สวิตช์ควบคุม On Off: คืออะไร? (หลักการทำงาน)

อะไรคือคอนโทรลเลอร์แบบเปิด-ปิด?

บางครั้ง เครื่องควบคุมมีตำแหน่งเพียงสองตำแหน่ง คือ เปิดเต็มที่หรือปิดเต็มที่ เครื่องควบคุมนี้ไม่ทำงานในตำแหน่งใด ๆ ระหว่างกลาง คือ ไม่เปิดหรือปิดบางส่วน ระบบควบคุมที่สร้างขึ้นสำหรับการควบคุมเครื่องมือเหล่านี้เรียกว่าทฤษฎีควบคุมแบบเปิด-ปิด ในระบบนี้ เมื่อตัวแปรกระบวนการเปลี่ยนแปลงและเกินระดับที่กำหนดไว้ ค่าเอาต์พุตของระบบจะเปิดเต็มที่อย่างฉับพลันและให้อาหาร 100%

โดยทั่วไป ในระบบควบคุมแบบเปิด-ปิด ค่าเอาต์พุตทำให้ตัวแปรกระบวนการเปลี่ยนแปลง ดังนั้นเนื่องจากผลกระทบจากการเอาต์พุต ตัวแปรกระบวนการจึงเริ่มเปลี่ยนแปลงแต่ในทางตรงกันข้าม

ระหว่างการเปลี่ยนแปลงนี้ เมื่อตัวแปรกระบวนการเกินระดับที่กำหนดไว้ ค่าเอาต์พุตของระบบจะปิดทันทีและค่าเอาต์พุตลดลงอย่างฉับพลันถึง 0%

เนื่องจากไม่มีค่าเอาต์พุต ตัวแปรกระบวนการจึงเริ่มเปลี่ยนแปลงในทิศทางปกติ เมื่อมันเกินระดับที่กำหนดไว้ วาล์วเอาต์พุตของระบบจะเปิดเต็มที่อีกครั้งเพื่อให้ค่าเอาต์พุต 100% วงจรของการปิดและเปิดวาล์วเอาต์พุตนี้จะดำเนินต่อไปจนกระทั่งระบบควบคุมแบบเปิด-ปิดนี้ทำงาน

ตัวอย่างที่พบบ่อยของทฤษฎีควบคุมแบบเปิด-ปิด คือ การควบคุมพัดลมของระบบทำความเย็นของหม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อหม้อแปลงทำงานภายใต้โหลดที่กำหนด อุณหภูมิของหม้อแปลงไฟฟ้าจะสูงเกินค่าที่กำหนดไว้ และพัดลมทำความเย็นจะเริ่มหมุนด้วยความจุเต็มที่

เมื่อพัดลมทำความเย็นทำงาน ลมที่ถูกบังคับ (ค่าเอาต์พุตของระบบทำความเย็น) จะลดอุณหภูมิของหม้อแปลง เมื่ออุณหภูมิ (ตัวแปรกระบวนการ) ลดลงต่ำกว่าค่าที่กำหนด สวิตช์ควบคุมของพัดลมจะทริปและพัดลมจะหยุดส่งลมที่ถูกบังคับให้กับหม้อแปลง

หลังจากนั้น เนื่องจากไม่มีผลการทำความเย็นของพัดลม อุณหภูมิของหม้อแปลงจะเริ่มสูงขึ้นอีกครั้งเนื่องจากโหลด เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นและเกินค่าที่กำหนด พัดลมจะเริ่มหมุนอีกครั้งเพื่อทำความเย็นหม้อแปลง

ในทางทฤษฎี เราสมมติว่าไม่มีความล่าช้าในอุปกรณ์ควบคุม นั่นหมายความว่าไม่มีเวลาสำหรับการเปิดและปิดอุปกรณ์ควบคุม ด้วยการสมมตินี้ ถ้าเราวาดลำดับการทำงานของระบบควบคุมแบบเปิด-ปิดที่สมบูรณ์แบบ เราจะได้กราฟดังนี้

แต่ในระบบควบคุมแบบเปิด-ปิดที่ใช้งานจริง จะมีความล่าช้าที่ไม่เท่ากับศูนย์ในการปิดและเปิดการทำงานของคอนโทรลเลอร์

ความล่าช้านี้เรียกว่าเวลาตาย เพราะความล่าช้านี้ กราฟการตอบสนองจริงจะแตกต่างจากกราฟการตอบสนองที่แสดงในทฤษฎี

ลองมาวาดกราฟการตอบสนองจริงของระบบควบคุมแบบเปิด-ปิด

สมมติว่าที่เวลา T O อุณหภูมิของหม้อแปลงเริ่มสูงขึ้นอุปกรณ์วัดอุณหภูมิไม่ตอบสนองทันที เนื่องจากต้องใช้เวลาในการทำความร้อนและการขยายตัวของปรอทในตัววัดอุณหภูมิ เช่น ตั้งแต่เวลา T1 ตัวชี้ของเครื่องวัดอุณหภูมิเริ่มขยับขึ้น

การขยับขึ้นนี้เป็นเชิงเส้นกำกับ สมมติว่าที่จุด A ระบบควบคุมเริ่มทำงานเพื่อเปิดพัดลมทำความเย็น และในที่สุดหลังจากระยะเวลา T2 พัดลมจะเริ่มส่งลมที่ถูกบังคับด้วยความจุเต็มที่ จากนั้นอุณหภูมิของหม้อแปลงจะเริ่มลดลงอย่างเชิงเส้นกำกับ

ที่จุด B ระบบควบคุมเริ่มทำงานเพื่อปิดพัดลมทำความเย็น และในที่สุดหลังจากระยะเวลา T3 พัดลมจะหยุดส่งลมที่ถูกบังคับ จากนั้นอุณหภูมิของหม้อแปลงจะเริ่มสูงขึ้นอย่างเชิงเส้นกำกับ

N.B.: ในการดำเนินการนี้ เราได้สมมติว่าสภาพโหลดของหม้อแปลงไฟฟ้า อุณหภูมิแวดล้อม และสภาพแวดล้อมอื่น ๆ ทั้งหมดคงที่และไม่เปลี่ยนแปลง

คำชี้แจง: เคารพ ต้นฉบับ บทความที่ดีควรแบ่งปัน หากละเมิดโปรดติดต่อลบ