YAPILARDA OTOMASYON ve ENERJİ YÖNETİMİ

YAPILARDA OTOMASYON ve ENERJİ YÖNETİMİ OTOMATİK KONTROL

I. Bölüm TEMEL KAVRAMLAR ve SINIFLANDIRMA

GENEL BİLGİLER Doğada, çevrede, günlük işlerde ve endüstriyel alanda kullanılan, sınırsız sayıda kontrol sistemi örneği vardır. Çok genel bir kavram olan kontrol, özgül olarak insan makina etkileşimini simgeler. Kontrol işlemlerinin birçoğu otomatik biçimde, yani insan girişimi olmadan gerçekleşir. Otomatik Kontrol bilimler arası bir konudur.

Merdiven otomatiği, merdiven-koridor ışıklarının yakıldıktan bir süre sonra kendi kendine sönmesini sağlar. Brülör otomatiği, kalorifer kazanı brülörlerinin kazan suyu sıcaklığı düştüğü zaman yanmasını, önceden belirlenmiş bir sıcaklığın üzerine çıktığı zaman durmasını sağlar. Termosifon, şofben ya da fırın sıcaklığının belirli bir değer etrafında tutulması, Su basıncının hidrofor sistemleri ile ayarlanması, Depo sıvı seviyelerinin şamandıralı açma-kapama vanaları ile kontrolü de benzer uygulamalardır.

Toplumsal yaşantımızı doğrudan etkileyen konularda da kontrol uygulamaları vardır : Fiyat artışları (enflasyon), pazardaki talebin azalması veya paranın değerinin artırılması ile kontrol edilebilir. Para değerini artırmak için dolaşımdaki para miktarı ve kontrol edilen harcamalar azaltılabilir. Talebi azaltmak için ise kişilerin harcama güçleri kısıtlanabilir. Bugün modern ev ve bürolardaki ısıtma ve havalandırma sistem ya da düzenekleri otomatik kontrol yöntemleri yardımıyla sıcaklığı yada nemi ayarlamaktadır. Endüstride otomatik kontrol sistemlerinin sayısız uygulama örnekleri mevcuttur.

ENDÜSTRİYEL KONTROL UÇAK KONTROL SİSTEMLERİ DOĞADAKİ CANLILARI TAKLİT EDEN ROBOTLAR

Kontrol Sistemlerinin Yoğunlukla Kullanıldığı Alanlar Kalite kontrolü Uzay teknolojileri Milli Savunma Montaj hatları Tarım Ulaşım ve Yapılardır

Yapılarda Otomatik Kontrol Güvenlik Isıtma - soğutma Havalandırma Kullanım su hatları Atık su Yangın Aydınlatma Yüzme havuzları Sıvı ve Gaz depoları

Sistemler Nelerdir? 1 - Elektriksel Sistemler 2 - Mekanik Sistemler 3 - Aerodinamik Sistemler 4 - Elektro-mekanik Sistemler 5 - Uzaktan Kontrollü Sistemler 6 - Endüstriyel Sistemler 7 - Isıl Sistemler 8 - Foto - Elektrik Sistemler 9 - Akışkan Sistemler 10 - Elektromanyetik Sistemler 11 - Bilgi İletim Sistemleri 12 - Ulaşım Sistemleri 13 - Sosyal Sistemler 14 - Ekonomik Sistemler 15 - Biyolojik Sistemler 16 - Tarım Sistemleri 17 - Ekolojik Sistemler

Örnek sistemler Elektriksel Sistemler: Örneğin Bir devre. Bu devrede kontrol edilen unsur gerilim ve akımdır.

Örnek sistemler Mekanik Sistemler: Araba. Burada arabanın hızı, konumu, açısı, direksiyon durumu, fren ve gaz pedallarının konumu, ısıtma havalandırma konumu v.b. bilgiler kontrol edilir.

Elektromekanik Sistemler : Robot kolu. Burada konum, açı, hız, gerilim v.b. bilgiler kontrol edilir. Uzaktan Kontrollü Sistemler : Kumandalı bomba imha robotu, Internet üzerinden ev kontrol sistemi veya cerrahi operasyonlar vb.

