รายงานวิจัย ÿ ü ó õ ö - RMUTSBresearch.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240294.pdf · รายงานวิจัย . ... บทที่ 5

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

รายงานวจย

การควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW Liquid level control by using LabVIEW Program

โดย

นายยทธนา กนทะพะเยา นายเฉลมพล เรองพฒนาววฒน

สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทนอดหนนจากงบกองทนสงเสรมการวจยประจ าปงบประมาณ 2558

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

จ

สารบญ หนา

บทคดยอภาษาไทย ข บทคดยอภาษาองกฤษ ค กตตกรรมประกาศ ง สารบญตาราง ช สารบญรป ซ บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา 1 1.2 วตถประสงคของการวจย 2 1.3 ขอบเขตของการวจย 2 1.4 วธด าเนนการวจย 2 1.5 ประโยชนของการวจย 3

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ 2.1 วงจรแปลงผนก าลงไฟฟากระแสตรงเปนกระแสตรง 4

2.2 การออกแบบตวชดเชยคาความผดพลาดของพลานต 6 2.3 โปรแกรม LabVIEW 8 2.4 สรป 9

บทท 3 วธด าเนนการวจย

3.1 ตวตรวจจบระดบน า 11 3.2 การดรบสงขอมล ( DAQ ) 11 3.3 วงจรกลบสญญาณ 14 3.4 ระบบควบคมการท างานของปมน า 15 3.5 การออกแบบระบบควบคมโดยใชโปรแกรม LabVIEW 16 3.6 สรป 20

บทท 4 ผลการด าเนนการวจย

4.1 การหาคาพารามเตอรของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง 21 4.2 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ทระดบ 3 นว 23 4.3 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ทระดบ 7 นว 27 4.4 วธเรมทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 33

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฉ

สารบญ (ตอ) หนา

4.5 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 1 นว 34 4.6 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 5 นว 40 4.7 สรป 47

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ 5.1 สรปผลการท าวจย 48 5.2 ขอเสนอแนะในการท าวจยตอไป 48

เอกสารอางอง 49 ประวตผวจย 50 ภาคผนวก ก ผลงานสวนหนงทเผยแพรในวารสารวชาการระดบนานาชาต 51

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ช

สารบญตาราง

ตารางท หนา 2.1 การหาคาพารามเตอรของตวควบคมแตละแบบ 8 4.1 คาพารามเตอรตวควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 3 นว 23 4.2 คาพารามเตอรตวควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 7 นว 28 4.3 คาพารามเตอรตวควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ระดบ 1 นว 35 4.4 คาพารามเตอรตวควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ระดบ 5 นว 41 4.5 สรปการควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 3 นว 45 4.6 สรปการควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 7 นว 46 4.7 สรปการควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ระดบ 1 นว 46 4.8 สรปการควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ระดบ 5 นว 46

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ซ

สารบญรป

รปท หนา 1.1 ระบบควบคมของแหลว 2 1.2 แผนภาพบลอกระบบควบคมของเหลว 2 2.1 พลานตของโครงการวจย 4 2.2 บลอกไดอะแกรมการควบคมของเหลว 4 2.3 ของเหลวแบบ 1 ถง 5 2.4 ผลตอบสนองของกระบวนการมคาพงเกนไมเกนรอยละ 25 6 2.5 ผลตอบสนองของกระบวนการตอสญญาณทดสอบ 7 2.6 การหาคาพารามเตอรดวยวธ โปรเซสรแอคชนเครฟ 8 2.7 การดรบสงขอมลของ National Instruments รน NI USB-6008 9 3.1 ระบบควบคมของแหลว 11 3.2 แผนภาพบลอกระบบควบคมของเหลว 10 3.3 ขนาดแรงดนเอาตพตแปรผนกบความดนของน า 11 3.4 ขาอนพตและเอาตพตของการดรบสงขอมล 12 3.5 วงจรควบคมปมน า 13 3.6 สญญาณพลสวดมอดเลชนกรณไมมสญญาณปอนกลบมาทไอซ Tl 494 13 3.7 สญญาณพลสวดมอดเลชนกรณมสญญาณปอนกลบมาทไอซ Tl 494 14 3.8 สญญาณพลสวดมอดเลชน 14 3.9 สญญาณทออกจากขา 2 ของไอซเบอร 74LS14N 15 3.10 บลอกไดอะแกรม ระบบควบคมของ 1 ถง 15 3.11 บลอกไดอะแกรม ระบบควบคมของ 2 ถง 16 3.12 บลอก DAQ Assistant 16 3.13 การตงคา Analog Input DAQ Assistant 17 3.14 ฟงกชน PID 17 3.15 ฟงกชนปรบอตราสวนของแรงดนไฟฟา 18 3.16 ฟงกชนบนทกผลการวด 18 3.17 ฟงกชนแสดงสถานะและแสดงผลการวด 19 3.18 Front Panel ของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง 19 3.19 Front Panel ของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 20 4.1 การก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอร 21 4.2 หนาตางแสดงผลการท างานของระบบ 22 4.3 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟ ทระดบน า 3 นว 22 4.4 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ 24 4.5 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 24

