Work1 - Week1 - Introduction to Classical Control System
Control System หรือ ระบบควบคุมคืออะไร?
Control System หรือ ระบบการควบคุม คือ รูปแบบของระบบใด ๆ ที่มีการจัดองค์ประกอบต่าง ๆ ภายในระบบเพื่อให้มีผลตอบสนองของระบบเป็นไปตามที่ต้องการ ซึ่งองค์ประกอบที่สำคัญ 3 ส่วนดังนี้
-
วัตถุประสงค์ของการควบคุม (Input)
-
กระบวนการ ขั้นตอน หลักที่ใช้ในการควบคุม (Process)
-
ค่าที่ได้รับจริง (Output)
เราสามารถแยก Control System ได้เป็น 2 ส่วน ได้แก่ Process Control System และ Electric Motor Control System ซึ่งแต่ละอย่างมีพารามิเตอร์ที่มีคุณสมบัติในการควบคุมที่แตกต่างกัน ในส่วนของ Process Control System คือระบบที่จะต้องมีการควบคุมในด้านต่างๆ เช่นการควบคุมอุณหภูมิ การควบคุมระดับ อัตราการไหล ความชื่น แสง เช่นในงานอุตสาหกรรม เคมีอุตสาหกรรม เป็นต้น ส่วน Electric Motor Control System เป็นการควบคุมในส่วนของการเคลื่อนไหว การหมุน ความเร็ว ตำแหน่ง เช่นการควบคุมในโรงงานอุตสาหกรรมเหล็ก (Steel Mill) โรงงานอุตสาหกรรมกระดาษ (Paper Mill) CNCs, Robotics, Electric Vehicle, High Speed Train เป็นต้น
Process Control System
-
Control of Temperature
-
Control of Level
-
Control of Flowrate
-
Control of Humidity
-
Control of Lighting
-
Control of Consistency
-
Control of Catalyst...
Electric Motor Control System
-
Control of Speed, rotational velocity of the motor
-
Control of Current, Torque, Tension
-
Control of Position
-
Control of Interpolation and Coordination between Motor
Control System
มุมมองของระบบการควบคุมในแง่ของการผลิด
-
ต้องการการควบคุมกระบวนการการผลิด
-
พัฒนาผลิตภัณฑ์ และ คุณภาพ
-
ลดต้นทุนค่าไฟฟ้า
-
เพิ่มความยืดหยุ่นสำหรับระบบการผลิดที่ทันสมัย
มุมมองของระบบการควบคุมในแง่ของเทคนิค
-
การควบคุมความเร็วของมอเตอร์ ลดการเสียหาย
-
ลดการสั่นสะเทือนและ เสียงรบกวน
-
ลดความจำเป็นในการใช้เกียร์กล
-
เพิ่มประสิทธิภาพการใช้ พลังงาน
ชนิดของระบบการควบคุม (Type of Control System)
ระบบควบคุมแบ่งออกเป็น 3 ชนิด ได้แก่
-
Open Loop Control System
-
Closed Loop Control System
-
Multi Loop/Variable Control System
1/ Open Loop Control System
ระบบควบคุมแบบเปิด (Open Loop Control System) เป็นระบบที่ค่าเอาต์พุตไม่มีผลต่อการควบคุมขบวนการของระบบ คือ ไม่มีการนำเอาค่าเอาต์พุตที่ได้กลับมาเปรียบเทียบกับค่าอินพุตที่ป้อนให้กับระบบ
- ไม่มีการนำสัญญาณทางด้านเอาต์พุตป้อนกลับทางด้านอินพุต
- ระบบไม่มีความซับซ้อน
- ระบบใช้กับงานที่ไม่ต้องการความแม่นยำ
- เป็นระบบควบคุมที่ประหยัด
2/ Closed Loop Control System
ระบบควบคุมแบบปิด (Closed Loop Control System) เป็นระบบที่นำสัญญาณจากเอาต์พุตของระบบ ป้อนกลับมาเปรียบเทียบกับสัญญาณอินพุตที่ป้อนให้กับระบบ ซึ่งผลต่างระหว่างสัญญาณทั้งสองที่นำมาเปรียบเทียบนั้นจะเป็นค่าผิดพลาดเพื่อที่จะใช้เป็นสัญญาณป้อนเข้าตัวควบคุมให้ตัวควบคุมนำไปสร้างสัญญาณควบคุมใหม่เพื่อลดความผิดพลาดที่เกิดขึ้นในระบบและทำให้เอาต์พุตของระบบเข้าสู่ค่าที่ต้องการ
2/ Closed Loop Control System
3/ Multi Loop/Variable Control System
ระบบควบคุม Multi Loop Control System เป็นการควบคุมแบบหลายตัวแปร หลายเซนเวอร์ และหลายคอนโทรเลอร์
System Order ของ Plant/Process
PTn = Proportional with Time delay n-order
n=1, PT1 = 1st system
n=2, PT2 = 2nd system
n=n, PTn = Higher(n) Order system
Example of 1st Order System (Open Loop) Using Laplace Transform