Kontrol nasıl gerçekleştirilebilir? Kişisel bilgisayar (PC) ile Kontrol paneli ile Çok amaçlı anahtarlar ile Gömülü sistemler ile

PDA Tablet PC Smart Phone Home PC KULLANICI TV Screen HUB Kontrol Arabirimi VoIP IT Medya Merkezi Fonksiyonu Bina Otomasyonu Fonksiyonu Internet ALETLER Digital Video DVD Music EPG & PVR Işıklandırma ve aletler Havuz kontrolü HVAC Anahtarsız giriş ve Güvenlik kameraları Multiroom A/V Sistemin Akım Şeması

Foto Elektrik Sistemler : Örneğin Güneş paneli. Burada panelin açısı, gerilim v.b. bilgiler kontrol edilir.

Fotovoltaik Hücre (Güneş Pili) ve Düz Toplayıcı Fotovoltaik; Güneş ışığı elektriğe çevrilir. Kontrol sistemi direk gelen ışığı yönlendirir. Bataryalar enerjiyi depolar. Dönüştürücü DC akımı AC ye çevirir. Düz toplayıcılı ev içi tesisat kontrolü

Isıtma sistemi otomatik kontrolü Sıcak su Selenoid valf Boyler Soğuk su Pompa Sıcaklık algılayıcısı Baca Kazan Adım motoru Kontrol kartı sunucu Kapak Adım motoru Fan motoru

Akıllı binalarda kontrol ve gözetleme Cihazları uzaktan kontrol imkanı Cihazları lokal kontrol imkanı Gözetleme imkanı Entegre güvenlik sistemi Kullanıcı yardımı Sık tekrarlanan işler için otomatik rutinler oluşturabilme Ses ile kontrol imkanı

TEMEL KAVRAMLAR

Sistem: Bir amacı gerçekleştirmek için beraber hareket eden etkileşimli elemanlar topluluğudur. v u y w SİSTEM u : dışarıdan gelen, gözlemci tarafından değiştirilen işaret, giriş (Input) y : gözlenen işaret, çıkış (Output) w : ölçülebilen dış bozucu (Measured Disturbance) v : ölçülemeyen dış bozucu (Unmeasured Disturbance)

Örnek: Güneş Enerjisi ile Isınan Ev Güneş Panelleri Pompa Pompa Depo u v y u : su pompası akış hızı, giriş y : depo sıcaklığı, çıkış w SİSTEM w : güneş radyasyonu v : rüzgar, dış sıcaklık değişimi

KONTROL ve OTOMATİK KONTROL Kontrol: İncelenen davranışların belirli istenen değerler etrafında tutulması veya istenen değişimleri göstermesi için yapılanlar kontrol işlemlerini tanımlar. Kontrol sistemi: Bir sistemin genel olarak davranışını ve çıkışlarını, bozucu değişkenlerin etkisine rağmen, istenen değerlere yöneltmek için gerekli işlemleri gerçekleştiren adımların bileşkesidir. Kontrol sistemi, kontrol edilmek istenen sistemle bir bütün oluşturur.

Kontrol Otomatik Kontrol: Kontrol işlemlerinin, kontrol edilmek istenen olay etrafında kurulmuş bir karar mekanizması tarafından, doğrudan insan girişimi olmaksızın gerçekleştirilebilmesidir. Depo sıvı seviyesinin kontrolü, fırın sıcaklığının kontrolü, hız kontrolü, basınç kontrolü, akış hızı kontrolü, nem kontrolü, yoğunluk kontrolü v.b.

Açık Çevrimli Kontrol Bir kontrol çevriminde kontrol ve kumanda, sistemin çıkışları fiziksel (organik) bir bağlantı ile belirlenmiyorsa, kontrol çevrimi açıktır denir. Kumanda edilen sistemin yapısının ve sisteme etkiyen diğer girişlerin önceden çok iyi bilindiği uygulamalarda kullanılır.

