การควบคุมแบบดั้งเดิมที่เป็น Manual Control คือ ใช้มนุษย์เป็นผู้ควบคุมทั้งหมด เช่น ปิด-เปิด วาล์วเองกดสวิตช์ หรือ ปุ่มจ่ายไฟเอง ในบัจจุบันได้ถูกแทนที่ด้วยการควบคุมแบบอัตโนมัตแล้วทั้งสิ้นเนื่องจากมีต้นทุนต่ำกว่า และมีเสถียรภาพสูงกว่า การควบคุมดังกล่าวจะเป็นลักษณะของการควบคุมแบบป้อนกลับ (Feedback Control) คือ
มีการวัดและส่งค่าที่วัดกลับมายังส่วนควบคุม เพื่อคำนวณ และจ่ายสัญญาณควบคุมที่เหมาะสมไปยังอุปกรณ์ใช้งาน จากที่กล่าวมาการควบคุมแบบอัตโนมัติ จะต้องประกอบด้วย 3 ภาคเสมอ คือ กำหนดให้ ในระบบควบคุมแบบ ON-OFF เครื่องควบคุมจะสั่งเอาท์พุตทำงานเพียง 2 สภาวะเท่านั้น คือ ON และ OFF เป็นการควบคุมแบบง่ายๆ และราคาไม่แพง ดังนั้น จึงนิยมใช้กันอย่างกว้างขวางในงานควบคุมทางอุตสาหกรรม ในกรณีที่ผลจากการแกว่งของอุณหภูมิเป็นที่ยอมรับได้ กำหนดให้สัญลักษณ์เอาท์พุตของเครื่องควบคุมเป็น MV และผลต่างระหว่าง SV กับ PV เป็น E (Error) ฉะนั้นในการควบคุมแบบ ON-OFF สัญญาน MV จะมีค่าเป็น 100% (ON) หรือ 0% (OFF) เท่านั้น โดยจะขึ้นอยู่กับว่า E มีค่าเป็น + หรือเป็น - นั่นคือ
รูปแสดง การควบคุมแบบ ON - OFF ในกรณีอุณหภูมิที่โพรเซสมีการกระเพื่อมที่ Setpoint จะมีผลทำให้เอาท์พุตของเครื่องควบคุม ON และ OFF อยู่ตลอดเวลา ซึ่งสามารถแก้ไขได้โดยกำหนด Hysteresis หรือ Differential gap หรือ Dead band เพื่อลดการตัด-ต่อที่เกิดขึ้น แต่ผลเสียคือจะทำให้เกิด Overshoot มากขึ้น รูปแสดง การคววบคุมแบบ ON - OFF โดยมี Hysteresis ลักษณะของ ON - OFF Control คือจะเกิดการแกว่งของอุณหภูมิ (Oscillation) อยู่ตลอดเวลา โดยในกรณีที่มี Hysterresis ความถี่ในการตัดต่อจะลดลง แต่ค่า Overshoot จะมากขึ้น ในระบบที่ช้า คาบในการแกว่งจะยาวกว่าในระบบที่เร็วกว่า จุดมุ่งหมายของการควบคุมจุดมุ่งหมายของการควบคุม คือ พยายามรักษาค่า PV ให้มีค่าเท่ากับ SP อยู่ตลอดเวลา เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในระบบ เช่น Load เปลี่ยน, มี Disturbance หรือมีการเปลี่ยนค่า Setpoint ค่า PV จะไม่เท่ากับค่า SP (เกิด Error ขึ้น) อยู่ขณะหนึ่ง แล้วครื่องควบคุมจะต้องสามารถควบคุมให้ค่า PV สามารถเข้าสู่ Setpoint ให้ได้ โดยลักษณะในการนำค่า PV ไปสู่ค่า SP จะแตกต่างกันตามลักษณะของค่า PID ที่ตั้งไว้ ระบบใด ๆ อาจรักษาค่า PV ไว้ที่ Setpoint ได้เหมือนกัน แต่ผลตอบสนองของระบบหนึ่งอาจเร็วกว่า และมี Over-shoot น้อยกว่า นั่นแสดงว่าระบบนั้นมีการควบคุมที่ดีกว่า ถึงแม้ที่เวลาสุดท้ายทั้ง 2 ระบบจะมีความเสถียรภาพเหมือนกัน ดังนั้นจะเห็นได้ว่าถึงแม้จุดประสงค์หลักของการควบคุมระบบใด ๆ คือ เสถียรภาพหรือการรักษาค่า PV ไว้ที่ Setpoint ให้ได้ก็ตาม แต่ในความเป็นจริงการควบคุมที่ดีจะต้องมองถึงลักษณะของผลตอบสนองด้วย จึงเป็นสาเหตุที่ต้องมีการศึกษาลักษณะของโพรเซส และปรับค่า PID ให้เหมาะสมกับโพรเซสนั้น ๆ เพื่อให้มีผลตอบสนองที่ดีที่สุด สามารถระบุลักษณะของการควบคุมที่ดีได้ดังนี้
การปรับค่า PID ที่โพรเซสหนึ่งแล้วมีผลตอบสนองที่ดี เมื่อนำค่า PID นี้ไปใช้กับอีกโพรเซสหนึ่ง อาจได้ผลตอบสนองที่ไม่ดีก็ได้ ผลของการปรับค่า PID มีดังนี้ ผลของ P actionสามารถเพิ่มผลของ P action ได้โดยลดค่า PB ลง จะมีผลทำให้
ผลของ I actionสามารถเพิ่มผลของ I action ได้โดยลดค่า TI ลง จะมีผลทำให้
ผลของ D actionสามารถเพิ่มผลของ D action ได้โดยเพิ่มค่า TD ลง จะมีผลทำให้
|