Điều khiển pid nhiệt độ là gì ? So sánh sự khác biệt giữa pid on/off và pid 4-20ma 

Đấy liên quan đến vấn đề điều khiển pid không phải đơn giản đâu anh em ạ. Cực kỳ phức tạp; mặc dù hiện nay các thiết bị điều khiển pid nhiệt độ cho van hoặc plc biến tần đóng mở thiết bị gần như đã được các nhà sản xuất hoàn thiện. Việc chúng ta chỉ calip theo nhiệt độ cần đo và giám sát thế là nó tự động chạy thôi

Tuy nhiên; vấn đề cài đặt các bộ điều khiển liên quan đến các trường hợp PID thì nó hơi chuyên sâu một tý. Ông nào hiểu thì cài đặt loại đồng hồ này rất dễ những không hiểu thì chịu. Thậm chí; có mấy ông đưa tín hiệu pid 4-20ma tuyến tính về con control van Positioner 4-20ma ( tức cái hộp thiết kế một bên gắn gần con van ấy ); cái hộp đó hư và các ông mua thay thế mỗi cái hộp dễ mắc sai lầm cực kỳ

Điều khiển pid theo tín hiệu nhiệt độ đóng ngắt van tuyến tính
Điều khiển pid theo tín hiệu nhiệt độ đóng ngắt van tuyến tính

Trên nguyên tắc; để mà điều khiển pid từ tín hiệu nhiệt độ xuất ra có tính chính xác cao thì bắt buộc van điều khiển và control van 4-20ma phải là một bộ đồng nhất; vì căn bản từ độ đó điều khiển van tuyến tính 4-20ma mà tín hiệu 4-20ma của bộ này không đồng nhất; trong khi control van Positioner nhận 4-20ma pid từ nhiệt độ. Dẫn đến 2 tín hiệu này có sự lệch lạc thì vấn đề sai số trong điều khiển đóng ngắt nhiệt độ là điều quá hiển nhiên

Vậy ! Câu hỏi đặt ra:

Bộ điều khiển pid nhiệt độ là gì

Điều khiển pid nhiệt độ là một phương pháp sử dụng thuật toán pid để kiềm chế lượng nhiệt luôn duy trì trong một phạm vi nhất định nào đó. Thực tế là vậy giả sử như lấy con pt1000 đo nhiệt độ trên đường ống 0-100oC truyền về bộ controller pid 4-20ma; chúng ta sẽ cài đặt trên đó input nhận điện trở rtd pt100 tương ứng mức hiển thị 0-100oC trên chính màn hình của nó

Khái niệm bộ điều khiển pid nhiệt độ là gì ? Cách điều khiển pid
Khái niệm bộ điều khiển pid nhiệt độ là gì ? Cách điều khiển pid

Chính vì các bộ điều khiển này có màn hình hiển thị thể hiện trực tiếp các con số nhiệt độ thực tế trong quá tình giám sát và điều khiển. Nên ! Nó được xem là đồng hồ điều khiển pid 4-20mA. Thông thường các thiết bị điều khiển này hoạt động tốt trong khoảng 0-45oC; chúng được gắn trong các tủ điện tại khu vực sản xuất

Và tới giai đoạn này chúng ta sẽ calip bộ điều khiển pid nhiệt độ để hạn chế thu hẹp khoảng cách nhiệt độ lại trong phạm vi 45…80 oC chẳng hạn. Điều này có nghĩa là bồn chứa chất lỏng chỉ nằm trong phạm vi nhiệt độ 45-80oC.

Nếu dưới 45oC lập tức pid controller sẽ gửi 1 tín hiệu về controller van tiến hành mở cho nước nóng chảy vào giúp tăng nhiệt độ lên. Trường hợp nhiệt độ qua khỏi 80oC thì bộ điều khiển này gửi tiếp 1 tín hiệu tới controller van để điều khiển đóng không cho nước nống chảy vào bồn nữa từ đó trong bồn sẽ từ từ hạ nhiệt

Đấy chính là một ví dụ thuật ngữ bàn về chi tiết của một mảng ứng dụng liên quan đến điều khiển pid từ các con đồng hồ. Ngoài ra còn rất nhiều chức năng khác như pid trong biến tần; pid từ tín hiêu flowmeter, pid từ plc…. Tuy nhiên chúng ta cứ mặc định các thiết bị có dòng đầu ra 4-20ma muốn chuyển sang cơ chế dòng 4-20ma dạng pid tuyến tính thì cứ cho chạy qua các đồng hồ pid controller này