Açık Çevrimli Kontrol. Referans Değeri Kontrol Elemanı Sistem Kontrol Edilmiş Değişken Zamana göre işlem yapan her sistem, açık çevrimdir. Örnek olarak, trafik sinyalizasyonu, merdiven otomatiği, otomatik çamaşır makineleridir Arzu Edilen Rölanti Devri Herhangi Bir Dış Etki Zaman

Açık çevrimli su soğutma düzeneği

Kapalı Çevrimli veya Geri Beslemeli Kontrol Kontrol ve kumanda, sistemin çıkışlarındaki değişmelere organik bağımlı ise kontrol çevrimi kapalıdır. Sistem çıkışındaki değişmeler, sisteme uygulanacak kumandanın belirlenmesi için, daha önceki adımlara (karşılaştırma - kontrol) geri gönderildiği için, bu türden kontrol çevrimlerine geri beslemeli kontrol çevrimleri de denir.

Örnek: 23 0 C de oda sıcaklığının sabit kalması için daima ayar noktası etrafında, artı veya eksi kabul edilebilir sınırlar içinde çalışırlar. Ayar noktası istediğimiz değer olan 23 0 C dir. Kontrol noktası ise sahip olduğumuz değerdir. Her ikisi arasındaki fark sapma değeridir.

Kapalı Çevrimli veya Geri Beslemeli Kontrol İstenen Değer + - Karşılaştırma Elemanı Hata e(t) Kontrol Elemanı Geri Besleme Sistem Ölçme Elemanı Ölçülen Değer Oda sıcaklığının ölçülmesi, otomobillerde motorun rölantideki hızı geri beslemeli sistemlere birer örnek teşkil eder. Arzu Edilen Rölanti Devri Herhangi Bir Dış Etki Zaman

Geri Beslemeli Kontrol Düzeneklerine Örnekler Oda sıcaklığına bağlı ısıtma yada soğutma düzeneği, Su sıcaklığına bağlı kullanım suyu ısıtma düzeneği, Basınç ölçümüne bağlı pompalama düzeneği, Yağ mur ş iddetine bağ l ı silecek düzeneğ i, Güneş açısına bağlı açısal dönüş yapan kollektörler, Gün ışık şiddetine bağlı çalışan aydınlatma araçlarıdır.

Oda sıcaklığına bağlı ısıtıcı denetimi Su sıcaklığı θ İzolasyon malzemesi direnci R 1 Çevre sıcaklığı θ a Isıtıcı izolasyon malzemesi direnci R 2 su Referans sıcaklık θ 2 (ayar değişkeni) kontrol elemanı Enerji U q Giriş Ref. sıcaklık + - Kont. Elm. Kuman. Ölçme elemanı Kont. Girişi Bozucu Etkenler Sistem çıkış

Oda sıcaklığına bağlı ısıtıcı denetimi Set değeri (Ayar değişkeni) ölçülen değer kontrol değişkeni enerji kapalı açık ısıtıcı termometre oda sıcaklık Termometreli kontrol elemanı

Açık ve Kapalı Çevrimli Kontrol Karşılaştırılması Açık Çevrimli Kontrol Kapalı Çevrimli Kontrol Anahtar kelime: Ardışımlayıcı, iki konumlu değişkenler, ayrık prosesler, toplu kontrol Anahtar kelime: geri besleme, analog değişkenler, kesintisiz prosesler, proses kontrol Aç/kapa Ekran İki konumlu çıkış Ardışımlayıcı sistem saat plant state Ölçme elemanı İstenen değer % Ekran Kontrol elemanı + - hata Proses değeri Karşılaştırma elemanı Sistem Ölçü elemanı çıkış

Açık ve Kapalı Çevrimli Kontrol Karşılaştırılması Açık çevrimli sistem ile kapalı çevrimli sistemi birbirinden ayıran en önemli unsur geri besleme etkisidir. Kapalı çevrimli kontrol sisteminin bir avantajı, geri besleme sistem cevabını, dış bozucular ve sistem parametrelerindeki iç değişikliklere karşı duyarsız yapmasıdır. Kapalı çevrimli kontrolle, verilen bir sistemin hassas kontrolünü, hassas olmayan ve ucuz elemanlarla yapmak mümkün olurken, bu açık çevrimle mümkün değildir.

