การควบคุมแบบร้อน / เย็น (Heating/Cooling Control)

     การควบคุมแบบ ร้อน / เย็นนี้เป็นการควบคุมที่ใช้เอาต์พุต 2 ตัวทำงานตรงข้ามกัน เอาต์พุตตัวแรกจะทำงานเพื่อควบคุมความร้อน ขณะเอาต์พุตอีกตัวหนึ่งทำงานเพื่อควบคุมความเย็น โดยทั้ง 2 เอาต์พุตถูกควบคุมด้วย PID ชุดเดียวกัน โดยที่เอาต์พุตทั้งสองจะทำงานสลับกัน หรือพร้อมกันเพื่อควบคุมให้อุณหภูมิในระบบได้เท่ากับค่าเซตพอยต์ (SP)ที่ตั้งไว้

     จากรูปเป็นการควบคุมอุณหภูมิในถังสารละลายที่มีการควบคุมอุณหภูมิภายในถัง โดยการเปิดน้ำร้อน และน้ำเย็นผ่านท่อเข้ามาในถังเพื่อใช้ความร้อนและความเย็นที่ได้ทำการควบคุมอุณหภูมิให้ได้ตามต้องการ จากตัวอย่างใช้โซลินอยด์วาล์วเป็นตัวเปิด / ปิด น้ำร้อน และน้ำเย็น ดังกล่าว โดยมีไดอะแกรมการควบคุมดังนี้

     จากไดอะแกรม IN1 เป็นอินพุตที่วัดอุณหภูมิในถัง ตัวควบคุมจะทำการเปรียบเทียบอุณหภูมิที่วัดได้กับเซตพอยต์ (SP) และให้เอาต์พุต (MV) ออกมา ซึ่งจะไปสั่งให้วาล์วเปิดน้ำร้อน / เย็น เอาต์พุตทั้ง 2 สามารถตั้งให้สลับกันทำงาน โดยไม่คาบเกี่ยวกันหรือทำงานคาบเกี่ยวกันได้ดังรูป

     จากรูปค่า Dead band เป็นช่วงอุณหภูมิรอบๆ เซตพอยต์ (SP)ที่กำหนดความสัมพันธ์ระหว่างเอาต์พุตทั้ง 2 ถ้าค่า Dead band เป็นบวกดังรูปซ้ายมือ ช่วงอุณหภูมิในช่วง Dead band จะไม่มีการทำงานทั้งเอาต์พุตความร้อนและความเย็น ส่วนรูปด้านขวามือค่า Dead band เป็นลบ จะมีการทำงานทั้งเอาต์พุตความร้อน และความเย็นในช่วงอุณหภูมินี้ ซึ่งการควบคุมแบบร้อนเย็นนี้ส่วนมากมักจะถูกติดตั้งมาพร้อมกับอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิมาตรฐานทั่วไปผู้ใช้งานสามารถเลือกให้งานได้จากการตั้งค่าที่อุปกรณ์

การควบคุมแบบคาสเคด (Cascade Control)

     ในการควบคุมบางชนิด การตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเป็นไปได้ช้า ทำให้บางครั้งทำให้การตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นไม่ทัน ทำให้ความสามารถในการควบคุมระบบไม่ดีเท่าที่ควร ตัวอย่างต่อไปนี้เป็นตัวอย่างของการควบคุมลักษณะดังกล่าว

     จากรูปเป็นระบบเตาเผาที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิง เอาต์พุตของตัวควบคุมเป็นแบบกระแส 4-20 mA เพื่อจ่ายให้ Proportional Valve ทำการปิด/เปิดให้น้ำมันไหลเข้าไปในส่วนเผาไหม้ เทอร์โมคัปเปิ้ลทำหน้าที่วัดอุณหภูมิภายในเตาและส่งกลับไปที่ตัวควบคุมเพื่อเปรียบเทียบกับค่าเซตพอยต์ (SP) ในกรณีปกติอัตราการไหลของน้ำมันคงที่จะไม่เกิดปัญหาในการควบคุม แต่ถ้าเมื่อใดอัตราการไหลของน้ำมันมีการเปลี่ยนแปลง การเปิดวาล์วเท่าเดิมจะทำให้มีน้ำมันเข้าไปในส่วนเผาไหม้มากขึ้น ซึ่งตัวควบคุมจะไม่รู้ตรงจุดนี้ กว่าจะรู้ก็ได้รับสัญญาณจากเทอร์โมคัปเปิ้ลว่าอุณหภูมิเกินค่าเซตพอยต์ (SP)แล้ว

     การควบคุมแบบ Cascade จะช่วยขจัดปัญหาเช่นนี้ โดยการควบคุมจะเพิ่มลูปควบคุม (Secondary Loop) ในการควบคุมอัตราการไหลของน้ำมัน โดยเพิ่มตัววัดอัตราไหลของน้ำมันเป็นอินพุตของลูปควบคุมที่เพิ่มขึ้นดังรูป

การควบคุมเตาเผาที่ใช้น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงในการเผาไหม้แบบ Cascade Control โดยมีไดอะแกรมการทำงานดังนี้

ไดอะแกรมการทำงานของ Cascade Control

     จากรูปและไดอะแกรมข้างต้นเอาต์พุตที่ได้จากการคำนวณในลูปแรกจะเป็นเซตพอยต์ (SP)ให้ลูปที่ 2 ซึ่งจากตัวอย่างนี้ลูปแรกจะเป็นลูปของการควบคุมอุณหภูมิที่ให้เอาต์พุตออกมาเพื่อเป็นเซตพอยต์ (SP) ในรูปของอัตราการไหลในลูปที่ 2 ซึ่งในลูปที่ 2 จะมีเซนเซอร์วัดอัตราการไหลเพื่อเทียบกับเซตพอยต์ (SP)ที่ได้จากลูปแรกและให้เอาต์พุตสุดท้ายในการควบคุมอัตราการไหลของเชื้อเพลิง ซึ่งจะสอดคล้องกับการควบคุมอุณหภูมิที่ต้องการอัตราการไหล ที่ทำให้อุณหภูมิได้ตามค่าเซตพอยต์ (SP)อุณหภูมิที่ตั้งไว้ การควบคุมแบบ คาสเคด (Cascade Control) ส่วนมากจะบรรจุอยู่ในอุปกรณ์ควบคุมอุณหภูมิชนิด Multi Loop ผู้ใช้งานสามารถเลือกใช้งานได้จากการตั้งค่าที่อุปกรณ์

     และนอกจากการควบคุมที่ได้ยกตัวอย่างมาข้างต้น ยังมีการควบคุมในลักษณะอื่นอีกมากมาย ท่านสามารถศึกษาเพิ่มเติมได้จากคู่มือการใช้งานของอุปกรณ์ควบคุมแต่ละยี่ห้อ หรือสามารถสอบถามข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ บ . ออมรอน อีเลคทรอนิคส์ จำกัด ทางบริษัทฯ ยินดีให้คำปรึกษาเกี่ยวกับทุกๆ ปัญหาในการควบคุมอุณหภูมิของท่าน