PID Control (3)

ဒီတစ္ခါ Tuning အပိုင္း ေျပာျပပါမယ္။ စာအုပ္ထဲက formula ေတြ ပါလာတာမို႔ စိတ္ရွည္ရွည္နဲ႔ ႀကိဳးစား ဖတ္ၾကည့္ၾကပါ။
Tuning လုပ္မယ္ဆိုရင္ လိုခ်င္တဲ့ရလဒ္က ႏွစ္မ်ဳိးရွိပါတယ္။ အဲဒါကေတာ့ တုန္႔ျပန္မႈ ျမန္ျမန္ (fast response) နဲ႔ တည္ၿငိမ္မႈ ေကာင္းေကာင္း (good stability) ပါ။ တစ္ကယ့္လက္ေတြ႕မွာေတာ့ အဲဒီႏွစ္ခုလုံး အေကာင္းဆုံး ၿပိဳင္တူရဖို႔ မလြယ္ပါဘူး။ ဒီေတာ့ လက္ခံႏိုင္ေလာက္တဲ့ တည္ၿငိမ္မႈရယ္၊ ထိုက္သင့္တဲ့ အခ်ိန္တိုအတြင္းရတဲ့ တုန္႔ျပန္မႈရယ္ ရေအာင္ ခ်ိန္ႏိုင္ရင္ ေတာ္ပါၿပီ။

Tune မလုပ္ခင္ Parameter ေတြရဲ႕ သက္ေရာက္ပုံေလး သိထားသင့္ပါတယ္။ Steady state တစ္ခုကေန Step အေျပာင္းအလဲလုပ္လိုက္ရင္ ျဖစ္လာတဲ့ သက္ေရာက္မႈ (reactive curve) ကိုၾကည့္ၿပီး သတိထားရမယ့္ အခ်က္ေတြက ဒီ ၄ ခုကို ၾကည့္ပါတယ္။
(i) Rise Time (ပထမဆုံး အႀကိမ္ PV Level အသစ္ကို ေရာက္ဖို႔ ၾကာခ်ိန္)
(ii) Overshoot (ေနာက္ Level ကို လြန္သြားတဲ့ peak ပမာဏ)
(iii) Settling Time (Steady State ျပန္ရဖို႔ ၾကာခ်ိန္)
(iv) Steady State Error ( Steady State ေရာက္ေပမဲ့ SP နဲ႔ ကြာေနတဲ့ တန္ဖိုး - Offset)

P, I, D တစ္ခုစီက ဒီ အခ်က္ ၄ ခုကို ဘယ္လို သက္ေရာက္ေစတယ္ဆိုတာ ဇယားမွာ ၾကည့္ပါ။

Tuning parameter ေတြကို အရင္ ျပန္ၾကည့္ရေအာင္။ Parameter ေတြက controller ထုတ္လုပ္တဲ့သူ ေပၚမူတည္ၿပီး အမ်ဳိးမ်ဳိးကြဲႏိုင္ပါတယ္။
- Proportional အတြက္ parameter က Gain (Kp) ဒါမွမဟုတ္ Proportional Band (PB) ျဖစ္ပါတယ္။
- Integral အတြက္ parameter က Reset rate (Ki) ဒါမွမဟုတ္ reset time (Ti) ပါ။ ကိုယ္သုံးတဲ့ controller / program ေပၚ မူတည္ပါတယ္။
- Derivative အတြက္ parameter ကေတာ့ Kd ဒါမွမဟုတ္ Td ပါ။

Tune လုပ္တဲ့ နည္းအမ်ဳိးမ်ဳိးရွိပါတယ္။ အဲဒီထဲက လူသိမ်ားတဲ့ နည္းေတြ ျဖစ္တဲ့ ေအာက္က နည္း ၃ မ်ဳိး နဲ႔ Manual Tuning ေတြကိုေျပာျပပါမယ္။

a) Ziegler Nichols Open Loop  Method
b) Ziegler Nichols Closed Loop  Method
c) Cohen Coon Tuning Method
d) Manual Tuning Method

အဲဒီနည္းေတြရဲ႕ ေကာင္းကြက္ ဆိုးကြက္ေတြရွိသလို၊ တစ္ခ်ဳိ႕နည္းေတြမွာ သံုးႏိုင္တဲ့ Controller အမ်ဳိးအစား ကန္သတ္ခ်က္ေတြရွိပါတယ္။

a) Ziegler Nichols Open Loop Method

ဒီနည္းကို Process Reaction Curve Method လို႔လည္း ေခၚၾကပါတယ္။ Tuning အဆင့္ေတြကို ေအာက္မွာ ေရးျပထားပါတယ္။
1. ပထမဆုံး PV Output Level တစ္ခုရေအာင္ manual mode မွာ ညႇိေပးပါ။
2. Step input တစ္ခုေပးလိုက္ပါ။
3. ေျပာင္းသြားတဲ့ PV တန္ဖိုးေတြကို Level အသစ္မွာ တည္ၿငိမ္မႈ ရတဲ့အထိ ေစာင့္ၿပီး plot လုပ္ပါ။ အဲဒါကို Process Reaction Curve (သို႔) S ပုံစံရွိလို႔ S-curve လို႔ ေခၚပါတယ္။
4. အဲဒီ curve ေပၚမွာ point တစ္ခုစီရဲ႕ tangent line ဆြဲရင္ slope အမ်ားဆုံးရတဲ့ tangent line ကိုဆြဲပါ။
5. အဲဒီ tangent line က မူလ PV Level ကို ျဖတ္သြားတဲ့ အမွတ္ရယ္၊ Level အသစ္ရယ္ကို ျဖတ္သြားတဲ့ အမွတ္ရယ္ ရပါမယ္။
6. အဲဒီအမွတ္ေတြေပၚမူတည္ၿပီး L နဲ႔ T ရဲ႕တန္ဖိုးေတြ ရပါလိမ့္မယ္။ (ပုံကို ၾကည့္ပါ။) L ကို Dead time (သို႔) Delay time လို႔ ေခၚပါတယ္။ T ကေတာ့ Time Constant လို႔ ေခၚပါတယ္။
7. အဲဒီ L နဲ႔ T တန္ဖိုးေတြ သုံးၿပီး ဇယားမွာပါတဲ့ အတိုင္း တြက္လိုက္ရင္ Kp, Ti, Td တန္ဖိုးေတြ ရပါလိမ့္မယ္။ ( ဇယား ကိုၾကည့္ပါ။)

b)  Ziegler Nichols Closed Loop Method

ဒီနည္းကို Ultimate Gain Method လို႔လည္း ေခၚပါတယ္။
1. အစဆုံး Manual mode နဲ႔ SP နဲ႔ PV ကိုတူတဲ့အထိ ညိႇလိုက္ပါ။
2. P တစ္မ်ဳိးပဲ သုံးၿပီး Control လုပ္ပါ။ ဆိုလိုတာက P တန္ဖိုး နိမ့္နိမ့္ တစ္ခုထားၿပီး I နဲ႔ D တန္ဖိုးေတြ 0 ထားၿပီး disable လုပ္ရမွာပါ။ (Ti ဆိုရင္ေတာ့ infinity ထားရပါမယ္။ Disable ဘယ္လိုလုပ္ရမယ္ဆိုတာ Maker ရဲ႕ လမ္းၫႊန္ ဖတ္ၾကည့္ပါ။)
3. SP ကို 5% ေလာက္ေျပာင္းၿပီး step input ေပးလိုက္ပါ။
4. PV တန္ဖိုးကိုၾကည့္ၿပီး P တန္ဖိုးကို အတင္၊ အခ် Tune လုပ္ပါ။ တစ္ခ်ိန္မွာ Steady Oscillation လို႔ေခၚတဲ့ တည္ၿငိမ္ၿပီး တန္ဖိုးညီညာတဲ့ လိႈင္းပုံျဖစ္လာတဲ့အထိ ညိႇပါ။ (ပုံမွာ ၾကည့္ပါ။)
5. အဲဒီလိုရတဲ့ gain (သို႔) Kp တန္ဖိုးကို Ultimate Gain (သို႔) Critical Gain (Kcr) လို႔ ေခၚပါတယ္။
6. လႈိင္းထိပ္ ႏွစ္ခုအကြာအေဝး၊ ၾကာခ်ိန္ကို Pcr လို႔ ထားပါ။
7. အဲဒီ Kcr နဲ႔ Pcr ေပၚမူတည္ၿပီး သူတို႔ recommend လုပ္တဲ့ Kp, Ti, Td တန္ဖိုးေတြကို ေအာက္က ဇယားမွာ ၾကည့္ုၿပီး တြက္ထုတ္လို႔ ရပါၿပီ။ လိုအပ္ရင္ fine tune လုပ္ေပးရပါတယ္။

c) Cohen Coon Tuning Method

ဒီနည္းကေတာ့ Z-C Open Loop နည္းနဲ႔ ဆင္တူပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ တြက္တဲ့နည္းေတြက ပိုရႈပ္ပါတယ္။
အဆင့္ (1-4) က Z-C Open Loop အတိုင္း အတူတူပါဘဲ။
5. PV Level ႏွစ္ခု ျခားနားခ်က္ ရဲ႕ 63.2% ကို curve ျဖတ္သြားတဲ့ အမွတ္ နဲ႔ 28.3% ကို ျဖတ္သြားတဲ့ အမွတ္ ေတြေပၚမူတည္ၿပီး Delay time (td) နဲ႔ time constant (Tm) ေတြ တြက္ထုတ္ပါတယ္။ (ပုံမွာ ၾကည့္ပါ။)
6. Process Gain (Km) = Change in PV (%) / Change in CO (%) နည္းနဲ႔ Km ကို တြက္ယူပါတယ္။
7. အဲဒီ td, Tm, Km သုံးၿပီး Kp, Ti, Td တန္ဖိုးေတြကို ဇယားထဲက အတိုင္း တြက္ထုတ္ႏိုင္ပါတယ္။ (ဇယား ၾကည့္ပါ။)

d) Manual Tuning

အေပၚက နည္းေတြသုံးဖို႔ ျပႆနာ တစ္ခုရွိပါတယ္။ အဲဒါကေတာ့ Output တန္ဖိုး (PV) ကို curve ဆြဲၿပီး တြက္ထုတ္ဖို႔ လိုပါတယ္။ တစ္ခ်ဳိ႕ PC based controller ေတြမွာ ဒီလို curve ေတြ plot လုပ္လို႔ ရေပမဲ့ ေတာ္ေတာ္မ်ားမ်ား controller ေတြမွာ plot လုပ္ဖို႔ မလြယ္ပါဘူး။ ဒါေၾကာင့္ ေနာက္ဆုံးနည္း ျဖစ္တဲ့ Manual Tuning ကို ထည့္ေျပာျပမွာပါ။

(1-4) အဆင့္ ေတြကေတာ့ Z-C Closed Loop နည္းအတိုင္း လုပ္ပါ။ Oscillation ျဖစ္တာကို Curve မဆြဲပဲ တန္ဖိုး ေျပာင္းတာ သတိထားၾကည့္ရင္ သိႏိုင္ပါတယ္။
5. D ကို တင္ေပးၿပီး Oscillation ေပ်ာက္ေအာင္ညႇိပါ။
6. I တန္ဖိုးကိုတင္ၿပီး offset မရွိေအာင္ညိႇပါ။
7. တည္ၿငိမ္မႈ မရွိရင္ P နဲ႔ D ကို နည္းနည္းစီ ျပန္ ညိႇေပးပါ။

ေနာက္ဆုံး ျပန္ျခဳံေျပာရရင္၊
- Rise time ျမန္ေအာင္ ညႇိခ်င္ရင္ P ကိုသုံးပါ။
- Overshoot နဲ႔ Settling time နည္းေအာင္ ညွိခ်င္ရင္ D ကိုသုံးပါ။
- Offset ေပ်ာက္ေအာင္ ညိႇခ်င္ရင္ I ကိုသုံးပါ။

Auto Tuning

ေနာက္ထြက္တဲ့ PID Controller ေတြမွာ Auto Tuning function ပါေလ့ရွိပါတယ္။ ဒါဆိုရင္ေတာ့ အရမ္းလြယ္သြားပါၿပီ။ Auto Tune function ကို run လိုက္တာနဲ႔ Controller က Simulated Set Point နဲ႔ disturbance ေတြ ေပးပါတယ္။ ထြက္လာတဲ့ Response အရ Controller က learn လုပ္ၿပီး PID parameter ေတြ အလိုအေလ်ာက္ tune လုပ္ေပးမွာပါ။

ေက်းဇူးတင္ပါတယ္။

[Unicode]


ဒီတစ်ခါ Tuning အပိုင်း ပြောပြပါမယ်။ စာအုပ်ထဲက formula တွေ ပါလာတာမို့ စိတ်ရှည်ရှည်နဲ့ ကြိုးစား ဖတ်ကြည့်ကြပါ။
Tuning လုပ်မယ်ဆိုရင် လိုချင်တဲ့ရလဒ်က နှစ်မျိုးရှိပါတယ်။ အဲဒါကတော့ တုန့်ပြန်မှု မြန်မြန် (fast response) နဲ့ တည်ငြိမ်မှု ကောင်းကောင်း (good stability) ပါ။ တစ်ကယ့်လက်တွေ့မှာတော့ အဲဒီနှစ်ခုလုံး အကောင်းဆုံး ပြိုင်တူရဖို့ မလွယ်ပါဘူး။ ဒီတော့ လက်ခံနိုင်လောက်တဲ့ တည်ငြိမ်မှုရယ်၊ ထိုက်သင့်တဲ့ အချိန်တိုအတွင်းရတဲ့ တုန့်ပြန်မှုရယ် ရအောင် ချိန်နိုင်ရင် တော်ပါပြီ။

Tune မလုပ်ခင် Parameter တွေရဲ့ သက်ရောက်ပုံလေး သိထားသင့်ပါတယ်။ Steady state တစ်ခုကနေ Step အပြောင်းအလဲလုပ်လိုက်ရင် ဖြစ်လာတဲ့ သက်ရောက်မှု (reactive curve) ကိုကြည့်ပြီး သတိထားရမယ့် အချက်တွေက ဒီ ၄ ခုကို ကြည့်ပါတယ်။
(i) Rise Time (ပထမဆုံး အကြိမ် PV Level အသစ်ကို ရောက်ဖို့ ကြာချိန်)
(ii) Overshoot (နောက် Level ကို လွန်သွားတဲ့ peak ပမာဏ)
(iii) Settling Time (Steady State ပြန်ရဖို့ ကြာချိန်)
(iv) Steady State Error ( Steady State ရောက်ပေမဲ့ SP နဲ့ ကွာနေတဲ့ တန်ဖိုး - Offset)

P, I, D တစ်ခုစီက ဒီ အချက် ၄ ခုကို ဘယ်လို သက်ရောက်စေတယ်ဆိုတာ ဇယားမှာ ကြည့်ပါ။

Tuning parameter တွေကို အရင် ပြန်ကြည့်ရအောင်။ Parameter တွေက controller ထုတ်လုပ်တဲ့သူ ပေါ်မူတည်ပြီး အမျိုးမျိုးကွဲနိုင်ပါတယ်။
- Proportional အတွက် parameter က Gain (Kp) ဒါမှမဟုတ် Proportional Band (PB) ဖြစ်ပါတယ်။
- Integral အတွက် parameter က Reset rate (Ki) ဒါမှမဟုတ် reset time (Ti) ပါ။ ကိုယ်သုံးတဲ့ controller / program ပေါ် မူတည်ပါတယ်။
- Derivative အတွက် parameter ကတော့ Kd ဒါမှမဟုတ် Td ပါ။

Tune လုပ်တဲ့ နည်းအမျိုးမျိုးရှိပါတယ်။ အဲဒီထဲက လူသိများတဲ့ နည်းတွေ ဖြစ်တဲ့ အောက်က နည်း ၃ မျိုး နဲ့ Manual Tuning တွေကိုပြောပြပါမယ်။

a) Ziegler Nichols Open Loop  Method
b) Ziegler Nichols Closed Loop  Method
c) Cohen Coon Tuning Method
d) Manual Tuning Method