Açık ve Kapalı Çevrimli Kontrol Karşılaştırılması Kararlılık açısından karşılaştırıldığında, açık çevrimli kontrol sisteminin kurulması kolaydır. Çünkü sistem kararlılığı önemli bir problem değildir. Diğer taraftan kapalı çevrimli kontrol sisteminde kararlılık önemli bir problemdir. Çünkü, sabit yada değişen genlikli osilasyonlar meydana gelebilir. Otomatik Kontrol Sistemlerinde kumanda, kontrol çevrimi elemanlarınca, bu elemanlar üzerinde ayarlanabilen kontrol amaç ve sistem çıkışlarındaki değişmelere göre hesaplanır ve sisteme uygulanır. Dolayısıyla Otomatik Kontrol sistemleri genelde Kapalı çevrimli Geri beslemeli Kontrol Sistemleridir.

SİSTEMLERDE BİLGİ AKIŞININ VE TEMEL İŞLEMLERİN GÖSTERİLMESİ Sistem elemanlarının işlevlerinin, bireysel giriş ve çıkışlarının ve sistem elemanları arasındaki bilgi akışının da gösterilmesi gerekir. Sistem elemanlarının etki ve sebep sonuç bağlantılarına göre sıralanmaları, sistemin yapısının incelenmesini sağlar. Bu şekilde elde edilen diyagrama sistemin fonksiyonel diyagramı denir. Fonksiyonel diyagramdaki elemanların fonksiyonları matematik operatörlerle ifade edilip, sistemin incelenmesine matematik bir temel oluşturduğu zaman bu diyagrama sistemin blok diyagramı denir.

Örnek: Hava sıcaklık akış kontrolü Kontrollü cihaz bir vanadır. Vana serpantinden geçen buhar miktarını değiştirir. Buhar akış miktarı işlem olarak bir sonraki bloğun girişidir. İşlem bloğundan alınan kontrollü değişken sıcaklıktır. Bu değişken hissedici eleman tarafından hissedilir ve kontrol cihazına geri bildirim olarak aktarılarak döngü tamamlanır.

Hava sıcaklık akış kontrolünün blok diyagramı

Kazanç Transfer Fonksiyonu Girişi ve çıkışı belirlenmiş bir eleman için, giriş ve çıkış arasındaki bağıntı; a. Kendine özgü dinamik davranış göstermeyen, yada dinamik davranışı sabit kararlı değerlere yakınsamış elemanlar için statik kazanç veya doğrudan kazanç ile, b. Kendine özgü dinamik davranışı olan elemanlar için ise giriş çıkış bağıntısının bir matematik operatör ile ifade edildiği transfer fonksiyonu ile ifade edilir.

KONTROL ÇEVRİMİNİN TEMEL ELEMANLARI Temel elemanlar: Ölçme elemanı ve devresi Kontrol elemanı ve devresi Kumanda elemanı ve devresidir. Giriş Ref. sıcaklık + - Kont. Elm. Kuman. Elm. Kont. Girişi Bozucu Etkenler Sistem Çıkış Ölçme elemanı

Ölçme elemanı ve devresi İki bölümden oluşur: Duyar eleman: Sistemin çıkış büyüklüğündeki değişmeleri, seçilen ölçme ve kontrol teknolojisine göre, gözlenebilir ve yükseltilebilir biçimde çıkış ile ayni yada başka bir fiziksel büyüklüğün değişmelerine dönüştürür. Ölçme işleminin, sistem çıkışını ve davranışını etkilememesi için sistem güç düzeyine kıyasla çok küçük güçlerle çalışan duyar elemanlar kullanılır. Ölçme yükseltici devresi: Duyar eleman çıkışının, sistem çıkışının değişim aralığına göre ölçeklendirilmesi (kalibrasyon) ve çıkışın kontrol elemanı değişme aralığına uydurulması gerekir. Yükseltici devre için gerekli güç ya sistemi en az etkileyecek biçimde sistem gücünden, yada sistem dışındaki bir güç kaynağından sağlanır.

