عند اختيار مكون التحكم الرئيسي (أو "دماغ التحكم") لنظام التحكم الصناعي الخاص بك، على سبيل المثال، التحكم في درجة الحرارة الثابتة، لديك خياران: وحدات تحكم PID و PLCs.
إذن، ما هما هذان المنتجان؟ وما الفرق بينهما؟ وأيهما يجب عليك استخدامه؟
في هذا المقال، سنقدم لك رؤى أعمق من أي مقال آخر قرأته من قبل.
لنبدأ الآن!
ما هي وحدة التحكم PID؟
تم تصميم وحدة تحكم PID للحفاظ على نقطة ضبط (القيمة المطلوبة) في النظام من خلال تعديل الخرج بناءً على ثلاثة معلمات: التناسب والتكامل والمشتق.
حلقة تحكم PID يتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: الجسم المتحكم به (مثل عنصر التسخين)، و الاستشعار الذي يوفر التغذية الراجعة في الوقت الحقيقي، ووحدة التحكم PID نفسها. تقارن وحدة التحكم باستمرار القيمة المقاسة مع نقطة الضبط وتضبط الخرج وفقًا لذلك لتقليل الخطأ.
من خلال ضبط هذه المعلمات الثلاث بشكل مناسب، يمكن تحقيق تحكم مستقر ودقيق في النظام.
تُستخدم وحدات التحكم PID على نطاق واسع في التطبيقات التي تتضمن التحكم في درجة الحرارة والتدفق والضغط.
ما هو المجلس التشريعي الفلسطيني؟
الآن دعنا نتعرف على PLCs.
PLC تعني وحدة التحكم المنطقي القابلة للبرمجة (PLC). وهي تُستخدم عادةً للتعامل مع المهام المعقدة ليس فقط للتحكم PID ولكن أيضًا للتحكم المتسلسل، والتحكم عن بعد، والتحكم عن بعد، والتحكم عن قرب، والتحكم في العد وما إلى ذلك.
مدخلات ومخرجات PLC يمكن أن تكون مجموعة متنوعة من الأنواع: منفصلة (تشغيل/إيقاف)، تناظرية (جهد أو تيار مستمر), مستشعرات درجة الحرارة, المشفراتوحتى حزم البيانات التسلسلية أو حزم بيانات Ethernet.
تسمح هذه المرونة لوحدة تحكم منطقي قابلة للبرمجة (PLC) واحدة باستبدال مئات المرحلات السلكية والمؤقتات والعدادات السلكية مع الحفاظ على ملاءمتها في حاوية مدمجة قابلة للتركيب على سكة DIN.
يمكن تقسيم عملية تشغيل PLC إلى ثلاث خطوات: مسح المدخلات، وتنفيذ البرامج، وتحديث المخرجات.
وبالتالي، من عملية تشغيله، يمكن ملاحظة أن PLC يعمل أيضًا باستخدام منطق التحكم في الحلقة المغلقة.
ما هي الاختلافات بين وحدة تحكم PID ووحدة التحكم PLC؟
تكمن الاختلافات الرئيسية بين وحدة التحكم PID ووحدة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة PLC في 8 جوانب: الغرض، ومعالجة الإشارات، وطريقة التحكم، والسرعة، والتطبيق، والتكلفة، وقابلية البرمجة، وسهولة الاستخدام.
