nhiệt độ PID. Các bộ điều khiển này khá đơn giản để sử dụng và thiết lập, cộng với việc chúng làm rất tốt nhiệm vụ kiểm soát nhiệt độ của nhiều loại thiết bị.
Ví dụ điều khiển nhiệt độ qua bộ PID ATR121
Chúng ta sẽ xem xét một bộ điều khiển PID như là bộ điều khiển PID ATR121 chẳng hạn, để kiểm soát và theo dõi nhiệt độ trên hệ thống đường ống. Trong ví dụ này, bộ điều khiển PID sẽ hoạt động theo phương thức ON/OFF trong quá trình giám sát gia nhiệt.
- Đầu tiên, chúng ta cần nhập một điểm đặt, 150°C.
- Lúc này, bộ điều khiển sẽ đưa ra tín hiệu cho đầu ra để bắt đầu gia nhiệt.
- Phản hồi của vòng điều khiển từ cảm biến nhiệt độ Pt100 để đọc nhiệt độ.
- Cùng với điểm đặt 150°C, chúng ta cũng sẽ đặt bộ điều khiển ở một vài độ trên và dưới 150°C.
Và như thế, tiếp theo quá trình sẽ bắt đầu được giám sát bởi thuật toán PID
- Khi cảm biến nhiệt độ đọc và gửi tín hiệu về bộ điều khiển với giá trị nhiệt là 152°C, thì bộ điều khiển PID sẽ xuất lệnh tắt gia nhiệt.
- Và khi tín hiệu trả về là 148°C, thì nó sẽ bật quá trình gia nhiệt. Chính vì thế, nhiệt độ luôn ổn định dao động trong khoảng 150°C.
Đây có thể xem là hình thức điều khiển PID đơn giản nhất. Dễ hiểu nhất để các bạn làm quen với thuật toán PID.
Tính năng mở rộng của bộ điều khiển Pid ATR121
- Đầu vào được lập trình cho các cảm biến nhiệt độ, nhiệt kế điện trở và cặp nhiệt điện mà còn cho các cảm biến áp suất, cảm biến độ ẩm và cảm biến lưu lượng.
- Thuật toán điều chỉnh PID head/cold được tối ưu hóa cho cả điều khiển nhiệt độ và điều khiển quá trình như điều tiết áp suất và điều tiết lưu lượng.
- Các tính năng phần mềm của ATR121 cũng bao gồm điều khiển logic đóng/mở (ON/OFF) để điều khiển van trong điều khiển nhiệt độ công nghiệp, điều hòa không khí, hệ thống định lượng…
- Các đầu ra của bộ điều khiển có thể tùy chọn gán lệnh / cảnh báo nhiều chế độ / sự kiện.
- Tùy chọn giao tiếp RS485 với giao thức Modbus / Slave.
Thông số cơ bản của bộ điều khiển Pid ATR121
- Nguồn cấp: 24..230 V AC / DC ± 15% 50/60 Hz – điện áp cách ly lên đến 2,5KV
- Công suất tiêu thụ: Từ 2.4W đến 5.7W tùy model
- Hiển thị: 3 số nền đỏ cỡ 0.56 inch và 3 led hiển thị OUT1, OUT2, L1
- Nhiệt độ hoạt động: 0-45°C
- Độ ẩm hoạt động: 35…95% RH
- Kết cấu bằng vật liệu: ABS UL94V0
- Kích thước: Mặt trước 32×74 mm và thân dài 53 mm
- Trọng lượng: 100 g
Tương thích các tín hiệu đầu vào
Khả năng hỗ trợ các tín hiệu đầu vào đa dạng như:
- Nhiệt điện trở: PT100, PT500, PT1000, PTC, NTC
- Cặp nhiệt điện: K, S, R, J
- Có khả năng xử lý các tín hiệu đầu vào tiêu chuẩn 4…20mA hay 0…10v như: Cảm biến quang, cảm biến áp suất, cảm biến độ ẩm, cảm biến lưu lượng…
Tương thích với các thiết bị đầu ra
Bên cạnh đó bộ điều khiển PID ATR121 còn có khả năng kết nối với các thiết bị ở đầu ra như:
- Rơ le trạng thái rắn (SSR) cho ngõ ra Vdc số với tính năng PID
- Contactors 2 rơle 1NO/NC và 1NO
- Van đóng mở logic
- Động cơ bơm ON/OFF với độ trễ (hysteresis/delay)
Khả năng hiển thị
- Out 1: Trạng thái lệnh được kích hoạt
- Out 2: Trạng thái cảnh báo được kích hoạt
- L1: Báo trạng thái truyền thông
- Hiển thị 3 số
- Độ sáng tối ưu cho khả năng quan sát tốt trong môi trường khắc nghiệt
Khả năng kết nối nhanh
- Kết nối với máy tính thông qua cáp usb mini mà không cần nguồn phụ
- Lập trình thông số đơn giản và nhanh chóng với phần mềm LabSoftView hoặc thẻ nhớ
Lời kết
Chắc hẳn, đọc đến đây các bạn cũng đã hiểu được chức năng auto tune trên bộ điều khiển PID ATR121 hoạt động như thế nào rồi.
Đồng thời cũng hiểu được điều khiển nhiệt độ qua thuật toán PID là hoạt động ra sao rồi.
Hy vọng rằng, với khả năng linh hoạt và đa tính năng của mình, thì bộ điều khiển PID ATR121 sẽ hỗ trợ tốt cho các bạn trong việc giám sát điều khiển nhiệt độ cũng như áp suất hay lưu lượng…