အဲဒီနည်းတွေရဲ့ ကောင်းကွက် ဆိုးကွက်တွေရှိသလို၊ တစ်ချို့နည်းတွေမှာ သုံးနိုင်တဲ့ Controller အမျိုးအစား ကန်သတ်ချက်တွေရှိပါတယ်။

a) Ziegler Nichols Open Loop Method

ဒီနည်းကို Process Reaction Curve Method လို့လည်း ခေါ်ကြပါတယ်။ Tuning အဆင့်တွေကို အောက်မှာ ရေးပြထားပါတယ်။
1. ပထမဆုံး PV Output Level တစ်ခုရအောင် manual mode မှာ ညှိပေးပါ။
2. Step input တစ်ခုပေးလိုက်ပါ။
3. ပြောင်းသွားတဲ့ PV တန်ဖိုးတွေကို Level အသစ်မှာ တည်ငြိမ်မှု ရတဲ့အထိ စောင့်ပြီး plot လုပ်ပါ။ အဲဒါကို Process Reaction Curve (သို့) S ပုံစံရှိလို့ S-curve လို့ ခေါ်ပါတယ်။
4. အဲဒီ curve ပေါ်မှာ point တစ်ခုစီရဲ့ tangent line ဆွဲရင် slope အများဆုံးရတဲ့ tangent line ကိုဆွဲပါ။
5. အဲဒီ tangent line က မူလ PV Level ကို ဖြတ်သွားတဲ့ အမှတ်ရယ်၊ Level အသစ်ရယ်ကို ဖြတ်သွားတဲ့ အမှတ်ရယ် ရပါမယ်။
6. အဲဒီအမှတ်တွေပေါ်မူတည်ပြီး L နဲ့ T ရဲ့တန်ဖိုးတွေ ရပါလိမ့်မယ်။ (ပုံကို ကြည့်ပါ။) L ကို Dead time (သို့) Delay time လို့ ခေါ်ပါတယ်။ T ကတော့ Time Constant လို့ ခေါ်ပါတယ်။
7. အဲဒီ L နဲ့ T တန်ဖိုးတွေ သုံးပြီး ဇယားမှာပါတဲ့ အတိုင်း တွက်လိုက်ရင် Kp, Ti, Td တန်ဖိုးတွေ ရပါလိမ့်မယ်။ ( ဇယား ကိုကြည့်ပါ။)

b)  Ziegler Nichols Closed Loop Method
ဒီနည်းကို Ultimate Gain Method လို့လည်း ခေါ်ပါတယ်။
1. အစဆုံး Manual mode နဲ့ SP နဲ့ PV ကိုတူတဲ့အထိ ညှိလိုက်ပါ။
2. P တစ်မျိုးပဲ သုံးပြီး Control လုပ်ပါ။ ဆိုလိုတာက P တန်ဖိုး နိမ့်နိမ့် တစ်ခုထားပြီး I နဲ့ D တန်ဖိုးတွေ 0 ထားပြီး disable လုပ်ရမှာပါ။ (Ti ဆိုရင်တော့ infinity ထားရပါမယ်။ Disable ဘယ်လိုလုပ်ရမယ်ဆိုတာ Maker ရဲ့ လမ်းညွှန် ဖတ်ကြည့်ပါ။)
3. SP ကို 5% လောက်ပြောင်းပြီး step input ပေးလိုက်ပါ။
4. PV တန်ဖိုးကိုကြည့်ပြီး P တန်ဖိုးကို အတင်၊ အချ Tune လုပ်ပါ။ တစ်ချိန်မှာ Steady Oscillation လို့ခေါ်တဲ့ တည်ငြိမ်ပြီး တန်ဖိုးညီညာတဲ့ လှိုင်းပုံဖြစ်လာတဲ့အထိ ညှိပါ။ (ပုံမှာ ကြည့်ပါ။)
5. အဲဒီလိုရတဲ့ gain (သို့) Kp တန်ဖိုးကို Ultimate Gain (သို့) Critical Gain (Kcr) လို့ ခေါ်ပါတယ်။
6. လှိုင်းထိပ် နှစ်ခုအကွာအဝေး၊ ကြာချိန်ကို Pcr လို့ ထားပါ။
7. အဲဒီ Kcr နဲ့ Pcr ပေါ်မူတည်ပြီး သူတို့ recommend လုပ်တဲ့ Kp, Ti, Td တန်ဖိုးတွေကို အောက်က ဇယားမှာ ကြည့်ုပြီး တွက်ထုတ်လို့ ရပါပြီ။ လိုအပ်ရင် fine tune လုပ်ပေးရပါတယ်။

c) Cohen Coon Tuning Method
ဒီနည်းကတော့ Z-C Open Loop နည်းနဲ့ ဆင်တူပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ တွက်တဲ့နည်းတွေက ပိုရှုပ်ပါတယ်။
အဆင့် (1-4) က Z-C Open Loop အတိုင်း အတူတူပါဘဲ။
5. PV Level နှစ်ခု ခြားနားချက် ရဲ့ 63.2% ကို curve ဖြတ်သွားတဲ့ အမှတ် နဲ့ 28.3% ကို ဖြတ်သွားတဲ့ အမှတ် တွေပေါ်မူတည်ပြီး Delay time (td) နဲ့ time constant (Tm) တွေ တွက်ထုတ်ပါတယ်။ (ပုံမှာ ကြည့်ပါ။)
6. Process Gain (Km) = Change in PV (%) / Change in CO (%) နည်းနဲ့ Km ကို တွက်ယူပါတယ်။
7. အဲဒီ td, Tm, Km သုံးပြီး Kp, Ti, Td တန်ဖိုးတွေကို ဇယားထဲက အတိုင်း တွက်ထုတ်နိုင်ပါတယ်။ (ဇယား ကြည့်ပါ။)

d) Manual Tuning
အပေါ်က နည်းတွေသုံးဖို့ ပြဿနာ တစ်ခုရှိပါတယ်။ အဲဒါကတော့ Output တန်ဖိုး (PV) ကို curve ဆွဲပြီး တွက်ထုတ်ဖို့ လိုပါတယ်။ တစ်ချို့ PC based controller တွေမှာ ဒီလို curve တွေ plot လုပ်လို့ ရပေမဲ့ တော်တော်များများ controller တွေမှာ plot လုပ်ဖို့ မလွယ်ပါဘူး။ ဒါကြောင့် နောက်ဆုံးနည်း ဖြစ်တဲ့ Manual Tuning ကို ထည့်ပြောပြမှာပါ။

(1-4) အဆင့် တွေကတော့ Z-C Closed Loop နည်းအတိုင်း လုပ်ပါ။ Oscillation ဖြစ်တာကို Curve မဆွဲပဲ တန်ဖိုး ပြောင်းတာ သတိထားကြည့်ရင် သိနိုင်ပါတယ်။
5. D ကို တင်ပေးပြီး Oscillation ပျောက်အောင်ညှိပါ။
6. I တန်ဖိုးကိုတင်ပြီး offset မရှိအောင်ညှိပါ။
7. တည်ငြိမ်မှု မရှိရင် P နဲ့ D ကို နည်းနည်းစီ ပြန် ညှိပေးပါ။

နောက်ဆုံး ပြန်ခြုံပြောရရင်၊
- Rise time မြန်အောင် ညှိချင်ရင် P ကိုသုံးပါ။
- Overshoot နဲ့ Settling time နည်းအောင် ညှိချင်ရင် D ကိုသုံးပါ။
- Offset ပျောက်အောင် ညှိချင်ရင် I ကိုသုံးပါ။

Auto Tuning
နောက်ထွက်တဲ့ PID Controller တွေမှာ Auto Tuning function ပါလေ့ရှိပါတယ်။ ဒါဆိုရင်တော့ အရမ်းလွယ်သွားပါပြီ။ Auto Tune function ကို run လိုက်တာနဲ့ Controller က Simulated Set Point နဲ့ disturbance တွေ ပေးပါတယ်။ ထွက်လာတဲ့ Response အရ Controller က learn လုပ်ပြီး PID parameter တွေ အလိုအလျောက် tune လုပ်ပေးမှာပါ။

ကျေးဇူးတင်ပါတယ်။

PID Control (2)

(က) P, PI, PID

ဒီတစ္ခါ ဥပမာေလး တစ္ခုနဲ႔ စေျပာပါမယ္။ ဘြိဳင္လာ (Boiler) တစ္လုံးရဲ႕ ေရ level ထိန္းခ်ဳပ္တဲ့ စံနစ္ေလးတစ္ခုကို ျမင္ၾကည့္ရေအာင္။ ေရရဲ႕ level ကို Set Point (SP) input အေနနဲ႔ ေပးထားၿပီး တည္ၿငိမ္ေအာင္ ထိန္းခ်ဳပ္မယ္ဆိုပါေတာ့။ ေရအထြက္နႈံးကေတာ့ Boiler မွာသုံးတဲ့ ေရေႏြးေငြ႕ အထြက္ေပၚမူတည္ေနပါတယ္။ အဲဒီအပိုင္းကို Control ရႈေထာင့္ကၾကည့္ယင္ loading ဒါမွမဟုတ္ disturbance လို႔ ေခၚပါတယ္။ Control လုပ္ေပးမယ့္ process ကေတာ့ ေရအဝင္နႈံး။ အေသးစိတ္ေျပာရယင္ေတာ့ water inlet valve ရဲ႕ အက်ဥ္းအက်ယ္ ဖြင့္တာပိတ္တာကို PID နဲ႔ Control လုပ္မယ္ ဆိုပါေတာ့။ Feedback (PV) ကေတာ့ ေရ level transmitter တစ္ခုပါ။ လိုခ်င္တဲ့ ေရ level (SP) ကို tank ရဲ႕ 50% မွာ ထားတယ္ ဆိုပါေတာ့။

အစဆုံး လက္ရွိအေျခအေနမွာ၊ Proportional (P) တစ္ခုဘဲ သုံးထားၿပီး၊ ေရ အဝင္အထြက္နႈံးေတြ တူေနတဲ့အတြက္၊ တစ္ကယ္တိုင္းလို႔ရတဲ့ Feedback (PV) ကလည္း 50% မွာ steady state ျဖစ္ေနတယ္လို႔ ယူဆပါ။

Controller Output(CO) (သို႔) Manipulated Variable (MV) (သို႔) u(t) ရဲ႕ ညီမွ်ျခင္းက

u(t) = Kp e(t) 

ဒီေနရာမွာ 

- Kp ဆိုတာ proportional gain

- e(t) ဆိုတာ Error (သို႔) SP - PV

တစ္ခါတေလ Kp အစား Proportional Band (PB) ကိုသုံးတာလည္း ရွိတတ္ပါတယ္။

PB = 100/Kp [%] 

အဲဒီအေနအထားကေန loading ပိုလာတဲ့အတြက္ ေရအထြက္နႈံး ပိုမ်ားလာတယ္ ဆိုပါေတာ့။ Tank ထဲက ေရ level ေလ်ာ့သြားေတာ့ SP-PV = Error တန္ဘိုးတစ္ခုရွိလာပါတယ္။ လက္ရွိ Kp (သို႔) Proportional gain တန္ဘိုးက 2% ဆိုယင္ Error နဲ႔ gain ေျမႇာက္ၿပီး valve အက်ဥ္းအက်ယ္ေျပာင္းေပးၿပီး Control လုပ္ေပးတာ ေနာက္ဆုံး ေရ အဝင္နႈံးနဲ႔ အထြက္နႈံး ညီသြားေတာ့ steady state ကိုေရာက္သြားပါတယ္။ အဲဒီ အခ်ိန္မွာ Tank ရဲ႕ level က 45% ေလာက္ထိ ေလ်ာ့ေနပါၿပီ။ SP နဲ႔ ယွဥ္လိုက္ေတာ့ 5% နည္းေနတာေပါ့။ အဲဒီလိုstable state ေရာက္ၿပီး offset ျဖစ္ေနတတ္တာက P တစ္ခုထဲ Control လုပ္ယင္ ျဖစ္တတ္တဲ့ အားနည္းခ်က္ပါ။ 

တစ္ကယ္လို႔ gain မ်ားမယ္ဆိုယင္ ေစာေစာစီးစီး steady state ေရာက္သြားတဲ့အတြက္ offset တန္ဘိုး နည္းမွာပါ။ Gain တန္ဘိုး infinity ေလာက္ထိ တင္ေပးထားယင္ေတာ့ offset မရွိေတာ့ဘူးလို႔ ဆိုပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ လက္ေတြ႕မွာ gain ကို infinity ထိတင္ေပးတယ္ဆိုတာ မျဖစ္ႏိုင္ပါဘူး။ ဒီေတာ့ offset ျဖစ္ေနတဲ့ ေရ level ကို ျပန္ျဖည့္ေပးဘို႔ လိုပါတယ္။

ပထမနည္းကေတာ့ Manually inlet valve ကို ပိုဖြင့္ေပးတဲ့ နည္းပါ။ အဲဒါကို reset လုပ္တယ္လို႔ ေခၚပါတယ္။ ေနာက္တစ္နည္းကေတာ့ Integral Control (I) ကို သုံးတဲ့နည္းပါဘဲ။ အခ်ိန္တစ္ခုေရာက္တိုင္း အလိုအေလ်ာက္ reset လုပ္ေပးတဲ့ သေဘာပါ။ I ရဲ႕ Control parameter ျဖစ္တဲ့ Ki ဆိုတာ reset rate ေပါ့။ Controller ထုတ္လုပ္တဲ့ manufacturer ေပၚမူတည္ၿပီး I ရဲ႕Control parameter ႏွစ္မ်ဳိး ေတြ႕ႏိုင္ပါတယ္။ တစ္မိနစ္ အတြင္း reset လုပ္တဲ့ အႀကိမ္ေရ (repeat per minute) Ki နဲ႔ reset လုပ္ရမယ့္ ၾကာခ်ိန္ (Minute per repeat ) Ti တို႔ျဖစ္ပါတယ္။ တစ္ခုနဲ႔ တစ္ခုက ေျပာင္းျပန္ အခ်ဳိးက်ပါတယ္။

အခု PI Control ရဲ႕ ညီမွ်ျခင္းက

u(t) = Kp e(t) + Ki (integral) e(t’) d(t’)

ဒီေနရာမွာ

- Ki ဆိုတာ Integral Coefficient ပါ။ 

 Ki =  Kp/ Ti ျဖစ္ပါတယ္။ 

အခုဆိုယင္ Control က P နဲ႔ I ႏွစ္မ်ဳိးျဖစ္သြားေတာ့ ပို တည္ၿငိမ္ပါတယ္။ ဒါေပမဲ့ I နဲ႔ reset လုပ္ လုပ္ေပးတဲ့အတြက္ stable state ေရာက္ဖို႔ အခ်ိန္ပိုၾကာပါတယ္။ ေနာက္ၿပီး reset လိုအပ္ခ်က္အရ ေရအဝင္နႈံး ပိုျမႇင့္ေပးရတဲ့အခါ valve အက်ယ္ဆုံး (100%) ဖြင့္ေပးတာေတာင္မွ လိုအပ္တဲ့ အဝင္နႈံးက မမီေသးယင္ Integral Windup လို႔ေခၚတဲ့ ကေမာက္ကမ ျပႆနာ ၾကဳံႏိုင္ပါတယ္။ 

အဲဒါေတြကို ေျပလည္ေအာင္ (D) ကို ထည့္သုံးလာပါတယ္။ PID သုံးခုလံုးပါယင္ေတာ့ ပိုမို တည္ၿငိမ္ၿပီး response time ပိုျမန္တဲ့ Control တစ္ခု ျဖစ္လာပါတယ္။

u(t) = Kp e(t) + Ki (integral) e(t’) d(t’) + Kd de(t) / dt

ဒီေနရာမွာ 

- Kd ဆိုတာ Derivative Coefficient ပါ။

 Kd =  Kp.Td ျဖစ္ပါတယ္။ 

ညီမွ်ျခင္းေတြက ရႈပ္ေနယင္ ေက်ာ္ဖတ္လို႔ရပါတယ္။ Tuning လုပ္တဲ့အခါ အေခၚအေဝၚေတြ သိရေအာင္ ထည့္ေရးျပထားတာပါ။

(ခ) PID Control အမ်ဳိးမ်ဳိး

PID Control Algorithms လို႔ေခၚေခၚ၊ Types လို႔ ေျပာေျပာ၊ Form လို႔ ဆိုဆို Control လုပ္တဲ့ အမ်ဳိးအစား အမ်ဳိးမ်ဳိး ရွိၾကပါတယ္။ အသုံးမ်ားတဲ့ Algorithms အမ်ဳိးအစားေတြကို ေအာက္မွာ ေဖၚျပထားပါတယ္။

(၁) Interactive Algorithm

ဒီနည္းမွာ P, I, D control ေတြကို series သေဘာ တစ္ခုၿပီးမွ တစ္ခု ထိန္းခ်ဳပ္ဖို႔ စီစဥ္ထားတာမို႔ ပထမ parameter တစ္ခုရဲ႕ ေျပာင္းလဲမႈက ေနာက္ parameter ေတြကို ေျပာင္းလဲသက္ေရာက္မႈ ရွိေစပါတယ္။ ဒီနည္းကို ေခၚၾကတဲ့ နံမည္ေတြကေတာ့ “Interactive”, “Series”, “Classical”, “Real” စသျဖင့္ အမ်ဳိးမ်ဳိး ေခၚၾကပါတယ္။

(၂) Non-interactive Algorithm 

နံမည္မွာ ပါတဲ့ အဓိပၸာယ္အတိုင္း P, I, D component ေတြဟာ တစ္ခုနဲ႔တစ္ခု သက္ေရာက္မႈ မရွိေစတဲ့ နည္းကို ေခၚပါတယ္။ ဒီနည္းကို ေခၚၾကတဲ့ အမည္ကြဲေတြကေတာ့ “Non-Interactive”, “Standard”, “ISA” အစရွိသျဖင့္ ျဖစ္ပါတယ္။ တစ္ခ်ဳိ႕ စာေတြထဲမွာ ဒီနည္းကို “Parallel Algorithm” လို႔ သုံးထားတာလည္း ရွိပါတယ္။

