स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों में, तापमान नियंत्रक और पीआईडी नियंत्रक सामान्य उपकरण हैं जिनका उपयोग तापमान को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। यह आलेख तापमान नियंत्रकों और पीआईडी नियंत्रकों के बुनियादी सिद्धांतों के साथ-साथ उनके और उनके संबंधित अनुप्रयोग परिदृश्यों के बीच अंतर का परिचय देगा।
कई औद्योगिक और प्रयोगशाला अनुप्रयोगों में तापमान नियंत्रण एक आम आवश्यकता है। सटीक तापमान नियंत्रण प्राप्त करने के लिए, तापमान नियंत्रक और पीआईडी नियंत्रक सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में से एक हैं। वे विभिन्न नियंत्रण विधियों और एल्गोरिदम पर आधारित हैं, और प्रत्येक विभिन्न नियंत्रण आवश्यकताओं के लिए उपयुक्त है।
तापमान नियंत्रक एक उपकरण है जिसका उपयोग तापमान को मापने और नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। इसमें आमतौर पर तापमान सेंसर, नियंत्रक और एक्चुएटर होते हैं। तापमान सेंसर का उपयोग वर्तमान तापमान को मापने और इसे नियंत्रक को वापस भेजने के लिए किया जाता है। नियंत्रक निर्धारित तापमान और वर्तमान फीडबैक सिग्नल के आधार पर, हीटिंग तत्वों या शीतलन प्रणालियों जैसे एक्चुएटर्स को नियंत्रित करके तापमान को नियंत्रित करता है।
तापमान नियंत्रक का मूल कार्य सिद्धांत मापा तापमान और निर्धारित तापमान के बीच अंतर की तुलना करना है, और तापमान को निर्धारित मूल्य के करीब रखने के लिए अंतर के अनुसार एक्चुएटर के आउटपुट को नियंत्रित करना है। यह ओपन-लूप या बंद-लूप नियंत्रण का उपयोग कर सकता है। ओपन-लूप नियंत्रण केवल निर्धारित मूल्य के आधार पर एक्चुएटर के आउटपुट को नियंत्रित करता है, जबकि बंद-लूप नियंत्रण तापमान विचलन को सही करने के लिए फीडबैक सिग्नल के माध्यम से आउटपुट को समायोजित करता है।
पीआईडी नियंत्रक
पीआईडी नियंत्रक एक सामान्य फीडबैक नियंत्रक है जिसका उपयोग तापमान सहित विभिन्न प्रक्रिया चर को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है। पीआईडी का मतलब आनुपातिक, इंटीग्रल और व्युत्पन्न है, जो क्रमशः पीआईडी नियंत्रक के तीन बुनियादी नियंत्रण एल्गोरिदम के अनुरूप हैं।
1. आनुपातिक: यह भाग वर्तमान त्रुटि (सेट मान और फीडबैक मान के बीच का अंतर) के आधार पर त्रुटि के आनुपातिक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है। इसका कार्य त्वरित प्रतिक्रिया देना और स्थिर-स्थिति त्रुटियों को कम करना है।
2. इंटीग्रल: यह भाग त्रुटि के संचित मूल्य के अनुपात में आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है। इसका कार्य स्थैतिक त्रुटियों को खत्म करना और सिस्टम की स्थिरता में सुधार करना है।
3. व्युत्पन्न: यह भाग त्रुटि परिवर्तन की दर के आधार पर परिवर्तन की दर के आनुपातिक आउटपुट सिग्नल उत्पन्न करता है। इसका कार्य संक्रमण प्रक्रिया के दौरान ओवरशूट और दोलन को कम करना और सिस्टम की प्रतिक्रिया गति में सुधार करना है।
पीआईडी नियंत्रक आनुपातिक, अभिन्न और विभेदक एल्गोरिदम के कार्यों को जोड़ता है। उनके बीच वजन को समायोजित करके, नियंत्रण प्रभाव को वास्तविक जरूरतों के अनुसार अनुकूलित किया जा सकता है।
तापमान नियंत्रक और पीआईडी नियंत्रक के बीच अंतर
तापमान नियंत्रकों और पीआईडी नियंत्रकों के बीच मुख्य अंतर नियंत्रण एल्गोरिथ्म और प्रतिक्रिया विशेषताओं का है।
तापमान नियंत्रक खुला-लूप या बंद-लूप नियंत्रण हो सकता है। इसे लागू करना सरल और आसान है और आमतौर पर इसका उपयोग कुछ अनुप्रयोगों में किया जाता है जिन्हें उच्च तापमान सटीकता की आवश्यकता नहीं होती है। यह उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त है जिनमें तीव्र प्रतिक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है या स्थिर-स्थिति त्रुटियों के लिए उच्च सहनशीलता होती है।
पीआईडी नियंत्रक आनुपातिक, अभिन्न और विभेदक एल्गोरिदम पर आधारित है, जो स्थिर-अवस्था नियंत्रण और गतिशील प्रतिक्रिया दोनों के लिए उपयुक्त है। पीआईडी नियंत्रक तापमान को अधिक सटीकता से नियंत्रित कर सकता है, जिससे सिस्टम को तेज प्रतिक्रिया और स्थिर-स्थिति प्रदर्शन के साथ निर्धारित तापमान बिंदु के पास स्थिर रूप से काम करने की अनुमति मिलती है।
अनुप्रयोग परिदृश्य
तापमान नियंत्रकों का व्यापक रूप से कई प्रयोगशालाओं, भंडारण, घरेलू हीटिंग और कुछ सरल औद्योगिक प्रक्रियाओं में उपयोग किया जाता है।
पीआईडी नियंत्रक उन परिदृश्यों के लिए उपयुक्त हैं जिनके लिए उच्च सटीकता और तेज़ प्रतिक्रिया की आवश्यकता होती है, जैसे कि रासायनिक उद्योग, खाद्य प्रसंस्करण, फार्मास्यूटिकल्स और स्वचालित उत्पादन।
संक्षेप में, तापमान नियंत्रक और पीआईडी नियंत्रक दोनों तापमान को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरण हैं। तापमान नियंत्रक सरल ओपन-लूप या बंद-लूप नियंत्रण प्रणाली हो सकते हैं, जबकि पीआईडी नियंत्रक आनुपातिक, अभिन्न और विभेदक एल्गोरिदम पर आधारित होते हैं और तेज प्रतिक्रिया और स्थिर-स्थिति प्रदर्शन के साथ तापमान को अधिक सटीक रूप से नियंत्रित कर सकते हैं। उपयुक्त नियंत्रक का चयन विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं पर निर्भर करता है, जिसमें आवश्यक तापमान सटीकता, प्रतिक्रिया गति और स्थिर-स्थिति प्रदर्शन शामिल है।
