PID KONTROL SİSTEMLERİ:

PID kontrolün açılımı, Proportional (Oransal), Integral (İntegral), Derivative (Türevsel) kontroldür. Bu parametrelerin kullanılmasıyla oluşturulan, P, PI, PD ve PID kontrol sistemlerini kısaca özetleyelim;

ORANSAL (PROPORTIONAL -P) KONTROL

Oransal kontrol sistemlerinde, kontrol cihazının çıkış sinyali, prosesin talep ettiği oranda otomatik olarak ayarlanır: Şöyle ki, oransal bandın dışında ve set noktasının altında ölçülen proses değerinde kontrol cihazı % 100 (sürekli) çıkış sinyali üretir .Ölçülen prosesdeğeri, oransal band ile tanımlanan bölgeye girince, çıkış sinyali orantılı olarak azaltılır. Ölçülen değer, set noktasına yaklaştıkça çıkış sinyali sıfıra doğru azalır.Ölçülen değer, set noktasının üzerine çıkınca, çıkış sinyali kapatılır

Oransal band, kontrol cihazlarında % cinsinden belirtilir. Bir örnekle açıklamak gerekirse,  kontrol cihazının proses sınır değerlerini 0–1000 oC ve PB % 1 olarak ayarlandığında oransal bandın genişliği 10 oC olur. Set noktasını 500 oC’ye ayarlanmasıyla,ölçülen değer 490 oC ‘nin altında olduğunda tam güçte çıkış sinyali, set değerinin üzerinde sıfır çıkış sinyali ve ara değer örneği olarak; 495 oC’de % 50 çıkış sinyali üretilir. Oransal kontrollü sistemlerin örnek cevabı şu şekilde olur; öncelikle ölçülen değer set noktasının üzerine çıkar, bir kaç kez set noktası üzerinde dalgalanma yaptıktan sonra, setdeğerinin altında veya üzerinde bir noktaya yerleşir. Set noktasından kaymayı gösteren bu farklılık ofset olarak adlandırılır.Set noktasının üzerine aşırı yükselme “overshoot” veya aşırı düşüşler “undershoot” ve kayma “offset”, ideal kontrol sisteminde istenmeyen etkilerdir.

ORANSAL TÜREVSEL (PROPORTIONAL DERIVATIVE - PD) KONTROL

Türevsel parametrenin kullanılmasının asıl nedeni, oransal kontrolde oluşan, aşırı yükselme ve düşüşleri azaltmaktır. Bu parametrenin kullanılmasıyla set noktasından kayma “ofset” de bir miktar azalır ancak tümüyle ortadan kalkmaz. Türev etkisinin çalışmasını basitçe anlatırsak; Set değeri ile ölçülen değer arasındaki farkıntürevi alınır (yani prosesin reaksiyon hızı ölçülmüş olur) ve prosesin cevabına göre çıkış sinyali ayarlanarak (oransal çıkışın azaltılması veya arttırılması ile) aşırı yükselmeler ve aşırı düşüşler engellenmiş olur. Bu sistemin en büyük özelliği, dinamik cevabının çok iyi olmasıdır. Türevsel etki, düzeltici görevini çok hızlı bir şekilde gösterir. Oransal Türevsel Kontrol Kullanılan Prosesin Reaksiyon (Cevap) Grafiği

 ORANSAL İNTEGRAL (PROPORTIONAL INTEGRAL - PI) KONTROL

 Oransal kontrol uygulanan bir sistemde ofset dediğimiz, set noktası ile kontrol edilmiş (ölçülen değer) arasında bir kaymadan söz etmiştik. Bu ofset değerinin (yani kaymanın) ortadan kaldırılabilmesi için gerekli olan katkı eklenen integral kontrol ile sağlanır.

Oransal Integral Kontrol Kullanılan Prosesin Reaksiyon (Cevap) Grafiği ölçülen değer ile istenen değer arasındaki fark sinyalinin zamana göre integrali alınır, bu değer fark değeri üzerine eklenerek oransal band kaydırılır ve proses değeri istenen değere oturtulur. Sisteme kontrol cihazı tarafından verilen enerji, integral algoritmasının katkısıyla ihtiyaca göre sürekli arttırılıp azaltılarak ofset ortadan kaldırılır. Oransal İntegral kontrolde, ilk başlama anında proses değeri set noktasının üzerine önemli miktarda çıkar (overshoot), set değerietrafında bir kaç kez salınım yaptıktan sonra istenen değere oturur.

 ORANSAL İNTEGRAL TÜREVSEL (PROPORTIONAL INTEGRAL DERIVATIVE - PID) KONTROL

Oransal (P), Oransal Türevsel (PD), Oransal İntegral (PI) kontrolün yeterli gelmediği, karmaşık proseslerde Oransal İntegral Türevsel (PID) kontrol sistemleri devreye girer. Oransal kontrolde oluşan ofset integral algoritmasıyla, istenen değerin çok üzerine veya altına çıkılması (overshoot ve undershoot) ise türev algoritması ile giderilir. PID parametrelerinin doğru ayarlanması ile mükemmel bir kontrol sağlanabilir.

Kontrol cihazlarında PID parametrelerinin ayarlanabilmesi için otomatik algoritmalar-fonksiyonlar bulunmaktadır. Kontrol cihazlarındaki bu fonksiyonların aktif hale getirilmesiyle PID parametreleri otomatik olarak ayarlanır. “Self Tune” kendi kendine ayar, “Auto Tune” otomatik ayar olarak adlandırılan bu fonksiyonlar kontrol cihazını devreye alma sırasında kullanıcıyı en zorlayan kısım olan PID parametrelerini ayarlama külfetinden kurtarır.