Proportional-Only Control Theory (1)

    Vessel အတွက် Liquid Level Control System ကိုစဥ်းစားကြည့်ရအောင်။ Level Sensing Float ရဲ့ Position က Control Valve နဲ့ တိုက်ရိုက် Set လုပ်ထားပါတဲ့ Vessel တစ်ခုပေါ့။ ဒါကြောင့် Liquid Level မြှင့်လာလေလေ Valve က ဖွင့်လာလေလေပဲ။ Directly Proportional ဖြစ်တယ်ပေါ့။

    Proportional Control System က Process Vessel ထဲက Liquid Level ကို ထိန်းညှိပေးပါတယ်။  အကယ်၍ Operator က ဆန္ဒရှိတယ်ဆိုရင် အဲ့ဒီ Level Control System ထဲက Set Point တန်ဖိုးကို ပြောင်းလဲနိုင်ပါတယ်။ အဲ့ဒီသူဟာ Flot နဲ့ Stem အကြားက Distance ကို အနည်းနဲ့အများဆိုသလို Coupling ကို Adjust ချိန်ညှိရပါလိမ့်မယ်။ အဲ့ဒီ Distance က Increasing ဖြစ်လာရင် Level Set point မြှင့်လာပြီးတော့ Distance က Decreasing ဖြစ်လာရင် Level Set Point က နိမ့်လာပါမယ်။

    ကျွန်တော်တို့က အဲ့ဒီ Mechanism ရဲ့ Proportional Action ကို ​ဖော်ပြဖို့အတွက် Equation လိုပါမယ်။ Output ကတော့ Process Variable (PV) ရဲ့  Direct Function နဲ့ Set Point (SP) တို့ပါပဲ။

                       m = ( Kp × e )+ b

m = Controller Output

e = Error ( Difference between PV and SP )

Kp = Proportional Gain

b = Bias

    ဒီနေရာမှာ e ဆိုတဲ့ Error က Process Variable နဲ့ Set Point ရဲ့ ခြားနားချက်ပါပဲ။ အဲ့ဒီ Error ကို ဘယ်လိုတွက်ချက်လဲဆိုတော့ SP-PV သို့မဟုတ် PV-SP ဆိုပြီးတွက်ယူရတာပါ။ အဲ့ဒီ Error နှစ်ခုက ဘယ်လိုပုံစံလဲဆိုတာပြောပြပါမယ်။

     Controller က တိုးလာတဲ့ Process Variable ရဲ့ တန်ဖိုးကို တုံ့ပြန်ဖို့အတွက် Output Signal ကို တိုးထုတ်ပေးရရင် အဲ့တာကို Direct Acting Controller လို့ခေါ်ပါတယ်။ သူ့ရဲ့ Equation ကတော့

m = ( Kp × (PV -SP) ) + b

    Controller က တိုးလာတဲ့ Process Variable ရဒ့ တန်ဖိုးကို တုံ့ပြန်ဖို့အတွက် Output Signal ကို လျော့ထုတ်ပေးရရင် အဲ့တာကို Reverse Acting Controller လို့ ခေါ်ပါတယ်။ သူရဲ့ Equation ကတော့

m = ( Kp × (SP-PV) ) + b

     Controller မှာ ရှိတဲ့ Input တစ်ခုချင်းစီတိုင်းက အပေါင်း အနှုတ်လက္ခဏာက ဘာကိုဆိုလိုလဲဆိုရင်, အနှုတ်ဆိုတာက Inverting Effect ဖြစ်ပြီးတော့ အပေါင်းဆိုတာကတော့ Non Invertinh Effect ကိုဆိုလိုတာပါ။ ဒါကြောင့် " Direct Acting Controller " " Reverse Acting Controller " လို့ပြောနေကြတာက, PV Signal ရဲ့ တုံ့ပြန်မှုအားကို ဆိုလိုတာပါ။ ဒါကြောင့် Direct Controller ရဲ့ Output Signal က PV Signal နဲ့ Direction အတူတူပါပဲ။ Reverse Controller ရဲ့  Output Signal က PV Signal ရဲ့ Direction နဲ့ ဆန့်ကျင့်ဘက်ပဲ။ ဒါကတော့ PV အပိုင်းပေါ့။  အောက်က ဒုတိယပုံနဲ့ တတိယပုံကိုကြည့်ရင်သိနိုင်ပါတယ်။

    အရေးကြီးတာတစ်ခုက Set Point (SP) ပြောင်းလဲမှု အပေါ်တုံ့ပြန်မှုက Process Variable (PV) မှာ ပြောင်းလဲမှုကို ဆန့်ကျင်ဘက်တုံပြန်မှုကိုထုတ်ပေးလိမ့်မယ်။

    ဆိုလိုတာက Rising ဖြစ်လာတဲ့ Set Point (SP) က Direct Acting Controller ရဲ့ Output ကို အကျဘက်ကိုလုပ်ပေးတယ်။ PV - SP ဆိုတော့ SP များလာရင် Output တန်ဖိုးနည်းလာမယ်။ Rising ဖြစ်လာတဲ့ Set Point (SP) က Reverse Actinh Controller ရဲ့ Output ကို အတတ်ဘက်ကိုလုပ်ပေးမဟ်။ SP - PV ဆိုတော့ SP များလာရငထ Output တန်ဖိုးကများလာမယ်။ 

    အပေါင်းနဲ့ အနှုတ် လက္ခဏာတွေကလည်း Controller Output နဲ့  Input တွေပါဝင်တဲ့ အကျိုးသက်ရောက်မှုကိုပြသထားတာပါ။ အဲ့တာကလည်း PV အပေါ်သက်ရောက်တဲ့ပြောင်းလဲမှုနဲ့ SP အပေါ် သက်ရောက်တဲ့ပြောင်းလဲမှုကိုခွဲခြားစိတ်ဖြာတဲ့အခါကျရင် ရှုပ်ထွေးမှုကို ဖယ်ထုတ်ဖို့အတွက် ကူညီပေးပါတယ်။ 

    Controller ရဲ့ လိုအပ်တဲ့ လုပ်ဆောင်ချက်နဲ့ ဦးတည်ချက်ကို Process ရဲ့ သဘာဝ, Transmitter နဲ့ Control ပစ္စည်းတွေကပဲ ဆုံးဖြတ်ပေးပါတယ်။

     ပထမပေးထားတဲ့ Level Control System မှာဆိုရင် Action က Direct ဖြစ်ဖို့လိုအပ်ပါတယ်။ ဒါကြောင့်မလို့ Liquid Level မြှင့်လာလေလေ Control Valve က Vassel ထဲကို ရေပြန်ဖြည့်ဖို့ အပေါက်က ပိုပွင့်လာလေလေပဲ။ Direct Acting Controller ပေါ့။

     Automated Heat Exchanger ဖြစ်စဥ်မှာဆိုရင်, Control Valve ထံပေးဖို့လာတဲ့ Increasing Output Signal က ရေငွေ့စီးဆင်းမှုကို တိုးလာစေပြီးတော့ အပူချိန် မြှင့်လာတယ်လို့ ယူဆကြည့်ရအောင်။ အဲ့တာဆိုရင် Controller က Reverse Acting ပုံစံလိုအပ်လာပါပြီ။ ဆိုလိုတာက Increase ဖြစ်တဲ့ တိုင်းပြီးသား Set Point ဖြစ်တဲ့ Temperature တန်ဖိုးဟာ, Output Signal ကို Decrease ဖြစ်အောင်လုပ်တယ်ပေါ့။ Error နဲ့တွက်ပြရင် 

                            e = SP - PV 

Reference : Instrumentationtools