(၃) Parallel Algorithm

ဒီနည္းကေတာ့ စာအုပ္ႀကီးနည္းလို႔ ေခၚၾကပါတယ္။ သင္ခန္းစာေတြမွာ သင္ယင္ ဒီပုံစံ ျပေလ့ရွိလို႔ပါ။ P, I, D component ေတြကို အရွင္းဆုံးပုံစံ အၿပိဳင္ဆက္ထားတာပါ။ non-interactive ရဲ႕ မူကြဲလို႔လည္း ေျပာၾကပါတယ္။ လက္ေတြ႕မွာ အသုံးနည္းပါတယ္။ ေရွ႕ပိုင္းမွာ Pneumatic နဲ႔ PID controller ေတြေဆာက္တဲ့အခါ ဒီနည္းနဲ႔ ေဆာက္လို႔ မရခဲ့ဘူး ဆိုပါတယ္။ 

ဒီတစ္ပိုင္းကို ဒီေလာက္နဲ႔ နားပါဦးမယ္။ Tuning အပိုင္း ဆက္ေရးေပးပါမယ္။

[Unicode]

(က) P, PI, PID

ဒီတစ်ခါ ဥပမာလေး တစ်ခုနဲ့ စပြောပါမယ်။ ဘွိုင်လာ (Boiler) တစ်လုံးရဲ့ ရေ level ထိန်းချုပ်တဲ့ စံနစ်လေးတစ်ခုကို မြင်ကြည့်ရအောင်။ ရေရဲ့ level ကို Set Point (SP) input အနေနဲ့ ပေးထားပြီး တည်ငြိမ်အောင် ထိန်းချုပ်မယ်ဆိုပါတော့။ ရေအထွက်နှုံးကတော့ Boiler မှာသုံးတဲ့ ရေနွေးငွေ့ အထွက်ပေါ်မူတည်နေပါတယ်။ အဲဒီအပိုင်းကို Control ရှုထောင့်ကကြည့်ယင် loading ဒါမှမဟုတ် disturbance လို့ ခေါ်ပါတယ်။ Control လုပ်ပေးမယ့် process ကတော့ ရေအဝင်နှုံး။ အသေးစိတ်ပြောရယင်တော့ water inlet valve ရဲ့ အကျဉ်းအကျယ် ဖွင့်တာပိတ်တာကို PID နဲ့ Control လုပ်မယ် ဆိုပါတော့။ Feedback (PV) ကတော့ ရေ level transmitter တစ်ခုပါ။ လိုချင်တဲ့ ရေ level (SP) ကို tank ရဲ့ 50% မှာ ထားတယ် ဆိုပါတော့။ 

အစဆုံး လက်ရှိအခြေအနေမှာ၊ Proportional (P) တစ်ခုဘဲ သုံးထားပြီး၊ ရေ အဝင်အထွက်နှုံးတွေ တူနေတဲ့အတွက်၊ တစ်ကယ်တိုင်းလို့ရတဲ့ Feedback (PV) ကလည်း 50% မှာ steady state ဖြစ်နေတယ်လို့ ယူဆပါ။

Controller Output(CO) (သို့) Manipulated Variable (MV) (သို့) u(t) ရဲ့ ညီမျှခြင်းက

u(t) = Kp e(t) 

ဒီနေရာမှာ 

- Kp ဆိုတာ proportional gain

- e(t) ဆိုတာ Error (သို့) SP - PV

တစ်ခါတလေ Kp အစား Proportional Band (PB) ကိုသုံးတာလည်း ရှိတတ်ပါတယ်။

PB = 100/Kp [%] 

အဲဒီအနေအထားကနေ loading ပိုလာတဲ့အတွက် ရေအထွက်နှုံး ပိုများလာတယ် ဆိုပါတော့။ Tank ထဲက ရေ level လျော့သွားတော့ SP-PV = Error တန်ဘိုးတစ်ခုရှိလာပါတယ်။ လက်ရှိ Kp (သို့) Proportional gain တန်ဘိုးက 2% ဆိုယင် Error နဲ့ gain မြှောက်ပြီး valve အကျဉ်းအကျယ်ပြောင်းပေးပြီး Control လုပ်ပေးတာ နောက်ဆုံး ရေ အဝင်နှုံးနဲ့ အထွက်နှုံး ညီသွားတော့ steady state ကိုရောက်သွားပါတယ်။ အဲဒီ အချိန်မှာ Tank ရဲ့ level က 45% လောက်ထိ လျော့နေပါပြီ။ SP နဲ့ ယှဉ်လိုက်တော့ 5% နည်းနေတာပေါ့။ အဲဒီလိုstable state ရောက်ပြီး offset ဖြစ်နေတတ်တာက P တစ်ခုထဲ Control လုပ်ယင် ဖြစ်တတ်တဲ့ အားနည်းချက်ပါ။ 

တစ်ကယ်လို့ gain များမယ်ဆိုယင် စောစောစီးစီး steady state ရောက်သွားတဲ့အတွက် offset တန်ဘိုး နည်းမှာပါ။ Gain တန်ဘိုး infinity လောက်ထိ တင်ပေးထားယင်တော့ offset မရှိတော့ဘူးလို့ ဆိုပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ လက်တွေ့မှာ gain ကို infinity ထိတင်ပေးတယ်ဆိုတာ မဖြစ်နိုင်ပါဘူး။ ဒီတော့ offset ဖြစ်နေတဲ့ ရေ level ကို ပြန်ဖြည့်ပေးဘို့ လိုပါတယ်။

ပထမနည်းကတော့ Manually inlet valve ကို ပိုဖွင့်ပေးတဲ့ နည်းပါ။ အဲဒါကို reset လုပ်တယ်လို့ ခေါ်ပါတယ်။ နောက်တစ်နည်းကတော့ Integral Control (I) ကို သုံးတဲ့နည်းပါဘဲ။ အချိန်တစ်ခုရောက်တိုင်း အလိုအလျောက် reset လုပ်ပေးတဲ့ သဘောပါ။ I ရဲ့ Control parameter ဖြစ်တဲ့ Ki ဆိုတာ reset rate ပေါ့။ Controller ထုတ်လုပ်တဲ့ manufacturer ပေါ်မူတည်ပြီး I ရဲ့Control parameter နှစ်မျိုး တွေ့နိုင်ပါတယ်။ တစ်မိနစ် အတွင်း reset လုပ်တဲ့ အကြိမ်ရေ (repeat per minute) Ki နဲ့ reset လုပ်ရမယ့် ကြာချိန် (Minute per repeat ) Ti တို့ဖြစ်ပါတယ်။ တစ်ခုနဲ့ တစ်ခုက ပြောင်းပြန် အချိုးကျပါတယ်။

အခု PI Control ရဲ့ ညီမျှခြင်းက

u(t) = Kp e(t) + Ki (integral) e(t’) d(t’)

ဒီနေရာမှာ

- Ki ဆိုတာ Integral Coefficient ပါ။ 

 Ki =  Kp/ Ti ဖြစ်ပါတယ်။ 

အခုဆိုယင် Control က P နဲ့ I နှစ်မျိုးဖြစ်သွားတော့ ပို တည်ငြိမ်ပါတယ်။ ဒါပေမဲ့ I နဲ့ reset လုပ် လုပ်ပေးတဲ့အတွက် stable state ရောက်ဖို့ အချိန်ပိုကြာပါတယ်။ နောက်ပြီး reset လိုအပ်ချက်အရ ရေအဝင်နှုံး ပိုမြှင့်ပေးရတဲ့အခါ valve အကျယ်ဆုံး (100%) ဖွင့်ပေးတာတောင်မှ လိုအပ်တဲ့ အဝင်နှုံးက မမီသေးယင် Integral Windup လို့ခေါ်တဲ့ ကမောက်ကမ ပြဿနာ ကြုံနိုင်ပါတယ်။ 

အဲဒါတွေကို ပြေလည်အောင် (D) ကို ထည့်သုံးလာပါတယ်။ PID သုံးခုလုံးပါယင်တော့ ပိုမို တည်ငြိမ်ပြီး response time ပိုမြန်တဲ့ Control တစ်ခု ဖြစ်လာပါတယ်။

u(t) = Kp e(t) + Ki (integral) e(t’) d(t’) + Kd de(t) / dt

ဒီနေရာမှာ 

- Kd ဆိုတာ Derivative Coefficient ပါ။

 Kd =  Kp.Td ဖြစ်ပါတယ်။ 

ညီမျှခြင်းတွေက ရှုပ်နေယင် ကျော်ဖတ်လို့ရပါတယ်။ Tuning လုပ်တဲ့အခါ အခေါ်အဝေါ်တွေ သိရအောင် ထည့်ရေးပြထားတာပါ။

(ခ) PID Control အမျိုးမျိုး

PID Control Algorithms လို့ခေါ်ခေါ်၊ Types လို့ ပြောပြော၊ Form လို့ ဆိုဆို Control လုပ်တဲ့ အမျိုးအစား အမျိုးမျိုး ရှိကြပါတယ်။ အသုံးများတဲ့ Algorithms အမျိုးအစားတွေကို အောက်မှာ ဖေါ်ပြထားပါတယ်။

(၁) Interactive Algorithm

ဒီနည်းမှာ P, I, D control တွေကို series သဘော တစ်ခုပြီးမှ တစ်ခု ထိန်းချုပ်ဖို့ စီစဉ်ထားတာမို့ ပထမ parameter တစ်ခုရဲ့ ပြောင်းလဲမှုက နောက် parameter တွေကို ပြောင်းလဲသက်ရောက်မှု ရှိစေပါတယ်။ ဒီနည်းကို ခေါ်ကြတဲ့ နံမည်တွေကတော့ “Interactive”, “Series”, “Classical”, “Real” စသဖြင့် အမျိုးမျိုး ခေါ်ကြပါတယ်။

(၂) Non-interactive Algorithm 

နံမည်မှာ ပါတဲ့ အဓိပ္ပာယ်အတိုင်း P, I, D component တွေဟာ တစ်ခုနဲ့တစ်ခု သက်ရောက်မှု မရှိစေတဲ့ နည်းကို ခေါ်ပါတယ်။ ဒီနည်းကို ခေါ်ကြတဲ့ အမည်ကွဲတွေကတော့ “Non-Interactive”, “Standard”, “ISA” အစရှိသဖြင့် ဖြစ်ပါတယ်။ တစ်ချို့ စာတွေထဲမှာ ဒီနည်းကို “Parallel Algorithm” လို့ သုံးထားတာလည်း ရှိပါတယ်။

(၃) Parallel Algorithm

ဒီနည်းကတော့ စာအုပ်ကြီးနည်းလို့ ခေါ်ကြပါတယ်။ သင်ခန်းစာတွေမှာ သင်ယင် ဒီပုံစံ ပြလေ့ရှိလို့ပါ။ P, I, D component တွေကို အရှင်းဆုံးပုံစံ အပြိုင်ဆက်ထားတာပါ။ non-interactive ရဲ့ မူကွဲလို့လည်း ပြောကြပါတယ်။ လက်တွေ့မှာ အသုံးနည်းပါတယ်။ ရှေ့ပိုင်းမှာ Pneumatic နဲ့ PID controller တွေဆောက်တဲ့အခါ ဒီနည်းနဲ့ ဆောက်လို့ မရခဲ့ဘူး ဆိုပါတယ်။ 

ဒီတစ်ပိုင်းကို ဒီလောက်နဲ့ နားပါဦးမယ်။ Tuning အပိုင်း ဆက်ရေးပေးပါမယ်။

PID Control (1)

PID Control အေၾကာင္းေျပာယင္ Theory ေတြပါလာပါလိမ့္မယ္။ အတတ္ႏိုင္ဆုံး  လြယ္ေအာင္ ေရးၾကည့္ပါမယ္။ ျဖည္းျဖည္းဖတ္ၿပီး နားလည္ေအာင္ ႀကိဳးစားၾကည့္ၾကပါ။

အစဆုံး Close Loop Control စံနစ္ဆိုတာက စၿပီး ေျပာျပပါမယ္။ ထူးထူးျခားျခားေတာ့ မဟုတ္ပါဘူး Feedback signal တစ္ခု ျပန္ေပးတယ္ဆို Close Loop ၊ ျပန္မေပးယင္ Open Loop လို႔ မွတ္ထားလိုက္ေပါ့။ ဥပမာ တစ္ခု ေျပာပါမယ္။ ဟင္းခ်က္တဲ့ Hot Plate ေတြကို ၾကည့္လိုက္ပါ။ ဘာ Control မွ မပါဘဲ ခလုတ္တစ္ခု ဖြင့္ယင္အပူေပးတဲ့ coil မွာ မီးလာမယ္။ အပူခ်ိန္ နည္းတာမ်ားတာ ဘာမွ မဆိုင္ေတာ့ဘူး။ အဲဒါမ်ဳိးကို Open Loop ေခၚပါတယ္။ ေနာက္ မီးဖိုတစ္မ်ဳိးကေတာ့ အပူခ်ိန္ Set လုပ္လို႔ရတယ္။ ၁၆၀  ံC ကို Set ထားယင္ Thermostat က အပူခ်ိန္ကို sense လုပ္ေနပါတယ္။ တစ္နည္းအားျဖင့္ feedback ယူတာေပါ့။ ၁၆၀  ံC ေရာက္တာနဲ႔ Circuit ကို open လုပ္ေပးလိုက္လို႔  Coil မွာ မီးမလာေတာ့ဘူး။ ၁၆၀  ံC ထက္ က်သြားယင္ ျပန္ၿပီး Coil ကို လွ်ပ္စစ္စီးေစပါမယ္။ ဒါ Close loop ဥပမာတစ္ခုပါ။ 

ဒီေနရာမွာ Thermostat တစ္ခုထဲက feedback ေရာ Control ေရာ အလုပ္လုပ္သြားပါတယ္။ Control မွာလည္း အ႐ိုးစင္းဆုံး Control ဆိုေတာ့ တစ္ကယ္တမ္း တိုင္းထားၾကည့္မယ္ဆိုယင္ အပူခ်ိန္က အတက္အက် ျဖစ္ေနမွာပါ။ ၁၆၀  ံ ေက်ာ္လို႔ Coil ကို ျဖတ္လိုက္ေပမဲ့ အပူခ်ိန္ဆက္တက္ေနပါဦးမယ္။ ေနာက္ နည္းနည္းၾကာမွ ျပန္က်မွာပါ။ ၁၆၀  ံ ေအာက္ေရာက္လို႔ Coil ျပန္ On ၿပီးလည္း အပူခ်က္ခ်င္း ျပန္မတက္ဘဲ ဆက္က်ေနပါမယ္။ ၿပီးမွ ျဖည္းျဖည္းခ်င္း ျပန္တက္မွာပါ။ ထမင္းဟင္း ခ်က္တဲ့ေနရာမွာ အပူခ်ိန္ အေျပာင္းအလဲက သိပ္အေရးမႀကီးေပမဲ့ တစ္ျခား တိက်တဲ့ control လိုအပ္တဲ့ စံနစ္ေတြ၊ Process ေတြမွာ တည္ၿငိမ္ၿပီး အေျပာင္းအလဲ နည္းတဲ့ Control ေတြလိုလာပါတယ္။ အဲဒီမွာ PID Controller ေတြ သုံးလာၾကပါတယ္။

PID ဆိုတာ Proportional, Integral, Derivative ဆိုတဲ့ စာလုံး သုံးလုံးရဲ႕ အတိုေကာက္ပါ။ တစ္ခုစီက တစ္မ်ဳိးစီ အလုပ္လုပ္ပါတယ္။ P တစ္မ်ဳိးထဲသုံးတဲ့ Control, PI ႏွစ္မ်ဳိးသုံးတဲ့ Control, PID သုံးမ်ဳိးလုံး သုံးတဲ့ Control ရယ္လို႔ ရွိပါတယ္။ PD Control ကေတာ့ အရမ္းရွားပါတယ္။

အခု ေစာေစာက မီးဖိုကိုဘဲ PID Control နဲ႔ ေဆာက္ၾကည့္ၿပီး စဥ္းစားၾကည့္ရေအာင္။ ဒီတစ္ခါ Thermostat အစား PID ပါတဲ့ Temperature Controller တစ္ခုနဲ႔ feedback signal အျဖစ္ Temperature Sensor တစ္ခု တပ္ထားပါမယ္။ ဒီလိုဆိုယင္ ၁၆၀ ေက်ာ္မွ ျဖတ္မယ္။ ၁၆၀ ေအာက္မွာ On မယ္ဆိုတဲ့ ႐ိုးစင္းတဲ့ Control မဟုတ္ေတာ့ပါဘူး။ ၁၆၀ နဲ႔ ေဝးေနေသးယင္ ေတာက္ေလွ်ာက္ On ထားမယ္။ ၁၆၀ နဲ႔ နီးလာတာနဲ႔ အမွ် On/Off duty cycle ေတြ တစ္ျဖည္းျဖည္း ေျပာင္း ေပးၿပီး ၁၆၀ ဝန္းက်င္မွာ တည္ၿငိမ္တဲ့ အပူခ်ိန္ကို ထိမ္းထားေပးမွာပါ။

