การออกแบบและสร้างตัวควบคุมเชิงเลข สำหรับงานควบคุมทางอุตสาหกรรมแบบต่อเนื่อง

Abstract

การวิจัยครั้งนี้เป็นการออกแบบและสร้างตัวควบคุมเชิงเลขสำหรับงานควบคุมทางอุตสาหกรรมแบบต่อเนื่อง ซึ่งอาจนำไปพัฒนาในเชิงการค้าได้ในอนาคต ตัวควบคุมเชิงเลขที่ออกแบบเป็นชนิดที่ผู้ใช้สามารถโปรแกรมโครงสร้างการควบคุมได้เอง โดยมีรายละเอียดดังนี้คือ ซีพียูที่ใช้เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ Intel 8088 ขนาด 16 บิท ทำงานที่ความถี่ 5 เมกกะเฮร์ท โดยมีสัญญาณขาเข้าประกอบด้วยสัญญาณอนาลอค 1-5 V[subscript dc] จำนวน 5 สัญญาณ และสัญญาณดิจิตัลจำนวน 3 สัญญาณ สัญญาณออกประกอบด้วยสัญญาณอนาลอค 4-20 mA[subscript dc] 1 สัญญาณ 1-5 V[subscript dc] 2 สัญญาณ และสัญาณดิจิตัลจำนวน 3 สัญญาณ มีฟังค์ชันในการควบคุมจำพวกคณิตศาสตร์ ตรรก พื้นฐาน และ PID ซึ่งสามารถนำมาโปรแกรมกำหนดรูปแบบการควบคุมให้เป็นแบบที่ซับซ้อนจำพวก Cascade Feedback-feedforward Ratio ฯลฯได้ โปรแกรมกำหนดรูปแบบการควบคุมใช้ภาษาคล้ายภาษาแอสแซมบลี้ ตัวควบคุมเชิงเลขที่สร้างขึ้นได้นำไปทดสอบกับโปรเซสจริงในห้องปฏิบัติการ โดยมีรูปแบบการควบคุม 2 แบบ คือ การควบคุมป้อนกลับแบบลูปเดียวและการควบคุมแบบ Cascade เวลาในการทำงานแต่ละรอบมีค่าเท่ากับ 8 และ 24 ms. ตามลำดับ ตัวควบคุมดังกล่าวสามารถนำไปดัดแปลงเป็นตัวการควบคุมที่ซับซ้อนได้ถึง 8 ลูป การวิจัยที่จะทำต่อไปได้แก่การออกแบบวงจรพิมพ์ใหม่ให้มีขนาดเล็กลง การทดสอบความทนทานในโรงงานเพื่อหาจุดอ่อนของวงจรสำหรับการแก้ไข การเขียนโปรแกรมส่วนติดต่อกับไมโครคอมพิวเตอร์ การเขียนโปรแกรม Mneumonic Compiler และการพัฒนาไมโครคอมพิวเตอร์เป็นเครื่องปรับตั้งค่าของ PID (PID Controller Tuning)