การควบคุมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

I. บทนำ

ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเป็นสัญลักษณ์สำคัญของการพัฒนาอุตสาหกรรมสมัยใหม่ ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตอย่างมาก ลดต้นทุนการผลิต และปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม โหมดการควบคุมเป็นกุญแจสำคัญในการควบคุมระบบอัตโนมัติ ความสำคัญของโหมดนี้ปรากฏชัดในตัวเอง- เอกสารนี้จะแนะนำโหมดการควบคุมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมโดยละเอียด รวมถึงการควบคุมผลป้อนกลับ การควบคุมการป้อน- การควบคุมไปข้างหน้า การควบคุมที่เหมาะสมที่สุด การควบคุมแบบกระจายอำนาจ และการควบคุมแบบอัจฉริยะ ฯลฯ และอธิบายอย่างละเอียดด้วยตัวเลขและข้อมูลที่เกี่ยวข้อง เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการวิจัยและการประยุกต์ในด้านระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

ครั้งที่สอง วิธีการควบคุมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม

การควบคุมผลตอบรับ

การควบคุมผลป้อนกลับเป็นหนึ่งในวิธีการควบคุมที่ใช้กันมากที่สุดในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม บรรลุเป้าหมายการควบคุมที่ต้องการโดยการป้อนสัญญาณเอาท์พุตของวัตถุที่ถูกควบคุมกลับไปยังอินพุต จากนั้นเปรียบเทียบกับสัญญาณอินพุต จากนั้นจึงปรับเอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์ตามผลการเปรียบเทียบ การควบคุมผลป้อนกลับมีข้อดีคือมีเสถียรภาพและความสามารถในการปรับตัวได้ดี และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมต่างๆ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การควบคุมผลป้อนกลับสามารถแบ่งออกเป็น-การควบคุมผลป้อนกลับแบบลูปเดียวและ-การควบคุมผลป้อนกลับแบบหลายรอบ การควบคุมป้อนกลับแบบลูปเดี่ยว- หมายถึงลูปควบคุมเพียงลูปเดียว โดยการเปรียบเทียบสัญญาณเอาท์พุตของวัตถุที่ถูกควบคุมกับค่าที่ตั้งไว้ เอาต์พุตของคอนโทรลเลอร์จะถูกปรับเพื่อกำจัดข้อผิดพลาด การควบคุมผลป้อนกลับแบบหลาย- หมายถึงลูปควบคุมจำนวนหนึ่ง แต่ละลูปมีหน้าที่ในการควบคุมวัตถุที่ถูกควบคุมเฉพาะ ผ่านทางผลการทำงานร่วมกันของหลายลูปเพื่อให้บรรลุงานควบคุมที่ซับซ้อน

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม การควบคุมป้อนกลับมักใช้ในการควบคุมอุณหภูมิ การควบคุมความดัน การควบคุมการไหล และสถานการณ์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในการผลิตสารเคมี การควบคุมป้อนกลับสามารถควบคุมอุณหภูมิของเครื่องปฏิกรณ์ได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรของปฏิกิริยาเคมี

การควบคุมการป้อนกลับ

การควบคุมป้อนไปข้างหน้าเป็นอีกวิธีควบคุมที่ใช้กันทั่วไป โดย-คำนวณสัญญาณเอาท์พุตที่ต้องการล่วงหน้าตามสัญญาณอินพุตของระบบ จากนั้นสัญญาณเอาท์พุตจะถูกนำไปใช้กับวัตถุที่ถูกควบคุมโดยตรงเพื่อให้ทราบถึงการควบคุมของวัตถุที่ถูกควบคุม การควบคุมฟีดฟอร์เวิร์ดมีข้อดีคือความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็วและความแม่นยำในการควบคุมสูง และเหมาะสำหรับโอกาสที่เอาต์พุตของระบบมีข้อกำหนดที่เข้มงวดและสามารถคาดเดาสัญญาณอินพุตได้

การควบคุมป้อนไปข้างหน้าในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักใช้ในการควบคุมความเร็วสายการผลิต การควบคุมตำแหน่ง และสถานการณ์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในสายการประกอบอัตโนมัติ การควบคุมการป้อน-ไปข้างหน้าสามารถรับรู้ความเร็วและการควบคุมตำแหน่งของหุ่นยนต์ประกอบได้อย่างแม่นยำ เพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำและประสิทธิภาพของกระบวนการประกอบ

การควบคุมที่เหมาะสมที่สุด

การควบคุมที่เหมาะสมที่สุดคือวิธีการควบคุมตามทฤษฎีการหาค่าเหมาะที่สุดทางคณิตศาสตร์ โดยจะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของระบบและคำนวณกลยุทธ์การควบคุมที่เหมาะสมที่สุดตามเกณฑ์การปรับให้เหมาะสม (เช่น เวลาที่สั้นที่สุด การใช้พลังงานน้อยที่สุด เป็นต้น) เพื่อให้บรรลุการควบคุมที่เหมาะสมที่สุดของวัตถุที่ถูกควบคุม การควบคุมที่เหมาะสมที่สุดมีข้อดีคือมีผลการควบคุมที่ดีและอัตราการใช้ทรัพยากรที่สูง และเหมาะสำหรับโอกาสที่มีข้อกำหนดที่เข้มงวดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของระบบ และสามารถสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ได้