Control System တစ္ခုမွာ လိုခ်င္တဲ့ တန္ဘိုး Set Point (SP) ရွိပါမယ္။ ေနာက္ တစ္ကယ္တိုင္းလို႔ရတဲ့ တန္ဘိုး feedback signal တစ္နည္းအားျဖင့္ Process Variable (PV) ရွိပါမယ္။ အဲဒီ SP နဲ႔ PV ရဲ႕ ကြာဟခ်က္က Error ေပါ့။ တနည္းေျပာရယင္ SP ထဲကေန PV ကို ျပန္နႈတ္ၿပီး Control လုပ္တာမို႔ Negative feedback လို႔ ေခၚပါတယ္။ (ပုံမွာၾကည့္ပါ။) Negative Feedback ရဲ႕သဘာဝအရ Error ကတစ္ျဖည္းျဖည္း နည္းလာၿပီး တည္ၿင္ိမ္မႈ ( stable state) ကို ရေစပါတယ္။ Positive Feedback ဆိုယင္ေတာ့ SP နဲ႔ PV ေပါင္းၿပီး Control လုပ္တဲ့အတြက္ output က တစ္ျဖည္းျဖည္း မ်ားသြားမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ 

အခု Negative Feedback သုံးထားတာဆိုေတာ့ Error တန္ဘိုးေပၚမူတည္ၿပီး Coil ကို ဖြင့္ျခင္းပိတ္ျခင္း နဲ႔ ထိန္းခ်ဳပ္သြားတာမို႔ Error ကတစ္ျဖည္းျဖည္း နည္းသြားၿပီး တည္ၿငိမ္တဲ့ ရလာဒ္ ရေစပါတယ္။ 

 

အခု Control လုပ္ေပးတဲ့ အလယ္ပိုင္းကို P ရယ္၊ I ရယ္၊ D ရယ္ Control သုံးခုခြဲၿပီး ျပန္ေပါင္းထားတယ္လို႔ ျမင္ၾကည့္လိုက္ပါ။ (ပုံၾကည့္ပါ။) အဲဒီမွာ PID  တစ္ခုစီရဲ႕ သက္ေရာက္ပုံေျပာပါမယ္။ ျမင္သာေအာင္ ပစၥဳပၸန္၊ အတိတ္၊ အနာဂါတ္ လို႔မွတ္ထားလိုက္ပါ။ 

~ Proportional က ပစၥဳပၸန္ လက္ရွိ feedback တန္ဘိုးရဲ႕ Error ေပၚမူတည္လို႔ gain နဲ႔ ေျမႇာက္ၿပီး Control လုပ္ပါတယ္။ 

~ Integral ကေတာ့ အတိတ္က အခ်ိန္တစ္ခုအတြင္းျဖစ္ခဲ့တဲ့ ေျပာင္းလဲမႈနႈံးကို တြက္ၿပီး Control လုပ္ပါတယ္။ 

~ Derivative ကေတာ့ အနာဂါတ္ အခ်ိန္တစ္ခုမွာ တည္ၿငိမ္မႈရႏိုင္ေစမယ့္ အေျခအေနကို ခန္႔မွန္း တြက္ထုတ္ၿပီး Control လုပ္ပါတယ္။

ဘာလို႔ သုံးမ်ဳိးသုံထားတာလဲ။ P တစ္မ်ဳိးထဲဆိုယင္ Error တန္ဘိုး တစ္ခုမွာ တစ္ျဖည္းျဖည္း stable ျဖစ္သြားေပမဲ့ offset တန္ဘိုးတစ္ခု ရွိေနဦးမွာပါ။ I ေပါင္းထည့္လိုက္တဲ့အခါ offset ေပ်ာက္သြားၿပီး ပို stable ျဖစ္ေပမဲ့ အခ်ိန္တစ္ခုထိ ေစာင့္ရပါတယ္။ ေနာက္ၿပီး I တန္ဘိုး Range Limit တစ္ခုေက်ာ္သြားယင္ output တန္ဘိုးက ျပန္မက်ေတာ့ဘဲ ဆက္တိုက္တက္ၿပီး ကေမာက္ကမျဖစ္တာမ်ဳိး ရွိပါတယ္။ ေနာက္ဆုံုး D ပါထပ္ထည့္လိုက္ေတာ့ အဲဒီျပႆနာကို ေက်ာ္လႊားႏိုင္သလို Response time လည္း ပိုျမန္လာပါတယ္။

အေျခခံျဖစ္တဲ့ ဒီတစ္ပိုင္းကို ေသခ်ာဖတ္ထားပါဦး။ မတူတဲ့ Control Algorithm ေတြနဲ႔ Tuning အပိုင္း ေနာက္ထပ္ ေရးေပးပါဦးမယ္။

 

[Unicode]

PID Control အကြောင်းပြောယင် Theory တွေပါလာပါလိမ့်မယ်။ အတတ်နိုင်ဆုံး  လွယ်အောင် ရေးကြည့်ပါမယ်။ ဖြည်းဖြည်းဖတ်ပြီး နားလည်အောင် ကြိုးစားကြည့်ကြပါ။

အစဆုံး Close Loop Control စံနစ်ဆိုတာက စပြီး ပြောပြပါမယ်။ ထူးထူးခြားခြားတော့ မဟုတ်ပါဘူး Feedback signal တစ်ခု ပြန်ပေးတယ်ဆို Close Loop ၊ ပြန်မပေးယင် Open Loop လို့ မှတ်ထားလိုက်ပေါ့။ ဥပမာ တစ်ခု ပြောပါမယ်။ ဟင်းချက်တဲ့ Hot Plate တွေကို ကြည့်လိုက်ပါ။ ဘာ Control မှ မပါဘဲ ခလုတ်တစ်ခု ဖွင့်ယင်အပူပေးတဲ့ coil မှာ မီးလာမယ်။ အပူချိန် နည်းတာများတာ ဘာမှ မဆိုင်တော့ဘူး။ အဲဒါမျိုးကို Open Loop ခေါ်ပါတယ်။ နောက် မီးဖိုတစ်မျိုးကတော့ အပူချိန် Set လုပ်လို့ရတယ်။ ၁၆၀  ံC ကို Set ထားယင် Thermostat က အပူချိန်ကို sense လုပ်နေပါတယ်။ တစ်နည်းအားဖြင့် feedback ယူတာပေါ့။ ၁၆၀  ံC ရောက်တာနဲ့ Circuit ကို open လုပ်ပေးလိုက်လို့  Coil မှာ မီးမလာတော့ဘူး။ ၁၆၀  ံC ထက် ကျသွားယင် ပြန်ပြီး Coil ကို လျှပ်စစ်စီးစေပါမယ်။ ဒါ Close loop ဥပမာတစ်ခုပါ။
ဒီနေရာမှာ Thermostat တစ်ခုထဲက feedback ရော Control ရော အလုပ်လုပ်သွားပါတယ်။ Control မှာလည်း အရိုးစင်းဆုံး Control ဆိုတော့ တစ်ကယ်တမ်း တိုင်းထားကြည့်မယ်ဆိုယင် အပူချိန်က အတက်အကျ ဖြစ်နေမှာပါ။ ၁၆၀  ံ ကျော်လို့ Coil ကို ဖြတ်လိုက်ပေမဲ့ အပူချိန်ဆက်တက်နေပါဦးမယ်။ နောက် နည်းနည်းကြာမှ ပြန်ကျမှာပါ။ ၁၆၀  ံ အောက်ရောက်လို့ Coil ပြန် On ပြီးလည်း အပူချက်ချင်း ပြန်မတက်ဘဲ ဆက်ကျနေပါမယ်။ ပြီးမှ ဖြည်းဖြည်းချင်း ပြန်တက်မှာပါ။ ထမင်းဟင်း ချက်တဲ့နေရာမှာ အပူချိန် အပြောင်းအလဲက သိပ်အရေးမကြီးပေမဲ့ တစ်ခြား တိကျတဲ့ control လိုအပ်တဲ့ စံနစ်တွေ၊ Process တွေမှာ တည်ငြိမ်ပြီး အပြောင်းအလဲ နည်းတဲ့ Control တွေလိုလာပါတယ်။ အဲဒီမှာ PID Controller တွေ သုံးလာကြပါတယ်။

PID ဆိုတာ Proportional, Integral, Derivative ဆိုတဲ့ စာလုံး သုံးလုံးရဲ့ အတိုကောက်ပါ။ တစ်ခုစီက တစ်မျိုးစီ အလုပ်လုပ်ပါတယ်။ P တစ်မျိုးထဲသုံးတဲ့ Control, PI နှစ်မျိုးသုံးတဲ့ Control, PID သုံးမျိုးလုံး သုံးတဲ့ Control ရယ်လို့ ရှိပါတယ်။ PD Control ကတော့ အရမ်းရှားပါတယ်။
အခု စောစောက မီးဖိုကိုဘဲ PID Control နဲ့ ဆောက်ကြည့်ပြီး စဉ်းစားကြည့်ရအောင်။ ဒီတစ်ခါ Thermostat အစား PID ပါတဲ့ Temperature Controller တစ်ခုနဲ့ feedback signal အဖြစ် Temperature Sensor တစ်ခု တပ်ထားပါမယ်။ ဒီလိုဆိုယင် ၁၆၀ ကျော်မှ ဖြတ်မယ်။ ၁၆၀ အောက်မှာ On မယ်ဆိုတဲ့ ရိုးစင်းတဲ့ Control မဟုတ်တော့ပါဘူး။ ၁၆၀ နဲ့ ဝေးနေသေးယင် တောက်လျှောက် On ထားမယ်။ ၁၆၀ နဲ့ နီးလာတာနဲ့ အမျှ On/Off duty cycle တွေ တစ်ဖြည်းဖြည်း ပြောင်း ပေးပြီး ၁၆၀ ဝန်းကျင်မှာ တည်ငြိမ်တဲ့ အပူချိန်ကို ထိမ်းထားပေးမှာပါ။

Control System တစ်ခုမှာ လိုချင်တဲ့ တန်ဘိုး Set Point (SP) ရှိပါမယ်။ နောက် တစ်ကယ်တိုင်းလို့ရတဲ့ တန်ဘိုး feedback signal တစ်နည်းအားဖြင့် Process Variable (PV) ရှိပါမယ်။ အဲဒီ SP နဲ့ PV ရဲ့ ကွာဟချက်က Error ပေါ့။ တနည်းပြောရယင် SP ထဲကနေ PV ကို ပြန်နှုတ်ပြီး Control လုပ်တာမို့ Negative feedback လို့ ခေါ်ပါတယ်။ (ပုံမှာကြည့်ပါ။) Negative Feedback ရဲ့သဘာဝအရ Error ကတစ်ဖြည်းဖြည်း နည်းလာပြီး တည်ြငိမ်မှု ( stable state) ကို ရစေပါတယ်။ Positive Feedback ဆိုယင်တော့ SP နဲ့ PV ပေါင်းပြီး Control လုပ်တဲ့အတွက် output က တစ်ဖြည်းဖြည်း များသွားမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
အခု Negative Feedback သုံးထားတာဆိုတော့ Error တန်ဘိုးပေါ်မူတည်ပြီး Coil ကို ဖွင့်ခြင်းပိတ်ခြင်း နဲ့ ထိန်းချုပ်သွားတာမို့ Error ကတစ်ဖြည်းဖြည်း နည်းသွားပြီး တည်ငြိမ်တဲ့ ရလာဒ် ရစေပါတယ်။

အခု Control လုပ်ပေးတဲ့ အလယ်ပိုင်းကို P ရယ်၊ I ရယ်၊ D ရယ် Control သုံးခုခွဲပြီး ပြန်ပေါင်းထားတယ်လို့ မြင်ကြည့်လိုက်ပါ။ (ပုံကြည့်ပါ။) အဲဒီမှာ PID  တစ်ခုစီရဲ့ သက်ရောက်ပုံပြောပါမယ်။ မြင်သာအောင် ပစ္စုပ္ပန်၊ အတိတ်၊ အနာဂါတ် လို့မှတ်ထားလိုက်ပါ။
~ Proportional က ပစ္စုပ္ပန် လက်ရှိ feedback တန်ဘိုးရဲ့ Error ပေါ်မူတည်လို့ gain နဲ့ မြှောက်ပြီး Control လုပ်ပါတယ်။
~ Integral ကတော့ အတိတ်က အချိန်တစ်ခုအတွင်းဖြစ်ခဲ့တဲ့ ပြောင်းလဲမှုနှုံးကို တွက်ပြီး Control လုပ်ပါတယ်။
~ Derivative ကတော့ အနာဂါတ် အချိန်တစ်ခုမှာ တည်ငြိမ်မှုရနိုင်စေမယ့် အခြေအနေကို ခန့်မှန်း တွက်ထုတ်ပြီး Control လုပ်ပါတယ်။

ဘာလို့ သုံးမျိုးသုံထားတာလဲ။ P တစ်မျိုးထဲဆိုယင် Error တန်ဘိုး တစ်ခုမှာ တစ်ဖြည်းဖြည်း stable ဖြစ်သွားပေမဲ့ offset တန်ဘိုးတစ်ခု ရှိနေဦးမှာပါ။ I ပေါင်းထည့်လိုက်တဲ့အခါ offset ပျောက်သွားပြီး ပို stable ဖြစ်ပေမဲ့ အချိန်တစ်ခုထိ စောင့်ရပါတယ်။ နောက်ပြီး I တန်ဘိုး Range Limit တစ်ခုကျော်သွားယင် output တန်ဘိုးက ပြန်မကျတော့ဘဲ ဆက်တိုက်တက်ပြီး ကမောက်ကမဖြစ်တာမျိုး ရှိပါတယ်။ နောက်ဆုံး D ပါထပ်ထည့်လိုက်တော့ အဲဒီပြဿနာကို ကျော်လွှားနိုင်သလို Response time လည်း ပိုမြန်လာပါတယ်။

အခြေခံဖြစ်တဲ့ ဒီတစ်ပိုင်းကို သေချာဖတ်ထားပါဦး။ မတူတဲ့ Control Algorithm တွေနဲ့ Tuning အပိုင်း နောက်ထပ် ရေးပေးပါဦးမယ်။

Sensors and Transducers (4) - Speed Transducers

Speed ကိုတိုင္းတဲ့အခါမွာ အေျခခံကေတာ့ အပတ္ေရ (Revolution per minute -RPM) ကို တိုင္းေလ့ရွိပါတယ္။ အပတ္ေရကေနတစ္ဆင့္ တြက္ထုတ္ၿပီးမွ ေရြ႕လ်ားႏိုင္တဲ့ ယဥ္ေတြဆိုယင္ Km/hr တို႔ Mile/hr တို႔ ျပန္ေျပာင္းထုတ္ေပးမွာပါ။ အပတ္ေရ တိုင္းတဲ့ နည္းအမ်ဳိးမ်ိဳးရွိပါတယ္။ အသုံးမ်ားတဲ့ speed transducer ေတြကို  ေအာက္မွာ ခြဲျပထားပါတယ္။ ေရွ႕က Proximity Sensor ေတြအေၾကာင္း ေသခ်ာဖတ္ခဲ့မယ္ဆိုယင္ ဒီမွာ ျပန္သုံးထားတာ ေတြ႕ရပါလိမ့္မယ္။ 

(က) Optical Encoder

တိုင္းခ်င္တဲ့ အင္ဂ်င္နဲ႔ ဆက္ထားတဲ့ ဘီးတစ္ခုခုမွာ အေပါက္ ဒါမွမဟုတ္ ၾကားေလးေတြပါယင္ အလင္းသုံးတဲ့ Proximity Sensor တစ္မ်ဳိးမ်ဳိး ( Through Beam / Retro-reflective) သုံးၿပီး တိုင္းပါတယ္။ On/Off signal ေတြ ဆက္တိုက္ထြက္ေနတာကို pulse counter နဲ႔ ဖတ္ယူတဲ့ နည္းပါ။ နမူနာၾကည့္ခ်င္ယင္ Ball Type Computer mouse အေဟာင္းေတြကို ဖြင့္ၾကည့္ယင္ ေတြ႕ရပါလိမ့္မယ္။ ဖတ္လို႔ရတဲ့ Pulse အေရအတြက္ကို RPM ျပန္ေျပာင္းၿပီး Analog signal ထုတ္ေပးမွာပါ။ 

Portable techometer တစ္ခ်ဳိ႕မွာလည္း ဒီနည္း နဲ႔သုံးတာရွိပါတယ္။ လည္ေနတဲ့ Shaft ဒါမွမဟုတ္ wheel ကို reflector sticker ေလးတစ္ခု ကပ္ထားၿပီး retro-reflective နည္းနဲ႔ တိုင္းပါတယ္။ ဒီမွာေတာ့ တစ္ပတ္မွာ pulse တစ္ႀကိမ္ဘဲ ထြက္မွာဆိုေတာ့ pulse အေရအတြက္ဟာ RPM ပါဘဲ။

