PID Kontrol: Otomasyon Beyni

PID Kontrol Nedir?

PID (Proportional-Integral-Derivative), endüstriyel süreç kontrolünde en yaygın kullanılan kontrol algoritmasıdır. Sıcaklık, basınç, seviye, hız gibi değişkenleri hedef değerde tutmak için kullanılır.

PID Neden Gerekli?

Senaryo: Fırın sıcaklığını 150°C'de tutmak istiyorsunuz.

Basit Kontrol (On-Off): Sıcaklık 149°C → Isıtıcı aç, 151°C → Isıtıcı kapat. Sonuç: Sürekli salınım.

PID Kontrol: Hedefe yaklaşırken yavaşlar, hedefte hassas kalır, kararlı kontrol sağlar.

PID Bileşenleri

1. P (Proportional): Mevcut hata ile orantılı çıkış. Hızlı tepki ama steady-state hata bırakır.

2. I (Integral): Geçmiş hataların toplamı. Steady-state hatayı sıfırlar ama aşıma neden olabilir.

3. D (Derivative): Hatanın değişim hızı. Salınımı azaltır ama gürültüye duyarlı.

PID Formülü

Çıkış = Kp×Hata + Ki×∑Hata×Δt + Kd×(dHata/dt)

Parametre Ayarlama Yöntemleri

1. Ziegler-Nichols: Kp'yi artır, salınım başlayınca kritik değeri bul, formüllerle hesapla.

2. Deneme-Yanılma: Kp, Ki, Kd'yi tek tek ayarla, dengeyi bul.

3. Otomatik Tuning: Modern sistemler otomatik ayarlar.

Uygulama Alanları

1. Sıcaklık: Fırın, otoklav, kalıp ısıtma

2. Basınç: Kompresör, hidrolik

3. Seviye: Tank, silo

4. Hız: Motor, konveyör

5. Akış: Pompa debisi

PID vs On-Off

On-Off: Basit, ucuz ama kararsız. PID: Kararlı, hassas, enerji tasarruflu.

VFD ile PID Kullanımı

Pompa debisi kontrolü: Hedef 100 L/dk, mevcut 85 L/dk, hata 15. PID hesaplar: Motor hızı %65'ten %75'e çıksın. VFD hızı artırır, debi hedefe ulaşır.

Yaygın Sorunlar

Sürekli Salınım: Kp/Ki yüksek. Yavaş Yanıt: Kp düşük. Aşım: Kd yetersiz. Steady-State Hata: Ki yok/düşük.

İleri Seviye: Cascade PID

İç içe iki PID. Dış PID: Sıcaklık, İç PID: Valf pozisyonu. Daha hassas kontrol.

Anti-Windup

İntegral terimi çok büyürse sınırla, kontrol kaybını önle.

PID Kütüphaneleri

Siemens: CONT_C, Allen Bradley: PID instruction, Arduino: PID_v1

PID, endüstriyel otomasyonun beynidir. Doğru ayar ile mükemmel performans.