Điều khiển pid trong biến tần thông qua plc

Điều khiển pid trong biến tần là một phương pháp phải động não rất cao đấy anh em ạ. Có nghĩa là mình phải lấy tín hiệu từ các thiết bị đo sau đó đưa về plc lập trình thì lúc này khối pid plc nó sẽ tự động tính toán truy xuất ra dòng 4-20ma cấp cho biến tần hoạt động; một điểm trừ khi dùng plc điều khiển biến tần thông qua pid đó là tín hiệu 4-20ma hay bị nhiễu và có thể gây sai số hoặc nhảy số nếu biến tần lớn

Lập trình plc điều khiển pid theo nhiệt độ đóng ngắt van 4-20ma
Lập trình plc điều khiển pid theo nhiệt độ đóng ngắt van 4-20ma

Tuy nhiên; có những trường hợp dùng plc điều khiển biến tần bằng tín hiệu pid hoàn toàn không thể xảy ra. Lý do là vì khoảng cách địa lý nó quá xa nên việc kéo dây tín hiệu từ plc tới biến tần khó khăn hoặc gần như không thể

Mà đâu phải ông nào cũng biết viết và lập trình tín hiệu pid trên con plc để điều khiển biến tần tuyến tính 4-20ma liên tục. Làm thế đôi khi lại mất thời gian. Trong khi đồng hồ điều khiển pid controller thì nó quá đơn giản; lắp đặt tủ điện linh động và rất dễ thay thế

Ví dụ: Anh em có 2 con bơm cần tín hiệu pid từ biến tần điều khiển 2 bơm đóng mở liên tục. Thế nhưng do một nguyên nhân nào đấy; mặc dù biến tần nó chạy pid nhưng kết quả là tần số 2 con bơm nó không bao giờ đều nhau

Cho nên trường hợp này đơn giản là dùng thẳng bộ điều khiển pid 4-20ma là phương án tối ưu nhất. Nếu muốn điều khiển pid cho 2 bơm cùng một tần số thì sau khi tín hiệu thiết bị đo đi vào bộ điều khiển output ra 4-20ma thì cho vào bộ chia 4-20ma thì cùng tần số thôi có gì đâu.

Điều khiển pid theo tín hiệu flowmeter

Flowmeter thông thường nó có các tín hiệu output ra 4-20ma; 0-10v, 0-5v, rs485 hoặc tín hiệu điều khiển on/off trực tiếp. trong đó; việc sử dụng tín hiệu điều khiển 4-20ma lấy từ flowmeter cực kỳ nhiều. Điều này có nghĩa là con flowmeter đo dòng chảy xuất 4-20ma thông qua một đồng hồ pid xuất tín hiệu 4-20ma đẩy về plc

Mà tín hiệu 4-20ma từ flowmeter không phải bộ nào cũng đọc được. Mà phải có những thiết bị điều khiển pid chuẩn nó mới chuyển hoá 4-20ma flowmeter ra trực tiếp 4-20ma dưới dạng pid

Lưu ý: giữa 2 tín hiệu 4-20ma trước và sau khi vào ra từ bộ pid controller  hoàn toàn khác nha. Không phải cứ thấy đều là analog 4-20ma tuyến tính rồi nhầm tưởng chúng giống nhau đâu.

Điều khiển pid theo tín hiệu flowmeter bằng đồng hồ pid 4-20ma
Điều khiển pid theo tín hiệu flowmeter bằng đồng hồ pid 4-20ma

Hoặc một ví dụ khác liên quan đến điều khiển nhiệt độ thông qua tín hiệu pid 4-20ma:

Một cái lò hơi; một nồi nấu phở hay nấu nước nóng; hoặc nồi nấu cơ công nghiệp…. Giả sử họ cần nhiệt độ luôn duy trì ở khoảng 43,5 độ C trong một thời gian nhất định. Trường hợp này ta cũng áp dụng một cái cảm biến nhiệt trước tiên là đo nhiệt độ

Sau đó lấy tín hiệu nhiệt truyền theo dây dẫn đi về con đồng hồ nhiệt độ pid mô tả phía trên. Nó sẽ có chức năng nhận tín hiệu nhiệt rồi hiển thị. Đồng thời trả ngay về giá trị tuyến tính 4-20ma dưới dạng pid tương ứng đẩy tới con van để duy trì nhiệt độ ở 43,5 độ oC như bài toán đã yêu cầu

Sự khác biệt pid 4-20ma với pid on/off điều khiển van

Trong các phương pháp dùng tín hiệu điều khiển pid nhiệt độ cho các con van; flowmeter , biến tần hay plc chúng ta có 2 cách thể hiện tín hiệu pid trong từng trường hợp sản xuất cụ thể:

  • Điều khiển pid nhiệt độ theo xu hướng tuyến tính 4-20ma
  • Điều khiển pid nhiệt độ trực tiếp đóng ngắt bằng tín hiệu on hoặc off

Về mức độ thông dụng thì 2 phương pháp điều khiển pid trên đều được thiết kế rất rộng rãi trong các hệ thống sản xuất. quang trọng là chủ đầu tư họ muốn sử dụng phương áp pid nào theo tín hiệu nhiệt độ xuất ra thôi

Điều khiển van tuyến tính bằng pid 4-20ma khác pid on/off ra sao
Điều khiển van tuyến tính bằng pid 4-20ma khác pid on/off ra sao

Thế sự khác biệt giữa các tín hiệu pid trên ra sao ?

Đối với vấn đề dùng pid điều khiển nhiệt độ bằng 4-20ma thì nó có giá trị chính xác hơn; độ phân giải cao hơn. Đồng thời; dựa tên tín hiệu 4-20ma pid tuyến tính để điều khiển trên đó. Ví dụ dưới 3mA thì nó gửi tín hiệu mở van hoặc lên 16ma thì đóng van xả lại

Nhưng mà điều khiển pid nhiệt độ theo phương pháp on/off nó cũng có lợi thế riêng; Ở điểm cài đặt bộ pid nhiệt này chúng ta chỉ cần setting 1 hoặc 2 vị trí cụ thể lập tức nhiệt độ tới điểm đó là nó xuất thẳng tín hiệu on hoặc off để đóng mở các con van mà không phải thồn qua các bộ controller van

Thông thường; một bộ điều khiển pid theo tín hiệu nhiệt độ chuẩn nó sẽ được thiết kế 2 phương pháp pid 4-20ma và pid on/off trên một đồng hồ để tạo sự đa dạng cho người dùng sử dụng bất kỳ trường hợp điều khiển pid nào cũng được

Tuy nhiên; đối với các bộ điều khiển pid nhiệt độ hoạt động theo kiểu on/off thì nên kết hợp chúng với con relay trung gian trước khi đưa tín hiệu về bơm hoặc van. Còn đối với các con van thiết kế bộ Positioner 4-20ma thì bắt buộc 100% anh em phải dùng các loại đồng hồ pid 4-20ma tuyến tính theo tín hiệu cảm biến nhiệt độ đưa về

 

Tư Vấn Giải Pháp Kỹ Thuật

0972 56 05 06 – 0931 429 989 Mr Thành

Mail: thanh.nguyen@huphaco.vn

Đ/C:  Số 12 Đường 310, Rosita Khang Điền, Phường Phú Hữu, TP Thủ Đức, Tp Hồ Chí Minh



BÀI VIẾT LIÊN QUAN

Truyền thông profinet là gì ? Kết nối profinet với simatic plc s7 So sánh ưu nhược điểm của profibus pa và profibus dp, profinet

Tóm tắt nội dung1 Giao thức profinet là gì ? Profibus là gì ?1.1 Giao thức truyền thông Profinet là gì1.2 Ứng dụng giao thức profinet trong công nghiệp1.2.1 Ứng dụng kết nối profinet với plc siemens1.3 Giao thức truyền thông profibus là gì1.4 Ứng dụng giao thức profibus trong công nghiệp1.5 Ưu điểm của […]

Đồng hồ áp suất stiko Holland có đại diện tại việt nam Stiko là gì ? Đại diện hãng stiko của hà lan tại Việt Nam là ai

Tóm tắt nội dung1 Đại Diện hãng đo áp suất stiko tại Việt Nam1.1 Đồng hồ áp suất giá rẻ Stiko1.2 Đồng hồ áp suất stiko 2-2,5-3-4-5-6- 7000 bar PBX-SF-HP100XA1.3 Công tắc áp suất hãng stiko PBX100XA-K1.4 Đồng hồ nhiệt độ dạng cơ hãng stiko TXC1.5 Đồng hồ chênh áp differential sitko – Netherlands ( […]

tin hieu xung bi nhieu Impulse noise là gì ? Các phương pháp chống nhiễu hiệu quả

Tóm tắt nội dung1 Nhiễu xung là gì1.1 Nguyên nhân gây nhiễu xung tín hiệu1.2 Xung nhiễu gây ảnh hưởng như thế nào1.3 Giải pháp chống nhiễu xung cho dây truyền tín hiệu Nhiễu xung là gì Phải nói vấn đề nhiễu xung nó cũng chả khác gì nhiễu tín hiệu analog cả. Chúng nó […]