گرم رنر ٹمپریچر کنٹرول سسٹم میں پی آئی ڈی پیرامیٹر ٹیوننگ کے لیے بنیادی اقدامات یہ ہیں: سب سے پہلے، انٹیگرل اور ڈیریویٹیو ایکشنز کو غیر فعال کریں۔ دھیرے دھیرے متناسب فائدہ میں اضافہ کریں جب تک کہ نظام مستقل-طول و عرض کے دوغلوں کی نمائش نہ کرے۔ اہم فائدہ Ku اور دولن کی مدت Pu کو ریکارڈ کریں؛ پھر زیگلر-نیکولس کے تجرباتی فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے P، I، اور D پیرامیٹرز کا حساب لگائیں۔ اہم حالت کی درست شناخت اور کنٹرولر قسم (PI/PID) کا مناسب انتخاب کامیاب ٹیوننگ کے لیے بہت ضروری ہے۔
I. Ziegler-Nichols Critical Proportional Gain Method (Closed-Loop Method) ٹیوننگ کے مراحل
یہ طریقہ سائٹ پر-کمیشننگ کے لیے موزوں ہے، جس کے لیے کسی درست ریاضیاتی ماڈل کی ضرورت نہیں ہے، اور تجربات کے ذریعے نظام کی متحرک خصوصیات حاصل کرتی ہے۔
مرحلہ 1: خالص متناسب کنٹرول موڈ درج کریں۔
صرف متناسب کارروائی کو فعال کرنے کے لیے PID کنٹرولر کو سیٹ کریں:
انٹیگرل ٹائم Ti=∞ (یا کی=0)
مشتق وقت Td=0 (یا Kd=0)
یقینی بنائیں کہ سسٹم خودکار کنٹرول موڈ میں ہے، سیٹ پوائنٹ (SV) موجودہ درجہ حرارت (PV) کے قریب ہے۔
مرحلہ 2: بتدریج متناسب حاصل Kp میں اضافہ کریں۔
ایک چھوٹی Kp قدر (مثال کے طور پر، 0.5) سے شروع کریں اور آہستہ آہستہ اس میں اضافہ کریں۔
درجہ حرارت کے ردعمل کے منحنی خطوط کا مشاہدہ کریں جب تک کہ سسٹم آؤٹ پٹ مسلسل، مستحکم، مستقل-طول و عرض کے دوغلوں (یعنی اہم دوغلوں) کی نمائش نہ کرے۔
اس مقام پر متناسب نفع کو تنقیدی فائدہ Ku کے طور پر ریکارڈ کریں، اور دو ملحقہ چوٹیوں کے درمیان وقت کے وقفے کو اہم دولن کی مدت Pu کے طور پر ریکارڈ کریں۔
ٹپ: اگر سسٹم مستقل-طول و عرض کے دوغلوں کو حاصل نہیں کر سکتا، تو کم از کم متناسب فائدہ کو ٹیوننگ کے دوران Ku کے تخمینے کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
مرحلہ 3: کنٹرولر کی قسم کی بنیاد پر PID پیرامیٹرز کا حساب لگائیں۔
زیگلر-نیکولس کے تجرباتی فارمولے کا استعمال کرتے ہوئے حتمی پیرامیٹرز کا حساب لگائیں:
|
کنٹرولر کی قسم |
متناسب فائدہ Kp |
انٹیگرل ٹائم ٹی |
مشتق وقت Td |
|
P |
0.5 × Ku |
- |
- |
|
پی آئی |
0.45 × Ku |
Pu / 1.2 |
- |
|
پی آئی ڈی |
0.6 × Ku |
0.5 × Pu |
0.125 × Pu |
نوٹ: ہاٹ رنر سسٹمز کے لیے، ایک PID کنٹرولر کی سفارش کی جاتی ہے کیونکہ یہ ردعمل کی رفتار اور مستحکم{0}}ریاست کی درستگی کو متوازن رکھتا ہے۔ مرحلہ 4: آپریشن شروع کریں اور ٹھیک-ٹیون کریں۔
حسابی پیرامیٹرز کو کنٹرولر میں داخل کریں اور خودکار موڈ پر سوئچ کریں۔
سسٹم کے ردعمل کا مشاہدہ کریں:
اگر اوور شوٹ بہت بڑا ہے، مناسب طریقے سے Kp کو کم کریں یا Ti کو بڑھا دیں۔
اگر جواب بہت سست ہے، Kp بڑھائیں یا Ti مختصر کریں؛
مشتق اصطلاح Kd کو اوور شوٹ کو دبانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، لیکن یہ شور کے لیے حساس ہے اور اسے احتیاط سے ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔
II عملی ایپلی کیشنز میں اہم تحفظات
1. اس بات کو یقینی بنائیں کہ نظام اہم دوغلوں کا مقابلہ کر سکتا ہے۔
اس طریقہ کار کے لیے سسٹم کو کمیشننگ کے دوران مسلسل-طول و عرض کے دوغلوں کا تجربہ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اور یہ ایسے منظرناموں کے لیے موزوں نہیں ہے جہاں اس عمل میں درجہ حرارت کے بڑے اتار چڑھاؤ کی سختی سے ممانعت ہو۔
اگر نقصان پہنچانے والے مواد یا سانچوں کے بارے میں خدشات ہیں، تو اس کے بجائے کشی وکر کا طریقہ استعمال کیا جا سکتا ہے (مثلاً، 4:1 کشی دولن)۔
2. انٹیگرل ونڈ اپ سے بچیں۔
جب درجہ حرارت مقررہ قدر کے قریب پہنچتا ہے، تو انٹیگرل ٹرم جمع ہونا جاری رکھ سکتا ہے، جس سے شدید اوور شوٹ ہوتا ہے۔
حل: انٹیگرل سیچوریشن میکانزم کو فعال کریں، انٹیگرل کو صرف اس صورت میں جمع کریں جب آؤٹ پٹ حد تک نہ پہنچے۔
3. اسٹیجڈ ٹیوننگ (ہیٹنگ بمقابلہ آئسو تھرمل)
حرارتی مرحلہ: ردعمل کو تیز کرنے کے لیے ایک بڑا Kp استعمال کیا جا سکتا ہے۔
Isothermal اسٹیج: دوغلے سے بچنے کے لیے چھوٹے Kp + ایک لمبے Ti پر جائیں۔
سیگمنٹڈ PID کنٹرول کو PLC پروگرام کے ذریعے لاگو کیا جا سکتا ہے۔
4. تصدیق اور اصلاح کے اوزار
درجہ حرارت ڈیٹا سپیکٹرم کا تجزیہ کرنے کے لیے فوئیر ٹرانسفارم (FFT) کا استعمال کریں تاکہ اس بات کی تصدیق کی جا سکے کہ آیا غالب فریکوئنسی کو مؤثر طریقے سے دبایا گیا ہے۔
سائٹ کے ٹرائل اور غلطی کے اخراجات کو کم کرنے کے لیے نقلی تصدیق کے لیے MATLAB یا MWORKS جیسے ٹولز کا استعمال کریں۔