Kontrol elemanı ve devresi Temel fonksiyonları: a. Çıkışın kontrol amaçlarına uygunluğunu belirlemek, b. Amaç için gerekli kontrol değişkenlerini belirlemektir. Temel fonksiyonları gerçekleştirmek için üç ana bölüm: a. Amacın tanımlandığı ve seçilen kontrol teknolojisine uygun büyüklüklere çevrildiği referans girişi, b. Ölçme değişmelerinin referansa göre sapmasının belirlendiği karşılaştırma, c. Kontrol edilen sistemin yapısı ve istenen performans gözetilerek önceden belirlenen bir kontrol algoritmasına göre, sapma değişmelerine gerekli hesap işlemlerini uygulayan ve kontrol değişmelerini üreten hesap bölümüdür.

Kumanda elemanı (son kontrol) ve devresi Son kontrol elemanı olup bu elemana gerekli güçte kumanda eden sürücü eleman ve devrelerden oluşur. Kumanda elemanın seçimi, boyutlandırılması ve kumanda değişim aralığının belirlenmesi kumanda etkinliği bakımından ana sistem tasarımının en önemli bölümüdür. Statik çalışma karakteristikleri kadar sistemin kumanda girişlerine duyarlılığı, kumanda elemanının sistemin dinamik davranışına etkisi ve sistemden istenen davranış nitelikleri de önemlidir.

OTOMATİK KONTROL FORMLARI Sonuç olarak Otomatik kontrol, bir sistemde bir veya birden fazla parametrenin ölçülmesi ve bu ölçülen parametrenin arzu edilen bir değerde, amaca uygun bir şekilde sabit tutulmasını sağlamaktır. Ölçülen değer set değerinden uzaklaştıkça set değerine yaklaştırılacak şekilde yeniden düzenlenir.

Şekilde genel olarak, bir proses kontrol döngüsü blok şema halinde modelleştirilmiştir. Kullanılan şematik bloklar ve tanımlar proses kontrol da en yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bu kontrol döngüde ölçülen ve kontrol edilen değer, proses değişkenlerinden herhangi birisi olabilir. Örneğin sıcaklık, basınç, hız, debi, v.b. gibi.

OTOMATİK KONTROL FORMLARI Otomatik kontrol döngüsünde, kontrol edici bloğun yerine yerleştirilecek herhangi bir kontrol cihazı set değeri etrafında çalışılması gereken hassasiyette sistemi kontrol etmelidir. Prosesin gerektirdiği hassasiyette çalışacak, hatayı gereken oranda minimuma indirecek çeşitli kontrol formları vardır.

OTOMATİK KONTROL FORMLARI Bunlar : 1. Açık - Kapalı Kontrol (On - Off) 2. Oransal Kontrol (Proportional) P 3. Oransal + Integral Kontrol (Proportional + Integral) P+I 4. Oransal + Türevsel Kontrol (Proportional + Derivative) P+D 5. Oransal + Integral + Türevsel Kontrol (Proportional+Integral+Derivative) P+I+D formlarıdır.

Aç Kapat (on - off) Kontrol Açık - kapalı kontrol cihazı set değeri üstünde veya altında ayar değişkenini açar veya kapar. Kontrol cihazının çıkışı iki konumludur; ya tamamen açık, ya da tamamen kapalıdır. Örneğin ayar değişkeni elektrik enerjisi olan sistemde kontrol cihazı, set değerinin altında elektrik enerjisini sisteme tamamen verir, set değerinin üstünde ise tamamen keser. Açık - kapalı kontrol da, kontrol altında tutulan değişken sürekli salınım halindedir. Set değerinin etrafında salınır. Ancak pratikte, endüstriyel sistemlerde bu tip ideal bir açıkkapalı kontrol sistemi kullanılmaz.

Örnek: Aç Kapat Kontrol Oda duyargası sıcaklığı izler. Kontrol bu duyarga bilgisine uygun bir program, düzeltme eğilimi, bir ayar noktası ve diferansiyelle pilot hizmet rölesini çalıştırmak üzere kullanır. Sıcaklık yükselince kontrol cihazı röleyi kapatmak için sinyal yollar. Açık kontak ortak uç haline gelir, devreyi tamamlar ve direkt genleşmeli soğutma başlar. Sıcaklık düştüğünde kontrol cihazı röle çıkışını açık konuma getirir ve soğutma durur.

