ในโลกของระบบอัตโนมัติ การควบคุมตำแหน่งหรือแรงของกระบอกสูบนิวเมติกส์ให้มีความแม่นยำสูง (Servo-Pneumatics) ถือเป็นความท้าทายอย่างมาก เนื่องจากคุณสมบัติการอัดตัวได้ของอากาศ (Compressibility) บทความนี้จะเจาะลึกเทคนิคการปรับจูน PID Loop เพื่อให้ระบบของคุณทำงานได้นิ่งและแม่นยำที่สุด
ทำความเข้าใจตัวแปร PID ในระบบ Servo-Pneumatics
การปรับจูนไม่ได้มีสูตรตายตัว แต่การเข้าใจหน้าที่ของแต่ละค่าจะช่วยให้คุณวิเคราะห์ปัญหาได้ตรงจุด:
- P (Proportional): กำหนดความเร็วในการตอบสนอง หากค่าสูงไป ระบบจะสั่น (Oscillate) หากต่ำไป ระบบจะเข้าสู่ตำแหน่งช้า
- I (Integral): ช่วยกำจัดค่าความคลาดเคลื่อนที่ปลายทาง (Steady-state error) เพื่อให้กระบอกสูบหยุดในตำแหน่งที่เป๊ะที่สุด
- D (Derivative): ทำหน้าที่เป็น "เบรก" ลดการพุ่งเลยตำแหน่ง (Overshoot) ช่วยให้ระบบมีความเสถียรมากขึ้น
ขั้นตอนการปรับจูน (Step-by-Step Tuning)
- เริ่มจากค่า P: ปรับค่า I และ D เป็นศูนย์ แล้วค่อยๆ เพิ่มค่า P จนเริ่มเห็นการสั่นเล็กน้อย แล้วจึงลดค่าลงมาประมาณ 10-20%
- ตามด้วยค่า D: เพิ่มค่า D เพื่อลดการสั่นและหยุดการ Overshoot ของลูกสูบ
- ปิดท้ายด้วยค่า I: เพิ่มค่า I ทีละน้อยเพื่อให้กระบอกสูบเคลื่อนที่เข้าหา Setpoint ได้แม่นยำ 100% โดยไม่ทิ้งระยะห่าง
ความท้าทายเฉพาะของระบบนิวเมติกส์
ต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้า เซอร์โวนิวเมติกส์มีเรื่องของ Friction (แรงเสียดทาน) และ Air Pressure Fluctuation เข้ามาเกี่ยวข้อง ดังนั้นควรตรวจสอบแรงดันลมจ่าย (Supply Pressure) ให้คงที่ก่อนเริ่มปรับจูนทุกครั้ง
หากคุณกำลังมองหาความแม่นยำในระดับมิลลิเมตร การเลือกใช้ Proportional Valve ที่มีคุณภาพควบคู่กับการปรับ PID ที่เหมาะสม คือกุญแจสำคัญสู่ความสำเร็จ
การปรับจูน PID, เซอร์โวนิวเมติกส์, ระบบควบคุมอัตโนมัติ, Servo Pneumatics