การควบคุมที่เหมาะสมที่สุดในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักใช้ในการจัดการพลังงาน กำหนดการผลิต และสถานการณ์อื่นๆ ตัวอย่างเช่น ในระบบพลังงานไฟฟ้า การควบคุมที่เหมาะสมสามารถทราบกำหนดการที่เหมาะสมที่สุดของหน่วยผลิตไฟฟ้า ลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้า และปรับปรุงเสถียรภาพของระบบ

การควบคุมแบบกระจายอำนาจ

การควบคุมแบบกระจายอำนาจเป็นวิธีการควบคุมที่แบ่งงานการควบคุมออกเป็นงานย่อยหลายงาน ซึ่งเสร็จสมบูรณ์โดยผู้ควบคุมหลายราย ตระหนักถึงการกระจายอำนาจและการทำให้ระบบควบคุมเป็นแบบโมดูลาร์โดยมอบหมายงานควบคุมให้กับคอนโทรลเลอร์ต่างๆ ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความสามารถในการปรับขนาดของระบบ การควบคุมแบบกระจายอำนาจเหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และซับซ้อน

การควบคุมแบบกระจายอำนาจในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักใช้ในระบบควบคุมแบบกระจาย (DCS) และระบบควบคุมฟิลด์บัส (FCS) ตัวอย่างเช่น ในระบบ DCS ตัวควบคุมแต่ละตัวมีหน้าที่ควบคุมส่วนหนึ่งของกระบวนการผลิต และรับรู้ถึงการแลกเปลี่ยนข้อมูลและการทำงานร่วมกันกับตัวควบคุมส่วนกลางผ่านเครือข่ายการสื่อสาร

การควบคุมอัจฉริยะ

การควบคุมอัจฉริยะเป็นการควบคุมประเภทหนึ่งที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยใช้ประโยชน์จากปัญญาประดิษฐ์ การเรียนรู้ของเครื่อง และเทคโนโลยีขั้นสูงอื่นๆ เพื่อดำเนินการเปลี่ยนแปลงและอัปเกรดระบบควบคุมอย่างชาญฉลาด และปรับปรุงระดับการปรับตัวและชาญฉลาดของระบบควบคุม การควบคุมอัจฉริยะมีข้อดีคือความสามารถในการเรียนรู้ที่แข็งแกร่ง ความสามารถในการปรับตัวที่ดี ฯลฯ เหมาะสำหรับโอกาสที่มีความต้องการประสิทธิภาพของระบบสูงและความต้องการการเรียนรู้และการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง

การควบคุมอัจฉริยะในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมมักใช้ในสถานการณ์ต่างๆ เช่น การวินิจฉัยข้อผิดพลาด และการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ ตัวอย่างเช่น ในการวินิจฉัยข้อบกพร่องของอุปกรณ์ การควบคุมอัจฉริยะสามารถตรวจสอบสถานะการทำงานและพารามิเตอร์ประสิทธิภาพของอุปกรณ์แบบเรียลไทม์ และสร้างการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดและคำแนะนำในการบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ตามข้อมูลในอดีตและฐานความรู้ของผู้เชี่ยวชาญ

III. การเลือกและการใช้โหมดควบคุม

ในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมจริง การเลือกโหมดการควบคุมควรเป็นไปตามข้อกำหนดการผลิตและเงื่อนไขทางเทคนิคเฉพาะ วิธีการควบคุมที่แตกต่างกันมีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง และควรขึ้นอยู่กับขนาดของระบบ ความซับซ้อน ความแม่นยำในการควบคุม และข้อกำหนดแบบเรียลไทม์- และปัจจัยอื่นๆ เพื่อการพิจารณาที่ครอบคลุม ในเวลาเดียวกันในการใช้งานจริงยังต้องคำนึงถึงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบควบคุมเพื่อให้แน่ใจว่าระบบควบคุมสามารถทำงานได้อย่างเสถียรเป็นเวลานานและตอบสนองความต้องการในการผลิต

IV. บทสรุป

โหมดการควบคุมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้เกิดการควบคุมอัตโนมัติ เอกสารนี้แนะนำวิธีการควบคุมที่ใช้กันทั่วไปหลายวิธี เช่น การควบคุมผลป้อนกลับ การควบคุมการป้อนไปข้างหน้า- การควบคุมที่เหมาะสมที่สุด การควบคุมแบบกระจายอำนาจ และการควบคุมแบบอัจฉริยะ และรวมตัวเลขและข้อมูลที่เกี่ยวข้องเข้าด้วยกัน วิธีการควบคุมเหล่านี้มีข้อดีและข้อเสียในตัวเอง และควรเลือกและนำไปใช้ตามความต้องการเฉพาะในการใช้งานจริง ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและความต้องการทางอุตสาหกรรมที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง วิธีการควบคุมในระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมจะยังคงพัฒนาและปรับปรุงต่อไป