(ခ) Magnetic Pickup

Fly wheel ဒါမွမဟုတ္ လည္ေနတဲ့ ေခြးသြားစိတ္ အနားမွာ Inductive Proximity Sensor (Magnetic Pickup) ထားၿပီး သတၱဳပစၥည္း ရွိတာနဲ႔ မရွိတာကို On/ Off pulse ေတြကေန တိုင္းယူပါတယ္။ Pulse အေရအတြက္ကို တစ္ပတ္မွာရွိတဲ့ ေခြးသြားစိတ္ အေရအတြက္နဲ႔ စားလိုက္ယင္ အပတ္ေရ ရမွာပါ။ အဲဒီကေန တြက္ထုတ္ၿပီး RPM တန္ဘိုး analog signal ထုတ္ေပးပါတယ္။ မ်ားေသာအားျဖင့္ Engine rpm တိုင္းတဲ့ ေနရာေတြမွာ သုံးပါတယ္။

Sensor ေကာင္းမေကာင္း သိခ်င္ယင္ေတာ့ စက္လည္ေနတုန္းမွာ Signal နဲ႔ (-) ၾကားထဲမွာ AC frequency တိုင္းၾကည့္ယင္ Hz တန္ဘိုးတစ္ခုထြက္ရပါမယ္။ Engine speed အတင္အခ်လုပ္ၾကည့္လို႔ frequency တန္ဘိုး ေျပာင္းယင္ Sensor ေကာင္းပါတယ္။

(ဂ) Tachometer/ Tachogenerator

Tachometer (သို႔) Tachogenerator ကို gear နဲ႔ခ်ိတ္ၿပီး စက္လည္တဲ့အခါ လိုက္လည္ေစပါတယ္။ Tachometer မွာ AC နဲ႔ DC ႏွစ္မ်ဳိးရွိပါတယ္။ 

- AC အမ်ဳိးအစား ရဲ႕ output signal က frequency  ျဖစ္ၿပီး လည္တဲ့ အပတ္ေရ အနည္းအမ်ားအလိုက္ frequency အနည္း အမ်ား ေျပာင္းပါတယ္။ 

- DC အမ်ဳိးအစားမွာေတာ့ output signal က Voltage ပါ။ လည္တဲ့ အပတ္ေရ အနည္းအမ်ားေပၚ မူတည္ၿပီး voltage ေျပာင္းပါတယ္။

တစ္ခ်ဳိ႕ ေမာ္တာေတြမွာ build-in tachogenerator ထည့္ထားၿပီး ေမာ္တာ အပတ္ေရကို feedback ျပန္ေပးတာမ်ဳိးလည္း ရွိပါတယ္။ 

(ဃ) Radar Doppler 

ဒီဟာကေတာ့ အပတ္ေရ (RPM) ကို တိုင္းတာ မဟုတ္ပါဘူး။ အလ်ားလိုက္ ေရြ႕လ်ားမႈ (linear motion) ကိုတိုင္းပါတယ္။ Radar signal ထုတ္ၿပီး echo signal ကို ျပန္ဖမ္းပါတယ္။ အရာဝတၳဳတစ္ခုရဲ႕ မူလတည္ေနရာနဲ႔ ေနာက္တစ္ခါ ေတြ႕ရတဲ့ ေနရာ ကြာျခားခ်က္ေပၚမူတည္ၿပီး speed ကို တြက္ထုတ္ေပးတာပါ။ လမ္းျပပုလိပ္ေတြ ကိုင္တဲ့ ကား overspeed ဖမ္းတဲ့ ပစၥည္းေတြ၊ speed camera ေတြက ဒီအမ်ဳိးအစားပါ။

ေနာက္ပိုင္း တိုးတက္လာတဲ့ ယာဥ္အျမန္နႈံး တိုင္းတဲ့ စံနစ္မွာေတာ့ image processing နဲ႔ Computer သုံးၿပီး တိုင္းတာေတြ ရွိပါတယ္။

(င) Electromagnetic Speed Log

ဒီနည္းကိုေတာ့ သေဘၤာေတြမွာ သုံးေလ့ရွိပါတယ္။ Sensor ထိပ္မွာ Electromagnetic field တစ္ခု ထုတ္လႊင့္ထားၿပီး အဲဒီ field ထဲမွာ conductor တစ္ခု (ဒီမွာေတာ့ ေရ ေပါ့) ျဖတ္သြားယင္ induced voltage တစ္ခု ထြက္ပါတယ္။ ျဖတ္သြားတဲ့ ေရရဲ႕ အျမန္နႈံးေပၚမူတည္ၿပီး voltage ေျပာင္းလဲသြားတာကို အေျခခံၿပီး တိုင္းပါတယ္။ ဒါလည္း linear motion ကိုတိုင္းတာပါဘဲ။

အခုေျပာခဲ့တဲ့ speed transducer ေတြက analog signal အေနနဲ႔ တန္ဘိုး တစ္ခု ထုတ္ေပးေနပါတယ္။ အဲဒါကိုမွ speed relay ဒါမွမဟုတ္ controller သုံးၿပီး သတ္မွတ္ထားတဲ့ speed မွာ Digital signal output ထုတ္ေပးပါတယ္။ Engine run signal တို႔ overspeed signal တို႔ကို အဲဒီက ထုတ္ေပးပါတယ္။

ဒီေလာက္ဆိုယင္ Speed Sensor အေၾကာင္း အၾကမ္းဖ်င္း ရေလာက္ပါၿပီ။

[Unicode]

Speed ကိုတိုင်းတဲ့အခါမှာ အခြေခံကတော့ အပတ်ရေ (Revolution per minute -RPM) ကို တိုင်းလေ့ရှိပါတယ်။ အပတ်ရေကနေတစ်ဆင့် တွက်ထုတ်ပြီးမှ ရွေ့လျားနိုင်တဲ့ ယဉ်တွေဆိုယင် Km/hr တို့ Mile/hr တို့ ပြန်ပြောင်းထုတ်ပေးမှာပါ။ အပတ်ရေ တိုင်းတဲ့ နည်းအမျိုးမျိုးရှိပါတယ်။ အသုံးများတဲ့ speed transducer တွေကို  အောက်မှာ ခွဲပြထားပါတယ်။ ရှေ့က Proximity Sensor တွေအကြောင်း သေချာဖတ်ခဲ့မယ်ဆိုယင် ဒီမှာ ပြန်သုံးထားတာ တွေ့ရပါလိမ့်မယ်။ 

(က) Optical Encoder

တိုင်းချင်တဲ့ အင်ဂျင်နဲ့ ဆက်ထားတဲ့ ဘီးတစ်ခုခုမှာ အပေါက် ဒါမှမဟုတ် ကြားလေးတွေပါယင် အလင်းသုံးတဲ့ Proximity Sensor တစ်မျိုးမျိုး ( Through Beam / Retro-reflective) သုံးပြီး တိုင်းပါတယ်။ On/Off signal တွေ ဆက်တိုက်ထွက်နေတာကို pulse counter နဲ့ ဖတ်ယူတဲ့ နည်းပါ။ နမူနာကြည့်ချင်ယင် Ball Type Computer mouse အဟောင်းတွေကို ဖွင့်ကြည့်ယင် တွေ့ရပါလိမ့်မယ်။ ဖတ်လို့ရတဲ့ Pulse အရေအတွက်ကို RPM ပြန်ပြောင်းပြီး Analog signal ထုတ်ပေးမှာပါ။ 

Portable techometer တစ်ချို့မှာလည်း ဒီနည်း နဲ့သုံးတာရှိပါတယ်။ လည်နေတဲ့ Shaft ဒါမှမဟုတ် wheel ကို reflector sticker လေးတစ်ခု ကပ်ထားပြီး retro-reflective နည်းနဲ့ တိုင်းပါတယ်။ ဒီမှာတော့ တစ်ပတ်မှာ pulse တစ်ကြိမ်ဘဲ ထွက်မှာဆိုတော့ pulse အရေအတွက်ဟာ RPM ပါဘဲ။

(ခ) Magnetic Pickup

Fly wheel ဒါမှမဟုတ် လည်နေတဲ့ ခွေးသွားစိတ် အနားမှာ Inductive Proximity Sensor (Magnetic Pickup) ထားပြီး သတ္တုပစ္စည်း ရှိတာနဲ့ မရှိတာကို On/ Off pulse တွေကနေ တိုင်းယူပါတယ်။ Pulse အရေအတွက်ကို တစ်ပတ်မှာရှိတဲ့ ခွေးသွားစိတ် အရေအတွက်နဲ့ စားလိုက်ယင် အပတ်ရေ ရမှာပါ။ အဲဒီကနေ တွက်ထုတ်ပြီး RPM တန်ဘိုး analog signal ထုတ်ပေးပါတယ်။ များသောအားဖြင့် Engine rpm တိုင်းတဲ့ နေရာတွေမှာ သုံးပါတယ်။

Sensor ကောင်းမကောင်း သိချင်ယင်တော့ စက်လည်နေတုန်းမှာ Signal နဲ့ (-) ကြားထဲမှာ AC frequency တိုင်းကြည့်ယင် Hz တန်ဘိုးတစ်ခုထွက်ရပါမယ်။ Engine speed အတင်အချလုပ်ကြည့်လို့ frequency တန်ဘိုး ပြောင်းယင် Sensor ကောင်းပါတယ်။

(ဂ) Tachometer/ Tachogenerator

Tachometer (သို့) Tachogenerator ကို gear နဲ့ချိတ်ပြီး စက်လည်တဲ့အခါ လိုက်လည်စေပါတယ်။ Tachometer မှာ AC နဲ့ DC နှစ်မျိုးရှိပါတယ်။ 

- AC အမျိုးအစား ရဲ့ output signal က frequency  ဖြစ်ပြီး လည်တဲ့ အပတ်ရေ အနည်းအများအလိုက် frequency အနည်း အများ ပြောင်းပါတယ်။ 

- DC အမျိုးအစားမှာတော့ output signal က Voltage ပါ။ လည်တဲ့ အပတ်ရေ အနည်းအများပေါ် မူတည်ပြီး voltage ပြောင်းပါတယ်။

တစ်ချို့ မော်တာတွေမှာ build-in tachogenerator ထည့်ထားပြီး မော်တာ အပတ်ရေကို feedback ပြန်ပေးတာမျိုးလည်း ရှိပါတယ်။ 

(ဃ) Radar Doppler 

ဒီဟာကတော့ အပတ်ရေ (RPM) ကို တိုင်းတာ မဟုတ်ပါဘူး။ အလျားလိုက် ရွေ့လျားမှု (linear motion) ကိုတိုင်းပါတယ်။ Radar signal ထုတ်ပြီး echo signal ကို ပြန်ဖမ်းပါတယ်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခုရဲ့ မူလတည်နေရာနဲ့ နောက်တစ်ခါ တွေ့ရတဲ့ နေရာ ကွာခြားချက်ပေါ်မူတည်ပြီး speed ကို တွက်ထုတ်ပေးတာပါ။ လမ်းပြပုလိပ်တွေ ကိုင်တဲ့ ကား overspeed ဖမ်းတဲ့ ပစ္စည်းတွေ၊ speed camera တွေက ဒီအမျိုးအစားပါ။

နောက်ပိုင်း တိုးတက်လာတဲ့ ယာဉ်အမြန်နှုံး တိုင်းတဲ့ စံနစ်မှာတော့ image processing နဲ့ Computer သုံးပြီး တိုင်းတာတွေ ရှိပါတယ်။

(င) Electromagnetic Speed Log

ဒီနည်းကိုတော့ သင်္ဘောတွေမှာ သုံးလေ့ရှိပါတယ်။ Sensor ထိပ်မှာ Electromagnetic field တစ်ခု ထုတ်လွှင့်ထားပြီး အဲဒီ field ထဲမှာ conductor တစ်ခု (ဒီမှာတော့ ရေ ပေါ့) ဖြတ်သွားယင် induced voltage တစ်ခု ထွက်ပါတယ်။ ဖြတ်သွားတဲ့ ရေရဲ့ အမြန်နှုံးပေါ်မူတည်ပြီး voltage ပြောင်းလဲသွားတာကို အခြေခံပြီး တိုင်းပါတယ်။ ဒါလည်း linear motion ကိုတိုင်းတာပါဘဲ။

အခုပြောခဲ့တဲ့ speed transducer တွေက analog signal အနေနဲ့ တန်ဘိုး တစ်ခု ထုတ်ပေးနေပါတယ်။ အဲဒါကိုမှ speed relay ဒါမှမဟုတ် controller သုံးပြီး သတ်မှတ်ထားတဲ့ speed မှာ Digital signal output ထုတ်ပေးပါတယ်။ Engine run signal တို့ overspeed signal တို့ကို အဲဒီက ထုတ်ပေးပါတယ်။

ဒီလောက်ဆိုယင် Speed Sensor အကြောင်း အကြမ်းဖျင်း ရလောက်ပါပြီ။

Miscellaneous Equipments (1) - Sea Water Pump Star-Delta Problem

[Zawgyi]

DP သေဘၤာတစ္စီး Dock ဝင္ေတာ့ Commissioning သြားလုပ္ေပးခဲ့ရပါတယ္။ ထုံးစံအတိုင္း Super ရဲ႕ စာရင္းထဲကအတိုင္း တစ္ခုၿပီးတစ္ခု လိုက္စစ္ၾကတာေပါ့။ ျပႆနာ မရွိသမွ် ေအးေဆးပါ။ လုပ္လို႔ရသေလာက္ လိုက္စစ္ၾကတာေပါ့။ တစ္ျခားဟာေတြေတာ့ မေျပာေတာ့ပါဘူး။ Star-Delta Starter ရဲ႕ မ႐ိုးႏိုင္တဲ့ ဇာတ္လမ္း ႐ိုး႐ိုးေလးကို ေျပာျပပါဦးမယ္။

Sea Water Pump ကို စမ္းၾကမယ္ေျပာေတာ့ ေရွ႕က Megger test လုပ္ၿပီးသား၊ Power ကလည္း Starter အထိေရာက္ၿပီးသား၊ (termination) ႀကိဳးကလည္းဆက္ၿပီးသားဆိုေတာ့ တစ္ကယ္ ေမာ္တာလွည့္ၿပီး စမ္းဖို႔ က်န္ပါေတာ့တယ္။
စကားမစပ္ ဒီ Pump ႏွစ္လုံးက ႀကိဳးအသစ္ ဆြဲထားတာပါ။ Pump ကေတာ့ အယင္ သုံးလက္စပါဘဲ။ Starter က ECR ထဲက MSB Panel ေပၚမွာပါ။ Pump ႏွစ္လုံးက Starboard ME ရဲ႕ ေဘးဘက္မွာ Pump 1 နဲ႔ Pump 2 ဆိုၿပီး ႏွစ္လုံး ေရွ႕ေနာက္ ရွိပါတယ္။ ႀကိဳးအသစ္က MSB ေနာက္က terminal နဲ႔ Pump ၾကားမွာ ဆြဲထားတာပါ။
ဒါနဲ႔ အစဆုံး  valve ေတြ အဖြင့္အပိတ္ စစ္ခိုင္းၿပီး စလည္ဖို႔ လုပ္ပါတယ္။ Walkie Talkie နဲ႔ တစ္ေယာက္က starter မွာေန တစ္ေယာက္က Pump နားမွာ ေနပါတယ္။ Start တစ္ခ်က္နွိပ္ၿပီး ခ်က္ခ်င္း stop လုပ္၊ လည္တဲ့ direction ၾကည့္ပါတယ္။ မွန္ေနပါတယ္။ ဒါနဲ႔ အဆင္ေျပတယ္ဆိုၿပီး စလိုက္ပါတယ္။ Star စလည္ၿပီး Timer က 10 sec ေလာက္ timer ျပည့္ေတာ့ Delta ေျပာင္းပါတယ္။ အဲဒီမွာ Pump ထဲက ဆူဆူညံညံ အသံေတြၾကားရပါတယ္။ Current ျပတဲ့ dial ခြက္မွာ ျမားတံ(pointer) က ထိုးတက္သြားပါတယ္။ ဒါနဲ႔ ခ်က္ခ်င္း ရပ္လိုက္ပါတယ္။
အမွန္ကေတာ့ Commissioning လုပ္တယ္ ဆိုေပမဲ့ ေရွ႕က ႀကိဳးလဲၿပီး termination လုပ္သြားတဲ့သူေတြကလည္း ကိုယ့္ အဖြဲ႕ထဲက လုပ္သြားတာဆိုေတာ့ ကူၿပီး ေျဖရွင္းေပးရမွာပါဘဲ။
စဥ္းစားၾကည့္ေတာ့ Star လည္တဲ့အခ်ိန္မွာ ေခ်ာေခ်ာေမြ႕ေမြ႕နဲ႔ direction မွန္မွန္လည္ေနတယ္။ Delta ေျပာင္းလိုက္မွျဖစ္တယ္ဆိုေတာ့ mechanical jam ျဖစ္တာ တစ္ခုခု ညိတာျဖစ္ႏိုင္ေခ် နည္းသြားပါၿပီ။ Delta မွာ direction မွားေနတာမ်ားလား သံသယ ျဖစ္မိပါတယ္။ ဒီေတာ့ တစ္ေယာက္ကို pump ေနရာမွာ rotation direction ေစာင့္ၾကည့္ခိုင္းထားပါတယ္။ ကၽြန္ေတာ္က starter panel မွာ သြားၿပီး main MC နဲ႔ delta MC ႏွစ္ခု တစ္ၿပိဳင္နက္ထဲ screw driver နဲ႔ တစ္ခ်က္ေလး ေထာက္ေပးလိုက္ပါတယ္။ လွမ္းေမးၾကည့္ေတာ့ pump က တစ္ခ်က္လည္သြားတယ္။ ဒါေပမဲ့ direction က ေျပာင္းျပန္လည္တယ္တဲ့။ Star အရွိန္နဲ႔လည္ေနခ်ိန္ ႐ုတ္တရက္ ေျပာင္းျပန္လည္ခိုင္းေတာ့ inertia နဲ႔ Magnetic force ရန္ျဖစ္ၾကၿပီး ျပႆနာတက္တဲ့ သေဘာပါ။
ဒီေတာ့ Delta MC ကထြက္တဲ့ ႀကိဳးႏွစ္ေခ်ာင္းျဖစ္တဲ့ V2 နဲ႔ W2 ကို terminal မွာေျပာင္းျပန္ေရႊ႕ ဆက္ခိုင္းလိုက္ပါတယ္။ ျပန္စမ္းေတာ့ Direction မွန္သြားပါၿပီ။ Pump မွာလည္း ေခ်ာေခ်ာေမြ႕ေမြ႕နဲ႔ အသံမဆူဘဲ လည္ပါတယ္။ Current ကလည္း ပုံမွန္ေလာက္ဘဲ တက္ပါေတာ့တယ္။ အဆင္ေျပသြားၿပီေပါ့။

