top of page
Heater Temperature Control with PID-Controller using OP-AMP
เป็นการควบคุมอุณหภูมิของ Heater แบบ Closed Loop Control System with PID-Controller โดยออกแบบวงจร PID-Controller โดยใช้ Op-Amp ในการควบคุม ช่วงอุณหภูมิในการควบคุมอยู่ระหว่าง 30 C - 50 C
อุปกรณ์ที่ใช้ในการควบคุม
1/ Heater ทำหน้าที่เลี่ยนแรงดันไฟฟ้าเป็นพลังงานความร้อน มีเกจวั ดอุณหภูมิจาก 0 ถึง 100 C
2/ Resistance Temperature Detector ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานความร้อนเป็นความต้านทาน ไฟฟ้า ใช้งานทีอุณภูมิ 0 ถึง 100
3/ Voltage Transmitter และ Phase Angle Controller
- Voltage Transmitter ทำหน้าที่เปลี่ยนสัญญาณแรงด ันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกระแสไฟฟ้า เพื่อส่งสัญญาณไปยัง Phase Angle Controller
- Phase Angle Controller ใช้กระแสไฟฟ้าในการควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ใช้ในการทำงานของ Heater
4/ ชุดขยายสัญญาณ ทำหน้าที่เปลี่ยนความต้านทานจาก Sensor เป็นแรงดันไฟฟ้า และขยาย แรงดัน
5/ ชุดแหล่งจ่ายไฟฟ้า ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงให้กับชุดขยายสัญญาณ
ุ6/ Generator (DC Power Supply) ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่เป็น Set Point สำหรับการควบคุม
7/ ชุดวงจร Closed Loop with PID Controller ซึ่งมีส่วนประกอบดังในภาพ
- ลายปริ๊นของวงจร
1/ วงจร Off-Set และ Op-Amp ขยาย ทำหน้าที่ปรับระดับแรงดัน Output ที่ออกจากชุดขยายสัญญาณให้อยู่ในช่วงหรือระดับที่ต้องการควบคุม ( 0 ถึง 10V สำหรับอุณหภูมิในช่วง 30 C ถึง 50 C)
2/ วงจร Inverting Amplifier ที่ 1 ทำหน้าที่กลับสัญญาณแรงดัน Output จาก + ให้เป็น -
3/ วงจร Summing ที่ 1 ทำหน้าที่รวมสัญญาณแรงดัน Output และแรงดัน Set Point ที่ต้องการควบคุม
4/ วงจร Inverting Amplifier ที่ 2 ทำหน้าที่กลับสัญญาณแรงดัน Output จาก - ให้เป็น +
5/ วงจร Proportional ทำหน้าที่เป็นตัว controller แบบขยายแรงดัน (Proportional Gain)
6/ วงจร Integral ทำหน้าที่เป็นตัว controller แบบ Integrate สัญญาณแรงดัน (Integral)
7/ วงจร Derivative ทำหน้าที่เป็นตัว controller แบบ diff สัญญาณแรงดัน (Derivative)
8/ วงจร Summing ที่ 2 ทำหน้าที่รวมสัญญาณแรงดันของวงจร controller ทั้ง 3 วงจร รวม Proportional, Integral และ Derivative >> PID
9/ วงจร Voltage Limiter ทำหน้าที่จำกัดแรงดันที่จะส่งออกไปใช้งานไม่ให้เกินค่า 10V (แรงดันที่จะส่งออกไปยัง Voltage Transmitter อยู่ระหว่าง 0-10VDC)
10/ วงจร Power Supply ทำหน้าที่จ่ายแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟเลี้ยงให้กับ Op-Amp ที่ใช้ในแต่ละวงจร
ภาพรวมของชุดควบคุมอุณหภูมิ
ไดอะแกรมแสดงกระบวนการควบคุม
ผลการทดลองชุดควบคุมอุณหภูมิ
- การปรับสัญญาณให้อยู่ในช่างที่ต้องการควบคุม (0-10V สำหรับอุณหภูมิ 30-50 C)
การทดลองที่ Set Point = 2V หรือเทียบเป็นอุณภูมิ 34 C
การทดลองที่ Set Point = 4V หรือเทียบเป็นอุณภูมิ 38 C
การทดลองที ่ Set Point = 6V หรือเทียบเป็นอุณภูมิ 42 C
การทดลองที่ Set Point = 8V หรือเทียบเป็นอุณภูมิ 46 C
การทดลองที่ Set Point = 10V หรือเทียบเป็นอุณภูมิ 50 C
จากการทดลองจ ึงสรุปได้ว่าการควบคุมอุณหภูมิแบบ PID-Controller มีข้อดีโดยสามารถทำการควบคุมอุณภูมิให้อยู่ในช่วงค่าที่ต้องการได้ แล้วเมื่อมีการรบกวนจากภายนอกที่ทำให้อุณภูมิลดลง ระบบจะสามารถควบคุมให้ค่าอุณภูมิกลับสู่ค่าที่ตั้งไว้ได้โดยคุณสมบัติของระบบควบคุมแบบปิดโดยมี PID-Controller เป็นตัวช่วย
คู่มือการใช้งาน
Power Point
bottom of page