Sıcaklık - zaman eğrisi

Aç Kapat (on - off) Kontrol Prosesteki bozucu faktörler ve elektriksel gürültü nedeni ile, set değeri geçişleri bu şekilde tek noktadan olacak olursa sistem osülasyona geçer ve devamlı set değeri etrafında sık aralıklı açma, kapama yapar. Özellikle bu durum son kontrol elemanlarının çok kısa sürede tahrip olmasına sebep olur. Bu durumu önlemek için set değeri geçişlerinde histerisiz yada sabit bant oluşturulur. Şekilde histerisiz yada sabit bantlı açık kapalı kontrol eğrisi görülmektedir.

Kontrol eğrisi

Aç Kapat (on - off) Kontrol Bu sistemin sakıncaları: Kesinlikle sağlıklı bir kontrol sistemi değildir. Ölçülen proses değeri, hiçbir zaman set noktasına sabitlenemez, sürekli salınım oluşur. Bu sistemle aşırı enerji tüketimi oluşur. Kritik proseslerde, hızlı proseslerde tümüyle yetersiz kontrol gerçekleştirir.

Oransal Kontrol (P) Oransal kontrol, prosesin talep ettiği değeri sürekli olarak ayarlayarak verir. Elektrik enerjisi kullanılarak ısıtma yapılan bir proseste, oransal kontrol cihazı, prosesi set edilen sıcaklıkta tutabilecek kadar verir. Enerjinin %0 dan %100 e kadar ayarlanabildiği, oransal kontrol yapılabilen sıcaklık aralığına oransal band denir. Genel olarak oransal band, cihazın tam skala (span) değerinin bir yüzdesi olarak tanımlanır ve set değeri etrafında eşit olarak yayılır.

Örneğin 1200 C lik skalası olan bir cihazda %5 lik bir oransal band demek, 0,05 x 1200 C = 60 C lik bir sıcaklık aralığıdır. Bu 60 C lik aralığın 30 C si set değerinin üzerinde, 30 C si set değerinin altında yer alır ve bu kontrol cihazı 60 C lik aralıkla oransal kontrol yapar. Fark değeri sıfır olduğu zaman oransal çıkış %50 dir. Yani set değerinde çalışıyor demektir. %50 lik çıkışı koruyup prosesi tam set değerinde tutmak zordur. Denge durumuna gelinceye kadar sıcaklık değişimi olması, hatta sıcaklık değeri ile set değeri arasında belli bir fark kalması oransal kontrolün en belirgin özelliğidir. Set değeri ile sistemin oturduğu ve sabit kaldığı sıcaklık arasındaki farka offset denir. Offset i azaltmak için oransal band küçültülebilir.

Ancak, daha önce de belirtildiği gibi oransal band küçüldükçe, açıkkapalı kontrole yaklaşıldığı için set değeri etrafında salınımlar artabilir. Geniş oransal bandda da offset in büyük olacağı düşünülerek prosese en uygun oransal bandın seçilmesi gerekir. Oransal kontrol hatayı azaltır ama tamamen yok edemez. Çünkü ö öö sistemde entegrasyondan kaynaklanan doğal tepkiler söz ö konusudur. Oransal Kontrol eğrisi

Oransal mod; çıkış sinyalinin genliğinin, kontrol edilecek sistemden gelen giriş sinyaline (hata sinyali) orantılı olarak ayarlanmasını sağlar. Bu ayarlanabilir oran parametresi kontrolcünün kazancı olarak adlandırılır. Bu değer proses kazancı ile karıştırılmamalıdır. Yani; kazanç 1 iken hata %10 ise kontrolcünün çıkış sinyalinin değişimi %10 oranında olacaktır. Oransal bant sistemden elde edilen hata sinyalinin büyüklüğü her ne olursa olsun, çıkış sinyalinin % oranında artabileceği aralığı tanımlar. Bu değer genel olarak hedeflenen değer ile sistemin ölçülen değeri eşit olduğunda %50 oranında olacak şekilde ayarlanır. Zaman alanı kontrolcünün sürekli işlem göreceği değerin ayar sahasını ifade eder. Ölçülen değer süreklilik sinyali olarak gösterilmiştir ve hedeflenen değerde sıfır hata elde etmek için kullanılır. Laplace eşitliğinde bu terimin yerini sapma terimi alır.