ေနာက္ Pump 2 ကို စမ္းၾကည့္ေတာ့လည္း ျပႆနာ ထပ္တက္ပါတယ္။ ဒီတစ္ခါက်ေတာ့ Star မွာ ေခ်ာေခ်ာေမြ႕ေမြ႕ လည္ၿပီး Delta မွာ လုံးဝ ရပ္သြားပါတယ္။ MC နဲ႔ သူ႔ contact ေတြစစ္ၾကည့္ေတာ့ ေကာင္းပါတယ္။ ႀကိဳးမွား ဆက္တာလို႔ဘဲ ထင္ပါတယ္။ ဒါနဲ႔  switchboard terminal မွာ U1-U2, V1-V2, W1-W2 တစ္စုံစီ တိုင္းၾကည့္ပါတယ္။ ၃ စုံလုံမွာ Winding resistance ေတြ ျပပါတယ္။ အတူတူပါဘဲ။ ဒါဆိုယင္ေတာ့ delta ေျပာင္းယင္ တစ္ဘက္ဘက္ကို လည္ရမွာပါ။ မလည္ဘူးဆိုေတာ့ တစ္ခုခု မွားေနၿပီ။ ဒါနဲ႔ Pump ဘက္ အထြက္ ႀကိဳး ၆ ေခ်ာင္းလုံး ျဖဳတ္လိုက္ပါတယ္။ ၿပီးေတာ့ starter ကေန စလိုက္ပါတယ္။ Delta ေျပာင္းၿပီး သြားေတာ့ Terminal မွာ voltage တိုင္းၾကည့္ပါတယ္။
U1-V1, V1-W1, W1-U1 သုံးစုံလုံး 400V ရွိပါတယ္။ Main MC အထြက္ voltage ရွိတယ္ေပါ့။
U2-V2, V2-W2, W2-U2 သုံးစုံလုံး 400V ရွိပါတယ္။ Delta MC အထြက္လည္း voltage ရွိတယ္ဆိုေတာ့ MC ေတြကို သံသယ မရွိေတာ့ပါဘူး။
U1-U2, V1-V2, W1-W2 သုံးစုံလုံး 0V ျဖစ္ေနပါတယ္။
ေသပါေတာ့။ ကိုယ္က အသစ္လဲတဲ့ ႀကိဳးနဲ႔ ေမာ္တာ Connection ကို အာ႐ုံစိုက္ေနတာ။ ျဖစ္ခ်င္ေတာ့ starter ဘက္က မွားေနတယ္။ Delta MC အထြက္ကို Main နဲ႔ phase မေျပာင္းဘဲ အၿပိဳင္ဆက္ထားတာကိုး။ ဒါနဲ႔ U2, V2, W2 အဝင္ႀကိဳး ၃ ေခ်ာင္းကို ေရႊ႕ၿပီးဆက္လိုက္ပါတယ္။ ေသခ်ာေအာင္ ေမာ္တာႀကိဳးမဆက္ခင္ starter ျပန္စ၊ Delta ေျပာင္းၿပီးတဲ့အခ်ိန္ terminal မွာ ျပန္တိုင္းၾကည့္ပါတယ္။
U1-U2, V1-V2, W1-W2 သုံးစုံလုံး 400V ျပေနပါၿပီ။ ဒါဆိုယင္ေတာ့ Delta အဆင့္မွာ မရပ္ေတာ့မွာ ေသခ်ာသြားပါၿပီ။ ဒါေပမဲ့ အယင္တစ္လုံးလို ေျပာင္းျပန္လည္ႏိုင္တဲ့ risk ေတာ့ရွိပါေသးတယ္။
ေမာ္တာႀကိဳးေတြျပန္တပ္ၿပီး ျပန္စမ္းၾကည့္ေတာ့ အဆင္ေျပသြားပါၿပီ။ လည္တဲ့ direction လည္းမွန္ပါတယ္။ Current လည္း ပုံမွန္ျပပါတယ္။ Star-delta starter နဲ႔ ၾကဳံခဲ့ဖူးတဲ့ ျပႆနာေလးကို သတိထားမိႏိုင္ေအာင္ ျပန္ေျပာျပလိုက္တာပါ။

ၾကဳံုလို႔ ညီေလးတစ္ေယာက္ ေမးဖူးတဲ့ ေမးခြန္းေလးတစ္ခု ျပန္ေျပာျပပါဦးမယ္။ Star ကေန Delta အေျပာင္း timer ကို ဘယ္ေလာက္ ထားရမလဲ တဲ့။
ေမာ္တာ၊ pump ေတြ တစ္ခုနဲ႔ တစ္ခု load မတူတဲ့ အတြက္ setting မတူႏိုင္ပါဘူး။ အမ်ားစုကေတာ့ 10 - 15 စကၠန္႔ေလာက္မွာ ရွိပါတယ္။ Timer အခ်ိန္ set လုပ္ခ်င္ယင္ current ကို ျပတဲ့ Ameter Starter မွာ ရွိယင္ရွိ၊ မရွိယင္ clamp meter နဲ႔ current တိုင္းဖို႔ ျပင္ထားရပါမယ္။ Timer ကို ၂၀ စကၠန္႔ေလာက္ ၾကာၾကာထားပါ။ တစ္ကယ္သုံးမယ့္ load အတိုင္း ေမာ္တာကို စလည္ၿပီး Star အခ်ိန္မွာ current ကို ေစာင့္ၾကည့္ပါ။ စတဲ့ အခ်ိန္ကိုလည္းမွတ္ထားပါ။ စလည္တဲ့အခ်ိန္ inrush current လို႔ ေခၚတဲ့ transient current ေၾကာင့္ စစခ်င္း တက္သြားၿပီး ေမာ္တာ လည္တဲ့ အရွိန္ရသြားေတာ့ current က ၿငိမ္သြားပါလိမ့္မယ္။ စတဲ့အခ်ိန္ နဲ႔ current ၿငိမ္သြားတာနဲ႔ ၾကား ၾကာတဲ့အခ်ိန္ကို timer မွာ set လုပ္ရပါတယ္။


[Unicode]

DP သင်္ဘောတစ်စီး Dock ဝင်တော့ Commissioning သွားလုပ်ပေးခဲ့ရပါတယ်။ ထုံးစံအတိုင်း Super ရဲ့ စာရင်းထဲကအတိုင်း တစ်ခုပြီးတစ်ခု လိုက်စစ်ကြတာပေါ့။ ပြဿနာ မရှိသမျှ အေးဆေးပါ။ လုပ်လို့ရသလောက် လိုက်စစ်ကြတာပေါ့။ တစ်ခြားဟာတွေတော့ မပြောတော့ပါဘူး။ Star-Delta Starter ရဲ့ မရိုးနိုင်တဲ့ ဇာတ်လမ်း ရိုးရိုးလေးကို ပြောပြပါဦးမယ်။

Sea Water Pump ကို စမ်းကြမယ်ပြောတော့ ရှေ့က Megger test လုပ်ပြီးသား၊ Power ကလည်း Starter အထိရောက်ပြီးသား၊ (termination) ကြိုးကလည်းဆက်ပြီးသားဆိုတော့ တစ်ကယ် မော်တာလှည့်ပြီး စမ်းဖို့ ကျန်ပါတော့တယ်။
စကားမစပ် ဒီ Pump နှစ်လုံးက ကြိုးအသစ် ဆွဲထားတာပါ။ Pump ကတော့ အယင် သုံးလက်စပါဘဲ။ Starter က ECR ထဲက MSB Panel ပေါ်မှာပါ။ Pump နှစ်လုံးက Starboard ME ရဲ့ ဘေးဘက်မှာ Pump 1 နဲ့ Pump 2 ဆိုပြီး နှစ်လုံး ရှေ့နောက် ရှိပါတယ်။ ကြိုးအသစ်က MSB နောက်က terminal နဲ့ Pump ကြားမှာ ဆွဲထားတာပါ။
ဒါနဲ့ အစဆုံး  valve တွေ အဖွင့်အပိတ် စစ်ခိုင်းပြီး စလည်ဖို့ လုပ်ပါတယ်။ Walkie Talkie နဲ့ တစ်ယောက်က starter မှာနေ တစ်ယောက်က Pump နားမှာ နေပါတယ်။ Start တစ်ချက်နှိပ်ပြီး ချက်ချင်း stop လုပ်၊ လည်တဲ့ direction ကြည့်ပါတယ်။ မှန်နေပါတယ်။ ဒါနဲ့ အဆင်ပြေတယ်ဆိုပြီး စလိုက်ပါတယ်။ Star စလည်ပြီး Timer က 10 sec လောက် timer ပြည့်တော့ Delta ပြောင်းပါတယ်။ အဲဒီမှာ Pump ထဲက ဆူဆူညံညံ အသံတွေကြားရပါတယ်။ Current ပြတဲ့ dial ခွက်မှာ မြားတံ(pointer) က ထိုးတက်သွားပါတယ်။ ဒါနဲ့ ချက်ချင်း ရပ်လိုက်ပါတယ်။
အမှန်ကတော့ Commissioning လုပ်တယ် ဆိုပေမဲ့ ရှေ့က ကြိုးလဲပြီး termination လုပ်သွားတဲ့သူတွေကလည်း ကိုယ့် အဖွဲ့ထဲက လုပ်သွားတာဆိုတော့ ကူပြီး ဖြေရှင်းပေးရမှာပါဘဲ။
စဉ်းစားကြည့်တော့ Star လည်တဲ့အချိန်မှာ ချောချောမွေ့မွေ့နဲ့ direction မှန်မှန်လည်နေတယ်။ Delta ပြောင်းလိုက်မှဖြစ်တယ်ဆိုတော့ mechanical jam ဖြစ်တာ တစ်ခုခု ညိတာဖြစ်နိုင်ချေ နည်းသွားပါပြီ။ Delta မှာ direction မှားနေတာများလား သံသယ ဖြစ်မိပါတယ်။ ဒီတော့ တစ်ယောက်ကို pump နေရာမှာ rotation direction စောင့်ကြည့်ခိုင်းထားပါတယ်။ ကျွန်တော်က starter panel မှာ သွားပြီး main MC နဲ့ delta MC နှစ်ခု တစ်ပြိုင်နက်ထဲ screw driver နဲ့ တစ်ချက်လေး ထောက်ပေးလိုက်ပါတယ်။ လှမ်းမေးကြည့်တော့ pump က တစ်ချက်လည်သွားတယ်။ ဒါပေမဲ့ direction က ပြောင်းပြန်လည်တယ်တဲ့။ Star အရှိန်နဲ့လည်နေချိန် ရုတ်တရက် ပြောင်းပြန်လည်ခိုင်းတော့ inertia နဲ့ Magnetic force ရန်ဖြစ်ကြပြီး ပြဿနာတက်တဲ့ သဘောပါ။
ဒီတော့ Delta MC ကထွက်တဲ့ ကြိုးနှစ်ချောင်းဖြစ်တဲ့ V2 နဲ့ W2 ကို terminal မှာပြောင်းပြန်ရွှေ့ ဆက်ခိုင်းလိုက်ပါတယ်။ ပြန်စမ်းတော့ Direction မှန်သွားပါပြီ။ Pump မှာလည်း ချောချောမွေ့မွေ့နဲ့ အသံမဆူဘဲ လည်ပါတယ်။ Current ကလည်း ပုံမှန်လောက်ဘဲ တက်ပါတော့တယ်။ အဆင်ပြေသွားပြီပေါ့။

နောက် Pump 2 ကို စမ်းကြည့်တော့လည်း ပြဿနာ ထပ်တက်ပါတယ်။ ဒီတစ်ခါကျတော့ Star မှာ ချောချောမွေ့မွေ့ လည်ပြီး Delta မှာ လုံးဝ ရပ်သွားပါတယ်။ MC နဲ့ သူ့ contact တွေစစ်ကြည့်တော့ ကောင်းပါတယ်။ ကြိုးမှား ဆက်တာလို့ဘဲ ထင်ပါတယ်။ ဒါနဲ့  switchboard terminal မှာ U1-U2, V1-V2, W1-W2 တစ်စုံစီ တိုင်းကြည့်ပါတယ်။ ၃ စုံလုံမှာ Winding resistance တွေ ပြပါတယ်။ အတူတူပါဘဲ။ ဒါဆိုယင်တော့ delta ပြောင်းယင် တစ်ဘက်ဘက်ကို လည်ရမှာပါ။ မလည်ဘူးဆိုတော့ တစ်ခုခု မှားနေပြီ။ ဒါနဲ့ Pump ဘက် အထွက် ကြိုး ၆ ချောင်းလုံး ဖြုတ်လိုက်ပါတယ်။ ပြီးတော့ starter ကနေ စလိုက်ပါတယ်။ Delta ပြောင်းပြီး သွားတော့ Terminal မှာ voltage တိုင်းကြည့်ပါတယ်။
U1-V1, V1-W1, W1-U1 သုံးစုံလုံး 400V ရှိပါတယ်။ Main MC အထွက် voltage ရှိတယ်ပေါ့။
U2-V2, V2-W2, W2-U2 သုံးစုံလုံး 400V ရှိပါတယ်။ Delta MC အထွက်လည်း voltage ရှိတယ်ဆိုတော့ MC တွေကို သံသယ မရှိတော့ပါဘူး။
U1-U2, V1-V2, W1-W2 သုံးစုံလုံး 0V ဖြစ်နေပါတယ်။
သေပါတော့။ ကိုယ်က အသစ်လဲတဲ့ ကြိုးနဲ့ မော်တာ Connection ကို အာရုံစိုက်နေတာ။ ဖြစ်ချင်တော့ starter ဘက်က မှားနေတယ်။ Delta MC အထွက်ကို Main နဲ့ phase မပြောင်းဘဲ အပြိုင်ဆက်ထားတာကိုး။ ဒါနဲ့ U2, V2, W2 အဝင်ကြိုး ၃ ချောင်းကို ရွှေ့ပြီးဆက်လိုက်ပါတယ်။ သေချာအောင် မော်တာကြိုးမဆက်ခင် starter ပြန်စ၊ Delta ပြောင်းပြီးတဲ့အချိန် terminal မှာ ပြန်တိုင်းကြည့်ပါတယ်။
U1-U2, V1-V2, W1-W2 သုံးစုံလုံး 400V ပြနေပါပြီ။ ဒါဆိုယင်တော့ Delta အဆင့်မှာ မရပ်တော့မှာ သေချာသွားပါပြီ။ ဒါပေမဲ့ အယင်တစ်လုံးလို ပြောင်းပြန်လည်နိုင်တဲ့ risk တော့ရှိပါသေးတယ်။
မော်တာကြိုးတွေပြန်တပ်ပြီး ပြန်စမ်းကြည့်တော့ အဆင်ပြေသွားပါပြီ။ လည်တဲ့ direction လည်းမှန်ပါတယ်။ Current လည်း ပုံမှန်ပြပါတယ်။ Star-delta starter နဲ့ ကြုံခဲ့ဖူးတဲ့ ပြဿနာလေးကို သတိထားမိနိုင်အောင် ပြန်ပြောပြလိုက်တာပါ။