في الرسم البياني التالي، سنقارن هذه الجوانب الثمانية بالتفصيل:
| البند | وحدة تحكم PID | المجلس التشريعي الفلسطيني |
|---|---|---|
|
الغرض |
تُستخدم للتعامل مع المهام الفردية البسيطة، مثل التحكم في درجة الحرارة الثابتة، والتحكم في الضغط الثابت، والتحكم في التدفق الثابت، إلخ. |
تُستخدم للتعامل ليس فقط مع المهام الفردية البسيطة ولكن أيضًا مع المهام المعقدة المتسلسلة أو مهام التحكم في العمليات، على سبيل المثال: التحكم في تعبئة المياه المعبأة، وتتمثل عمليتها في: زجاجة فارغة ← تعبئة ← تعبئة ← تغطية ← وضع العلامات ← وضع العلامات ← التعبئة. |
|
معالجة الإشارات |
لا تقبل وحدة تحكم PID سوى الإشارات التناظرية المستمرة - عادةً المزدوجات الحرارية أو RTDs أو 4-20 مللي أمبير أو 0-10 فولت من أجهزة إرسال درجة الحرارة أو الضغط أو التدفق. |
وعلى النقيض من ذلك، يتعامل PLC مع كل من هذه الإشارات التماثلية والمدخلات المنفصلة (تشغيل/إيقاف) مثل أزرار الضغط، ومستشعرات القرب ومفاتيح الحد؛ كما يمكنه أيضًا قراءة مسارات النبضات عالية السرعة من المشفرات الدوارة التزايدية باستخدام الوحدة النمطية المناسبة. |
|
طريقة التحكم |
التغذية الراجعة المستمرة المستندة إلى الوقت (يتم إعادة حساب النسبة المئوية للإخراج في كل عملية مسح لتقليل الخطأ) |
آلة قائمة على الحدث/الحالة على سبيل المثال: إذا كان المستشعر A صالحًا والمستشعر B غير صالح، فقم بتشغيل المحرك. |
|
السرعة |
100 مللي ثانية إلى 500 مللي ثانية. |
من مللي ثانية إلى مئات المللي ثانية، محسّنة للإدخال/الإخراج الثقيل. |
|
التطبيق |
فرن بدرجة حرارة ثابتة/فرن نفق/فرن درجة حرارة ثابتة، مضخة مياه بضغط ثابت، جهاز بثق مستقل. |
خطوط التعبئة/التغليف، خط التعبئة/التغليف، خط الروبوت/الناقل، التحكم في مجموعة الغلايات متعددة المناطق. |
|
التكلفة |
وحدات تحكم PID غير مكلفة، وعادةً ما تكون تكلفتها أقل من $100. |
عادةً ما تكون تكلفة أجهزة PLC أقل من $1000 نظرًا لمرونتها القابلة للبرمجة وتعدد استخداماتها وقدرتها على التعامل مع المهام المعقدة. |
|
البرمجة |
لا تقدم وحدات التحكم PID سوى نقاط البرمجة على مستوى المعلمات - نقاط تحديد المعلمات ومكاسب PID وحدود الإخراج وعتبات الإنذار وما إلى ذلك. تسمح وحدات التحكم PID القابلة للبرمجة، مثل وحدات التحكم في درجة الحرارة PID القابلة للبرمجة، مثل وحدات التحكم في درجة الحرارة PID المنحدرة والنقع، للمستخدمين بتخزين ملفات تعريف نقاط الضبط متعددة الخطوات، ولكن تظل استراتيجية التحكم خوارزمية حلقة مغلقة واحدة؛ حيث تقوم وظيفة الضبط التلقائي الاختيارية بحساب قيم PID المثلى لتلك الحلقة المغلقة. |
يدعم PLC برمجة المستخدم بشكل كامل: منطق السلالم أو الكتل الوظيفية أو النص المنظم الذي يحدد تسلسلات الماكينة الكاملة، مما يتيح له مسح مئات نقاط الإدخال/الإخراج وتنفيذ عدة روتين فرعي في عملية مسح واحدة. |
|
سهولة الاستخدام |
نعم، سهل الاستخدام للغاية، ولا يحتاج إلى معرفة برمجية للبدء. |
معرفة البرمجة مطلوبة، مما يجعل من الصعب نسبياً على المبتدئين البدء في العمل. |
أيهما يجب أن تستخدم؟
تُظهر المقارنة أعلاه بين وحدات التحكم PID و PLCs بوضوح الاختلافات الرئيسية بينهما، ولكن أيهما يجب أن أختار في النهاية؟
باختصار:
إذا كنت بحاجة إلى تحكم متسلسل، أو تحكم متشابك، أو تحكم في الإدخال/الإخراج متعدد النقاط، يجب عليك اختيار PLC بسبب مرونته القابلة للبرمجة.
إذا كنت بحاجة إلى تحكم أحادي الحلقة، أو تحكم مستمر، أو تحكم بقيمة ثابتة، فإن وحدة تحكم PID هي الخيار الأفضل. وحدات تحكم PID غير مكلفة ومستقرة نسبيًا ولا تتطلب خبرة في البرمجة.
الخاتمة
في الختام، تعد وحدات التحكم PID الأنسب لسيناريوهات التحكم البسيطة نظرًا لسهولة استخدامها. من ناحية أخرى، تعد وحدات التحكم المنطقية القابلة للبرمجة (PLCs) أكثر قوة ويمكنها أداء ليس فقط التحكم البسيط PID ولكن أيضًا التحكم المتسلسل والتطبيقات الأخرى.
إذا كنت تبحث عن وحدة تحكم PID سهلة الاستخدام من الصين, لورنتزي® خيارات عالية الجودة وبأسعار تنافسية.