Oransal + İntegral Kontrol (PI) Oransal kontrolda oluşan off-set, manuel veya otomatik olarak kaldırılabilir. Ölçülen değer ile set edilen değer arasında fark sinyalinin zamana göre integrali alınır. Bu integral değeri, fark değeri ile toplanır ve oransal band kaydırılmış olur. Bu şekilde proses sıcaklığı set değerine oturtulur, integratör devresi gerekli enerji değişikliğine set değeri ile ölçülen değer arasındaki fark kalmayıncaya kadar devam eder. Fark sinyali sıfır olduğu anda artık integratör devresinin integralini alacağı bir sinyal söz konusu değildir. Herhangi bir şekilde bazı değişiklikler olup, sıcaklık değerinden uzaklaşacak olursa tekrar fark sinyali oluşur ve integratör devresi düzeltici etkiyi gösterir.

Oransal + İntegral Kontrol (PI) Oransal algoritmaya ek olarak gelen integral terimi (genelde reset deyimi olarak karşımıza çıkar), değer ile çıkış sinyalinin genliği arasında oluşabilecek offset hatalarını tanımlı zaman içerisinde doğrulamak için kullanılır. Bu parametre kimi üreticiler tarafından dakika cinsinden ifade edilirken, kimi üreticiler tarafından da dakika/tekrar veya dakikadaki tekrar sayısı olarak kullanılır. Bu fark oldukça kritik önem arz eder. Reset integral modunu tanımlamak için kullanılır. Reset; oransal modun ölçülen değerde oluşturacağı statik değişimi oluşturacak eşdeğer integral aksiyon zamanı demektir. Bunu şekilsel olarak ifade etmek gerekirse

y eşitlik t = x( τ) dτ t0 PI- Kontrolda integratör devresi x sembol 1 s y En eski sembol x dτ y giriş debi [m 3 /s] çıkış y = seviye [m] t 2 seviye (t) = (debi (τ)) dτ t 1 İntegratörün zaman cevabı Bir integratör proses örneği

Oransal + Integral Kontrol eğrisi

Oransal + Türevsel Kontrol (PD) Oransal Kontrolda oluşan off-set Oransal + Türevsel kontrol ile de kaldırılmaya çalışılabilir. Ancak türevsel etkinin asıl fonksiyonu overshoot undershoot ları azaltmaktır. Overshoot ve undershootlar azalırken bir miktar off-set kalabilir. Oransal + Türevsel kontrolda set değeri ile ölçülen değer arasındaki fark sinyali, elektronik türev devresine gider. Türevi alınan fark sinyali tekrar fark sinyali ile toplanır ve oransal devreden geçer. Bu şekilde düzeltme yapılmış olur.

Oransal + Türevsel Kontrol eğrisi

Oransal + İntegral + Türevsel Kontrol (PID) Oransal + Türevsel, Oransal + İntegral kontrolün yeterli olmadığı proseslerde Oransal + integral + Türevsel kontrol tercih edilir. Oransal Kontrolda oluşan off-set Oransal + İntegral kontrol ile giderilir. Ancak, meydana gelen overshoot lar bu kontrola türevsel etkinin de eklenmesi ile minimum seviyeye indirilir veya tamamen kaldırılır.

PID Kontrollü Elektrik Aktuatörlü Vanalar

PID Kontrol PID Kontrol Edici

Oransal + İntegral + Türevsel Kontrol eğrisi

Zaman Oransal Kontrol (Time Proportional) Oransal Kontrol formları içinde özellikle elektrik enerjisi ile çalışan sistemlerde en yaygın kullanılan kontrol formlarından olan zaman oransal kontrol da enerji yükü belli bir periyodun yüzdesi olarak verilir. Şekilde görüldüğü gibi 12 saniyelik bir periyod da sisteme 9 saniye enerji veriliyor, 3 saniye kesiliyor. Bunun anlamı sisteme 12 saniyelik periyodun %75 inde enerji veriliyor, %25 inde kesiliyor demektir.

Kontrol eğrisi Zaman - Oransal kontrol yapısı