ကြုံလို့ ညီလေးတစ်ယောက် မေးဖူးတဲ့ မေးခွန်းလေးတစ်ခု ပြန်ပြောပြပါဦးမယ်။ Star ကနေ Delta အပြောင်း timer ကို ဘယ်လောက် ထားရမလဲ တဲ့။
မော်တာ၊ pump တွေ တစ်ခုနဲ့ တစ်ခု load မတူတဲ့ အတွက် setting မတူနိုင်ပါဘူး။ အများစုကတော့ 10 - 15 စက္ကန့်လောက်မှာ ရှိပါတယ်။ Timer အချိန် set လုပ်ချင်ယင် current ကို ပြတဲ့ Ameter Starter မှာ ရှိယင်ရှိ၊ မရှိယင် clamp meter နဲ့ current တိုင်းဖို့ ပြင်ထားရပါမယ်။ Timer ကို ၂၀ စက္ကန့်လောက် ကြာကြာထားပါ။ တစ်ကယ်သုံးမယ့် load အတိုင်း မော်တာကို စလည်ပြီး Star အချိန်မှာ current ကို စောင့်ကြည့်ပါ။ စတဲ့ အချိန်ကိုလည်းမှတ်ထားပါ။ စလည်တဲ့အချိန် inrush current လို့ ခေါ်တဲ့ transient current ကြောင့် စစချင်း တက်သွားပြီး မော်တာ လည်တဲ့ အရှိန်ရသွားတော့ current က ငြိမ်သွားပါလိမ့်မယ်။ စတဲ့အချိန် နဲ့ current ငြိမ်သွားတာနဲ့ ကြား ကြာတဲ့အချိန်ကို timer မှာ set လုပ်ရပါတယ်။

Sensors and Transducers (3) - Limit Switches and Proximity Sensors

[Zawgyi]

ေရြ႕ေနတဲ့ စက္ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခု၊ ပစၥည္းတစ္ခု သတ္မွတ္တဲ့ ေနရာ ေရာက္၊ မေရာက္ သိဖို႔ရာ Limit switch ျဖစ္ေစ၊ Proximity Sensor ျဖစ္ေစ တစ္ခုခုနဲ႔ အာ႐ုံခံပါတယ္။ 

(က) Limit Switch

Limit switch ေတြကေတာ့ ရွင္းပါတယ္။  

ေရြ႕ႏိုင္တဲ့ arm, stopper အစရွိတာေတြက Limit switch ေပၚမွာရွိတဲ့ ေမာင္းတံ၊ ဘီးလုံး အစရွိတဲ့ အစိတ္အပိုင္းတစ္ခုခုကို Mechanical နည္းနဲ႔ တိုက္႐ိုက္ထိေတြ႕ၿပီး micro-switch ကို ဖြင့္၊ ပိတ္ လုပ္ေပးပါတယ္။ Micro-switch ကို ဖိေပးတဲ့ lever ကေတာ့ ပုံစံအမ်ဳိးမ်ဳိး ရွိပါတယ္။ Limit switch ေတြက အ႐ိုးရွင္းဆုံး ျဖစ္ေပမဲ့ ျပႆနာလည္း အမ်ားဆုံးေပးတတ္ပါတယ္။ Mechanical arm, stopper ေတြရဲ႕ ဖိတာတြန္းတာ အၿမဲခံရေတာ့ ေနရာေရြ႕တာ၊ မထိတာ ျဖစ္တတ္ပါတယ္။ ဒီ Micro Switch ေတြမွာ Spring ရယ္ ေရြ႕လ်ားႏိုင္တဲ့ contact ရယ္ ပါဝင္ပါတယ္။

ေနာက္ Switch တစ္မ်ဳိးကေတာ့ Mercury Switch ပါ။ အလုံပိတ္ ဖန္ဗူးထဲမွာ ထည့္ထားတဲ့ ျပဒါး (mercury) က contact ႏွစ္ခုကို ဖြင့္ပိတ္လုပ္ေပးတာပါ။ Mercury က အရည္ျဖစ္တဲ့အတြက္ switch အတည့္အေစာင္း ေျပာင္းတဲ့အေပၚမွာ မူတည္လို႔ ေရြ႕သြားၿပီး ဖြင့္ပိတ္လုပ္ေပးပါတယ္။ တစ္ခ်ဳိ႕ကေတာ့ Piston နဲ႔ mercury level အတက္အက် ေျပာင္းၿပီး ဖြင့္၊ပိတ္ေပးတာလည္း ရွိပါတယ္။ Tilt sensor ေတြ၊ တစ္ခ်ဳိ႕ ဝန္ခ်ီစက္ေတြမွာ ေစာင္းတာ၊ ေမွာက္တာ သတိေပးတဲ့ ေနရာေတြမွာ သုံးပါတယ္။

(ခ) Proximity Sensor အမ်ဳိးမ်ဳိး

Proximity Sensor / Proximity Switch ေတြကေတာ့ အာ႐ုံခံမယ့္၊ တိုင္းမယ့္ အရာဝတၳဳဟာ Sensor ကို မထိဘဲ အနီးအနား အကြာအေဝးတစ္ခု ေရာက္တာနဲ႔ switch လုပ္ေပးပါတယ္။ အဲဒါအျပင္ Proximity Sensor ရဲ႕ နည္းပညာကို Speed Sensor, Level Sensor, Flow Sensor စတဲ့ တစ္ျခား Sensor ေတြမွာလည္း ထည့္သုံးတာမို႔ နားလည္ထားသင့္ပါတယ္။ အေရးႀကီးပါတယ္။ ေနာက္ပိုင္း အဲဒီ Sensor ေတြအေၾကာင္း ေျပာေတာ့ ေတြ႕လာပါလိမ့္မယ္။ Proximity Sensor အမ်ဳိးမ်ဳိးရွိသလို တိုင္းတာႏိုင္တဲ့ ပစၥည္း အမ်ဳိးအစားလည္းကြာပါတယ္။ ေအာက္မွာ အမ်ဳိးအစား ခြဲျပထားပါတယ္။ ပုံေတြထဲမွာ ဇယားနဲ႔ ယွဥ္ျပထားတာလည္း ဖတ္ၾကည့္ႏိုင္ပါတယ္။

(1) Inductive Proximity Sensor

Sensor ထိပ္မွာ inductor coil နဲ႔ electromagnetic field တစ္ခုထုတ္လႊင့္ေပးေနၿပီး သတၱဳပစၥည္းတစ္ခုခု အနားကပ္လာယင္ အဲဒီပစၥည္းမွာ Eddie current ျဖတ္စီးသြားတဲ့အတြက္ Sensor မွာ အေျပာင္းအလဲျဖစ္သြားတဲ့အေပၚ မူတည္ၿပီး အာ႐ုံခံပါတယ္။ သတၱဳပစၥည္းေတြကိုဘဲ အာ႐ုံခံႏိုင္ပါတယ္။ သံကိုေရာ၊ သံမဟုတ္တဲ့ သတၱဳေတြကိုေရာ အာ႐ုံခံ ႏိုင္ပါတယ္။ တစ္ခ်ဳိ႕ Speed Sensor အျဖစ္သုံးတဲ့ Magnetic Pick Up (MPU) ေတြမွာ သုံးပါတယ္။

(2) Capacitive Proximity Sensor

ဒီ Sensor မ်ဳိးမွာေတာ့ capacitor plate ႏွစ္ခုပါၿပီး electrostatic field တစ္ခုထုတ္ေပးေနပါတယ္။ အရာဝတၳဳတစ္ခု Sensor ေရွ႕ေရာက္လာယင္ Capacitance တန္ဘိုး ေျပာင္းသြားတာကို အေျခခံၿပီး အာ႐ုံခံပါတယ္။ သတၱဳပစၥည္းတင္မကဘဲ သတၱဳမဟုတ္တဲ့ ပစၥည္းေတြနဲ႔ အရည္ေတြကိုပါ အာ႐ုံခံႏိုင္ပါတယ္။ ဒါေၾကာင့္ တစ္ခ်ဳိ႕ level Sensor ေတြမွာလည္း သုံးပါတယ္။

(3) Magnetic Proximity Sensor 

ဒီ Sensor မ်ဳိးမွာေတာ့ သံလိုက္ပစၥည္းကို အာ႐ုံခံတာပါ။ အသုံးျပဳထားတဲ့ နည္းပညာအရ ဒီလို ထပ္ခြဲႏိုင္ပါတယ္။

  3.1) Hall Effect Proximity Sensor 

  Magnetic field နဲ႔ နီးလာယင္ Sensor ထဲက Hall effect ေၾကာင့္ ေျပာင္းသြားတဲ့ Voltage ေပၚ အေျခခံၿပီး သုံးထားတာပါ။ အေသးစိတ္ မေရးေတာ့ပါဘူး။

  3.2) Wiegand Effect Proximity Sensor 

  အထူးစီမံ ထုတ္လုပ္ထားတဲ့ Wiegand wire လို႔ ေခၚတဲ့ သတၱဳႀကိဳး တစ္မ်ဳိးမွာ အျပင္ကမာၿပီး အတြင္းက ေပ်ာ့ပါတယ္။ အဲဒီ Wiegand wire နားကို သံလိုက္ ျဖတ္သြားတဲ့အခါ အျပင္နဲ႔ အတြင္း တုႏ္ုျ့ပန္မႈမတူလို႔ ေျပာင္းလဲတဲ့ အေျပာင္းက voltage တစ္ခု ထြက္လာေစပါတယ္။ အဲဒီသဘာဝကို အေျခခံၿပီး အာ႐ုံခံတာပါ။ 

  3.3) Reed Switch

  အလုံပိတ္ ဖန္ႁပြန္ထဲမွာ ထည့္ထားတဲ့ သံျပား switch ေလးေတြပါ။ သံလိုက္ အနားေရာက္လာယင္ switch on/off လုပ္ေပးပါတယ္။ Float switch အမ်ားစုမွာ သုံးပါတယ္။

(4) Photoelectric Proximity Sensor

အလင္းေရာင္ source (Sender) နဲ႔ receiver sensor ႏွစ္ပိုင္း ပါ ပါတယ္။ သုံးတဲ့ေပၚမူတည္လို႔ အဲဒီႏွစ္ပိုင္းက သီးျခားပစၥည္းတစ္ခုစီ ဒါမွမဟုတ္ တစ္ေပါင္းထဲ ရွိတတ္ပါတယ္။ ေအာက္မွာ ထပ္ေျပာပါဦးမယ္။ အလင္း source အေနနဲ႔ Infrared, Visible Red, Laser တစ္မ်ဳိးမ်ဳိး သုံးၾကပါတယ္။

(5) Ultrasonic Proximity Sensor

ဒီမွာေတာ့ အသံလႈိင္း ultrasonic source (Sender) နဲ႔ receiver sensor ႏွစ္ပိုင္း ပါ ပါတယ္။ သုံးတဲ့ေပၚမူတည္လို႔ အဲဒီႏွစ္ပိုင္းက သီးျခားပစၥည္းတစ္ခုစီ ဒါမွမဟုတ္ တစ္ေပါင္းထဲ ရွိတတ္ပါတယ္။

ဒီ Photoelectric နဲ႔ Ultrasonic Sensor ေတြမွာ သုံးတဲ့ နည္း ၃ နည္းရွိပါတယ္။ 

(i) Through Beam Type 

Sender နဲ႔ receiver အကြာအေဝးတစ္ခုမွာထားၿပီး မ်က္ႏွာခ်င္းဆိုင္ ခ်ိန္ထားရပါတယ္။ ဝတၳဳ တစ္ခုခုက ၾကားထဲမွာ ျဖတ္သြားယင္ signal ျပတ္သြားၿပီး detect လုပ္ပါတယ္။

(ii) Retro-reflective Type

Sender နဲ႔ Receiver က တစ္ဘက္ထဲမွာရွိပါတယ္။ တစ္ျခား တစ္ဘက္မွာ Reflector တစ္ခုက (အလင္း၊ အသံလႈိင္း) ျပန္ေပးရပါတယ္။ ဝတၳဳက Sensor နဲ႔ Reflector ၾကားထဲက ျဖတ္သြားတာမ်ဳိး detect လုပ္ပါတယ္။

(iii) Diffuse Type

Retro-reflective Type နဲ႔ ဆင္ပါတယ္။ Sender နဲ႔ Receiver က တစ္ဘက္ထဲမွာပါ။ သူက reflector မပါေတာ့ပါဘူး။ ဒီေတာ့ receiver က ပုံမွန္အခ်ိန္မွာ signal မရပါဘူး။ ဝတၳဳတစ္ခု အနားေရာက္လာမွ အဲဒီ ဝတၱဳရဲ႕ reflection signal ကို detect လုပ္တာပါ။ ဥပမာ အိမ္သာေတြမွာ အလိုအေလ်ာက္ ေရဆြဲခ်တဲ့ စံနစ္မ်ဳိး၊ လက္ေဆး basin မွာ auto ေရပန္းထြက္တာမ်ဳိးေတြမွာ သုံးပါတယ္။

(ဂ) ႀကိဳးဆက္ျခင္း

Proximity Sensor နဲ႔ Switch အမ်ားစုက digital, binary signal ျဖစ္တဲ့ on/off လုပ္ေပးတာပါ။  Limit switch နဲ႔ reed switch ေတြကေတာ့ ရွင္းပါတယ္ Normally Open (NO)/ Normally Close (NC) မမွားေအာင္ ဆက္ယင္ ရပါတယ္။ 

Proximity Sensor ေတြမွာ ႀကိဳး ၃ ေခ်ာင္း(သို႔) ၄ ေခ်ာင္းပါလာယင္ ဂ႐ုစိုက္ရပါမယ္။ PNP လား၊ NPN လား၊ NO လား၊ NC လား ခြဲသိဖို႔ လိုပါၿပီ။ Sensor ရဲ႕ Spec ကို ေသခ်ာဖတ္ၾကည့္ရပါမယ္။

PNP တို႔ NPN တို႔ ဆိုတာ ဘာေျပာတာလဲဆိုေတာ့ Sensor ရဲ႕ အထဲမွာ တည္ေဆာက္ထားတဲ့ transistor အမ်ဳိးအစားကို ေျပာတာပါ။ PNP အမ်ဳိးအစားမွာ signal output ႀကိဳးက (+) ထြက္ပါတယ္။ သုံးမယ့္ load ကို signal ႀကိဳးနဲ႔ (-) ၾကားထဲမွာ ထားရပါတယ္။ NPN အမ်ဳိးအစားမွာေတာ့ signal output ႀကိဳးက (-) ထြက္ပါတယ္။ သုံးမယ့္ load ကို signal ႀကိဳးနဲ႔ (+) ၾကားထဲမွာ ထားရပါတယ္။

ရႈပ္မွာစိုးလို႔ ႀကိဳးအေရာင္နဲ႔ ခြဲၿပီး ဥပမာေလးနဲ႔ ထပ္ေျပာပါမယ္။ အမ်ားအားျဖင့္ အညိဳက (+) ျဖစ္ၿပီး အျပာက (-)၊ အနက္က signal ႀကိဳးပါ။ ဥပမာ (၁) - Power ေပးထားတဲ့ PNP Sensor (NO) အမ်ဳိးအစားရဲ႕ ပုံမွန္အေျခအေနမွာ အျပာနဲ႔ အနက္ကို တိုင္းၾကည့္ယင္ Voltage မျပပါဘူး။ သူအာ႐ုံခံႏိုင္တဲ့ ပစၥည္းတစ္ခု Sensor အနား ကပ္လာယင္ အနက္နဲ႔ အျပာၾကားမွာ 24V ထြက္လာမွာ ျဖစ္ပါတယ္။ (အမ်ားစုက 24V supply သုံးၾကတာမို႔ပါ။)

ဥပမာ(၂) - NPN Sensor (NO) အမ်ဳိးအစားရဲ႕ ပုံမွန္ အေျခအေနမွာ အညိဳႀကိဳးနဲ႔ အနက္ၾကားမွာ Voltage မရွိပါဘူး။ သူအာ႐ုံခံႏိ္ုင္တဲ့ ပစၥည္းတစ္ခု အနားေရာက္လာယင္ အညိဳနဲ႔ အနက္ၾကားမွာ 24V ထြက္လာပါမယ္။

ႀကိဳး ၄ ေခ်ာင္းပါတဲ့ Sensor ေတြမွာေတာ့ NO နဲ႔ NC output ႏွစ္ခု ေပးထားပါတယ္။ အျဖဴေရာင္ signal ႀကိဳးက NC ျဖစ္ေလ့ရွိၿပီး အနက္ေရာင္ signal ႀကိဳးက NO output ေပးတတ္ပါတယ္။ ဒါလည္း PNP / NPN ခြဲၾကည့္ဖို႔ မေမ့နဲ႔ဦးေနာ္။

(ဃ) စမ္းသပ္ စစ္ေဆးျခင္း

အမ်ားစု ေမးၾကတဲ့ ေမးခြန္းက Sensor ေကာင္း၊ မေကာင္း ဘယ္လို စစ္မလဲ ဆိုတာပါ။ Limit switch နဲ႔ reed switch ေတြကိုေတာ့ power မရွိဘဲ passive စမ္းၾကည့္လို႔ရပါတယ္။ အထြက္ႀကိဳး ႏွစ္စကို Continuity တိုင္းထားၿပီး switch on/off ကစားေပးတာ၊ reed switch ဆိုယင္ magnet တစ္ခုနဲ႔ ထိေပး၊ ခြာေပး လုပ္ၿပီး output ေျပာင္း၊ မေျပာင္း စမ္းၾကည့္နိုင္ပါတယ္။ 

က်န္တဲ့ Proximity Sensor ေတြကိုေတာ့ power ေပးၿပီး စမ္းရပါမယ္။ Output signal ႀကိဳးကို တိုင္းထားၿပီး Sensor detect လုပ္ႏိုင္မယ့္ ပစၥည္းတစ္ခုကို Sensor နဲ႔ ကပ္ေပး၊ ခြာေပးလို႔ signal ေျပာင္းတယ္ဆိုယင္ ေကာင္းတယ္ေပါ့။

ေအာက္ကပုံထဲမွာ Sensor အမ်ဳိးအစားေပၚမူတည္ၿပီး sense လုပ္ႏိုင္တဲ့ ပစၥည္း အမ်ဳိးအစား၊ အကြာအေဝး range ၊ switch လုပ္ေပးႏိုင္တဲ့ အျမန္နႈံး စတဲ့ အခ်က္ေတြ နႈိင္းယွဥ္ျပထားပါတယ္။

[Unicode]

ရွေ့နေတဲ့ စက် အစိတ်အပိုင်းတစ်ခု၊ ပစ္စည်းတစ်ခု သတ်မှတ်တဲ့ နေရာ ရောက်၊ မရောက် သိဖို့ရာ Limit switch ဖြစ်စေ၊ Proximity Sensor ဖြစ်စေ တစ်ခုခုနဲ့ အာရုံခံပါတယ်။ 

(က) Limit Switch

Limit switch တွေကတော့ ရှင်းပါတယ်။  

ရွေ့နိုင်တဲ့ arm, stopper အစရှိတာတွေက Limit switch ပေါ်မှာရှိတဲ့ မောင်းတံ၊ ဘီးလုံး အစရှိတဲ့ အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုခုကို Mechanical နည်းနဲ့ တိုက်ရိုက်ထိတွေ့ပြီး micro-switch ကို ဖွင့်၊ ပိတ် လုပ်ပေးပါတယ်။ Micro-switch ကို ဖိပေးတဲ့ lever ကတော့ ပုံစံအမျိုးမျိုး ရှိပါတယ်။ Limit switch တွေက အရိုးရှင်းဆုံး ဖြစ်ပေမဲ့ ပြဿနာလည်း အများဆုံးပေးတတ်ပါတယ်။ Mechanical arm, stopper တွေရဲ့ ဖိတာတွန်းတာ အမြဲခံရတော့ နေရာရွေ့တာ၊ မထိတာ ဖြစ်တတ်ပါတယ်။ ဒီ Micro Switch တွေမှာ Spring ရယ် ရွေ့လျားနိုင်တဲ့ contact ရယ် ပါဝင်ပါတယ်။

နောက် Switch တစ်မျိုးကတော့ Mercury Switch ပါ။ အလုံပိတ် ဖန်ဗူးထဲမှာ ထည့်ထားတဲ့ ပြဒါး (mercury) က contact နှစ်ခုကို ဖွင့်ပိတ်လုပ်ပေးတာပါ။ Mercury က အရည်ဖြစ်တဲ့အတွက် switch အတည့်အစောင်း ပြောင်းတဲ့အပေါ်မှာ မူတည်လို့ ရွေ့သွားပြီး ဖွင့်ပိတ်လုပ်ပေးပါတယ်။ တစ်ချို့ကတော့ Piston နဲ့ mercury level အတက်အကျ ပြောင်းပြီး ဖွင့်၊ပိတ်ပေးတာလည်း ရှိပါတယ်။ Tilt sensor တွေ၊ တစ်ချို့ ဝန်ချီစက်တွေမှာ စောင်းတာ၊ မှောက်တာ သတိပေးတဲ့ နေရာတွေမှာ သုံးပါတယ်။

(ခ) Proximity Sensor အမျိုးမျိုး

Proximity Sensor / Proximity Switch တွေကတော့ အာရုံခံမယ့်၊ တိုင်းမယ့် အရာဝတ္ထုဟာ Sensor ကို မထိဘဲ အနီးအနား အကွာအဝေးတစ်ခု ရောက်တာနဲ့ switch လုပ်ပေးပါတယ်။ အဲဒါအပြင် Proximity Sensor ရဲ့ နည်းပညာကို Speed Sensor, Level Sensor, Flow Sensor စတဲ့ တစ်ခြား Sensor တွေမှာလည်း ထည့်သုံးတာမို့ နားလည်ထားသင့်ပါတယ်။ အရေးကြီးပါတယ်။ နောက်ပိုင်း အဲဒီ Sensor တွေအကြောင်း ပြောတော့ တွေ့လာပါလိမ့်မယ်။ Proximity Sensor အမျိုးမျိုးရှိသလို တိုင်းတာနိုင်တဲ့ ပစ္စည်း အမျိုးအစားလည်းကွာပါတယ်။ အောက်မှာ အမျိုးအစား ခွဲပြထားပါတယ်။ ပုံတွေထဲမှာ ဇယားနဲ့ ယှဉ်ပြထားတာလည်း ဖတ်ကြည့်နိုင်ပါတယ်။

(1) Inductive Proximity Sensor

Sensor ထိပ်မှာ inductor coil နဲ့ electromagnetic field တစ်ခုထုတ်လွှင့်ပေးနေပြီး သတ္တုပစ္စည်းတစ်ခုခု အနားကပ်လာယင် အဲဒီပစ္စည်းမှာ Eddie current ဖြတ်စီးသွားတဲ့အတွက် Sensor မှာ အပြောင်းအလဲဖြစ်သွားတဲ့အပေါ် မူတည်ပြီး အာရုံခံပါတယ်။ သတ္တုပစ္စည်းတွေကိုဘဲ အာရုံခံနိုင်ပါတယ်။ သံကိုရော၊ သံမဟုတ်တဲ့ သတ္တုတွေကိုရော အာရုံခံ နိုင်ပါတယ်။ တစ်ချို့ Speed Sensor အဖြစ်သုံးတဲ့ Magnetic Pick Up (MPU) တွေမှာ သုံးပါတယ်။

(2) Capacitive Proximity Sensor

ဒီ Sensor မျိုးမှာတော့ capacitor plate နှစ်ခုပါပြီး electrostatic field တစ်ခုထုတ်ပေးနေပါတယ်။ အရာဝတ္ထုတစ်ခု Sensor ရှေ့ရောက်လာယင် Capacitance တန်ဘိုး ပြောင်းသွားတာကို အခြေခံပြီး အာရုံခံပါတယ်။ သတ္တုပစ္စည်းတင်မကဘဲ သတ္တုမဟုတ်တဲ့ ပစ္စည်းတွေနဲ့ အရည်တွေကိုပါ အာရုံခံနိုင်ပါတယ်။ ဒါကြောင့် တစ်ချို့ level Sensor တွေမှာလည်း သုံးပါတယ်။

(3) Magnetic Proximity Sensor 

ဒီ Sensor မျိုးမှာတော့ သံလိုက်ပစ္စည်းကို အာရုံခံတာပါ။ အသုံးပြုထားတဲ့ နည်းပညာအရ ဒီလို ထပ်ခွဲနိုင်ပါတယ်။

  3.1) Hall Effect Proximity Sensor 

  Magnetic field နဲ့ နီးလာယင် Sensor ထဲက Hall effect ကြောင့် ပြောင်းသွားတဲ့ Voltage ပေါ် အခြေခံပြီး သုံးထားတာပါ။ အသေးစိတ် မရေးတော့ပါဘူး။

  3.2) Wiegand Effect Proximity Sensor 

  အထူးစီမံ ထုတ်လုပ်ထားတဲ့ Wiegand wire လို့ ခေါ်တဲ့ သတ္တုကြိုး တစ်မျိုးမှာ အပြင်ကမာပြီး အတွင်းက ပျော့ပါတယ်။ အဲဒီ Wiegand wire နားကို သံလိုက် ဖြတ်သွားတဲ့အခါ အပြင်နဲ့ အတွင်း တုန်ုြ့ပန်မှုမတူလို့ ပြောင်းလဲတဲ့ အပြောင်းက voltage တစ်ခု ထွက်လာစေပါတယ်။ အဲဒီသဘာဝကို အခြေခံပြီး အာရုံခံတာပါ။ 

  3.3) Reed Switch

  အလုံပိတ် ဖန်ပြွန်ထဲမှာ ထည့်ထားတဲ့ သံပြား switch လေးတွေပါ။ သံလိုက် အနားရောက်လာယင် switch on/off လုပ်ပေးပါတယ်။ Float switch အများစုမှာ သုံးပါတယ်။

(4) Photoelectric Proximity Sensor

အလင်းရောင် source (Sender) နဲ့ receiver sensor နှစ်ပိုင်း ပါ ပါတယ်။ သုံးတဲ့ပေါ်မူတည်လို့ အဲဒီနှစ်ပိုင်းက သီးခြားပစ္စည်းတစ်ခုစီ ဒါမှမဟုတ် တစ်ပေါင်းထဲ ရှိတတ်ပါတယ်။ အောက်မှာ ထပ်ပြောပါဦးမယ်။ အလင်း source အနေနဲ့ Infrared, Visible Red, Laser တစ်မျိုးမျိုး သုံးကြပါတယ်။

(5) Ultrasonic Proximity Sensor

ဒီမှာတော့ အသံလှိုင်း ultrasonic source (Sender) နဲ့ receiver sensor နှစ်ပိုင်း ပါ ပါတယ်။ သုံးတဲ့ပေါ်မူတည်လို့ အဲဒီနှစ်ပိုင်းက သီးခြားပစ္စည်းတစ်ခုစီ ဒါမှမဟုတ် တစ်ပေါင်းထဲ ရှိတတ်ပါတယ်။

ဒီ Photoelectric နဲ့ Ultrasonic Sensor တွေမှာ သုံးတဲ့ နည်း ၃ နည်းရှိပါတယ်။ 

(i) Through Beam Type 

Sender နဲ့ receiver အကွာအဝေးတစ်ခုမှာထားပြီး မျက်နှာချင်းဆိုင် ချိန်ထားရပါတယ်။ ဝတ္ထု တစ်ခုခုက ကြားထဲမှာ ဖြတ်သွားယင် signal ပြတ်သွားပြီး detect လုပ်ပါတယ်။

(ii) Retro-reflective Type

Sender နဲ့ Receiver က တစ်ဘက်ထဲမှာရှိပါတယ်။ တစ်ခြား တစ်ဘက်မှာ Reflector တစ်ခုက (အလင်း၊ အသံလှိုင်း) ပြန်ပေးရပါတယ်။ ဝတ္ထုက Sensor နဲ့ Reflector ကြားထဲက ဖြတ်သွားတာမျိုး detect လုပ်ပါတယ်။

(iii) Diffuse Type

Retro-reflective Type နဲ့ ဆင်ပါတယ်။ Sender နဲ့ Receiver က တစ်ဘက်ထဲမှာပါ။ သူက reflector မပါတော့ပါဘူး။ ဒီတော့ receiver က ပုံမှန်အချိန်မှာ signal မရပါဘူး။ ဝတ္ထုတစ်ခု အနားရောက်လာမှ အဲဒီ ဝတ္တုရဲ့ reflection signal ကို detect လုပ်တာပါ။ ဥပမာ အိမ်သာတွေမှာ အလိုအလျောက် ရေဆွဲချတဲ့ စံနစ်မျိုး၊ လက်ဆေး basin မှာ auto ရေပန်းထွက်တာမျိုးတွေမှာ သုံးပါတယ်။

(ဂ) ကြိုးဆက်ခြင်း

Proximity Sensor နဲ့ Switch အများစုက digital, binary signal ဖြစ်တဲ့ on/off လုပ်ပေးတာပါ။  Limit switch နဲ့ reed switch တွေကတော့ ရှင်းပါတယ် Normally Open (NO)/ Normally Close (NC) မမှားအောင် ဆက်ယင် ရပါတယ်။ 

Proximity Sensor တွေမှာ ကြိုး ၃ ချောင်း(သို့) ၄ ချောင်းပါလာယင် ဂရုစိုက်ရပါမယ်။ PNP လား၊ NPN လား၊ NO လား၊ NC လား ခွဲသိဖို့ လိုပါပြီ။ Sensor ရဲ့ Spec ကို သေချာဖတ်ကြည့်ရပါမယ်။

PNP တို့ NPN တို့ ဆိုတာ ဘာပြောတာလဲဆိုတော့ Sensor ရဲ့ အထဲမှာ တည်ဆောက်ထားတဲ့ transistor အမျိုးအစားကို ပြောတာပါ။ PNP အမျိုးအစားမှာ signal output ကြိုးက (+) ထွက်ပါတယ်။ သုံးမယ့် load ကို signal ကြိုးနဲ့ (-) ကြားထဲမှာ ထားရပါတယ်။ NPN အမျိုးအစားမှာတော့ signal output ကြိုးက (-) ထွက်ပါတယ်။ သုံးမယ့် load ကို signal ကြိုးနဲ့ (+) ကြားထဲမှာ ထားရပါတယ်။

ရှုပ်မှာစိုးလို့ ကြိုးအရောင်နဲ့ ခွဲပြီး ဥပမာလေးနဲ့ ထပ်ပြောပါမယ်။ အများအားဖြင့် အညိုက (+) ဖြစ်ပြီး အပြာက (-)၊ အနက်က signal ကြိုးပါ။ ဥပမာ (၁) - Power ပေးထားတဲ့ PNP Sensor (NO) အမျိုးအစားရဲ့ ပုံမှန်အခြေအနေမှာ အပြာနဲ့ အနက်ကို တိုင်းကြည့်ယင် Voltage မပြပါဘူး။ သူအာရုံခံနိုင်တဲ့ ပစ္စည်းတစ်ခု Sensor အနား ကပ်လာယင် အနက်နဲ့ အပြာကြားမှာ 24V ထွက်လာမှာ ဖြစ်ပါတယ်။ (အများစုက 24V supply သုံးကြတာမို့ပါ။)

ဥပမာ(၂) - NPN Sensor (NO) အမျိုးအစားရဲ့ ပုံမှန် အခြေအနေမှာ အညိုကြိုးနဲ့ အနက်ကြားမှာ Voltage မရှိပါဘူး။ သူအာရုံခံနိ်ုင်တဲ့ ပစ္စည်းတစ်ခု အနားရောက်လာယင် အညိုနဲ့ အနက်ကြားမှာ 24V ထွက်လာပါမယ်။

ကြိုး ၄ ချောင်းပါတဲ့ Sensor တွေမှာတော့ NO နဲ့ NC output နှစ်ခု ပေးထားပါတယ်။ အဖြူရောင် signal ကြိုးက NC ဖြစ်လေ့ရှိပြီး အနက်ရောင် signal ကြိုးက NO output ပေးတတ်ပါတယ်။ ဒါလည်း PNP / NPN ခွဲကြည့်ဖို့ မမေ့နဲ့ဦးနော်။

(ဃ) စမ်းသပ် စစ်ဆေးခြင်း

အများစု မေးကြတဲ့ မေးခွန်းက Sensor ကောင်း၊ မကောင်း ဘယ်လို စစ်မလဲ ဆိုတာပါ။ Limit switch နဲ့ reed switch တွေကိုတော့ power မရှိဘဲ passive စမ်းကြည့်လို့ရပါတယ်။ အထွက်ကြိုး နှစ်စကို Continuity တိုင်းထားပြီး switch on/off ကစားပေးတာ၊ reed switch ဆိုယင် magnet တစ်ခုနဲ့ ထိပေး၊ ခွာပေး လုပ်ပြီး output ပြောင်း၊ မပြောင်း စမ်းကြည့်နိုင်ပါတယ်။ 

ကျန်တဲ့ Proximity Sensor တွေကိုတော့ power ပေးပြီး စမ်းရပါမယ်။ Output signal ကြိုးကို တိုင်းထားပြီး Sensor detect လုပ်နိုင်မယ့် ပစ္စည်းတစ်ခုကို Sensor နဲ့ ကပ်ပေး၊ ခွာပေးလို့ signal ပြောင်းတယ်ဆိုယင် ကောင်းတယ်ပေါ့။

အောက်ကပုံထဲမှာ Sensor အမျိုးအစားပေါ်မူတည်ပြီး sense လုပ်နိုင်တဲ့ ပစ္စည်း အမျိုးအစား၊ အကွာအဝေး range ၊ switch လုပ်ပေးနိုင်တဲ့ အမြန်နှုံး စတဲ့ အချက်တွေ နှိုင်းယှဉ်ပြထားပါတယ်။