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ฌ

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา 4.6 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ 25 4.7 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 25 4.8 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด 26 4.9 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 26 4.10 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด 27 4.11 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟ ทระดบน า 7 นว 27 4.12 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ 28 4.13 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ 29 4.14 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 30 4.15 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ 30 4.16 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 31 4.17 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 31 4.18 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 32 4.19 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด 32 4.20 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 33 4.21 การก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอร 33 4.22 หนาจอแสดงผลการควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 34 4.23 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 35

ทระดบน า 1 นว 4.24 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ 36 4.25 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 36 4.26 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ 37 4.27 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 37 4.28 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด 38 4.29 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 38 4.30 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด 39 4.31 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 39 4.32 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 40

ทระดบน า 5 นว 4.33 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ 41 4.34 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 42 4.35 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ 42 4.36 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 43

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ญ

สารบญรป (ตอ)

รปท หนา 4.37 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด 43 4.38 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 44 4.39 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด 44 4.40 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 45

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

1

บทท 1 บทน า

1.1 ความเปนมาและความส าคญของปญหา

ดวยเหตทการเรยนการสอนวชาระบบควบคมเนอหาสาระมแตสมการทางคณตศาสตร เพอใหนกศกษาเขาใจเนอหาอยางลกซง ดงนนจงจ าเปนตองศกษาภาคปฏบตควบคกนไป กอรปกบชดทดลองทขายตามทองตลาดนนมราคาแพง ไมคมคากบการลงทน เพราะวาชดทดลองดงกลาวตอบโจทยเนอหาทางดานระบบควบคมไดไมตรงประเดนนก ดงนนงานวจยนจงเลงเหนความส าคญประเดนดงกลาว จงท าการศกษาและสรางชดทดลองของเหลวเพอใชประกอบการเรยนการสอนทงภาคทฤษฎและภาคปฏบตของวชาระบบควบคม ส าหรบการควบคมของเหลวกเปนองคประกอบหนงส าหรบกระบวนการผลตทางดานอตสาหกรรม ดงนนชดทดลองนจงเปนการฝกทกษะทางดานระบบควบคมทเกยวของกบงานทางดานอตสาหกรรมจรง

การควบคมของเหลวเปนองคประกอบทส าคญของกระบวนการผลตในอตสาหกรรมหลายประเภท ยกตวอยางเชน อตสาหกรรมอาหารและยา อตสาหกรรมสารเคม อตสาหกรรมการกลนน ามนและปโตเคม เปนตน [1] หากกลาวถง สวนประกอบของระบบควบคมของเหลว โดยพนฐานแลวจะประกอบดวย ถงเกบของเหลว ปมน า ตวตรวจจบสญญาณปอนกลบเพอควบคมการท างานของระบบดงแสดงรายละเอยดใน [2-3] ส าหรบการออกแบบระบบควบคมของเหลวประเดนหลก คอ การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรและการออกแบบตวชดเชยคาความผดพลาดทเกดขนในระบบ ในอดตมงานวจยทเกยวของกบระบบควบคมของเหลวดงไดอธบายไวใน [4-6] ใน [4] ไดน าเสนอการควบคมระดบและอตราการไหลของน าส าหรบการสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรของระบบไมไดน ามาออกแบบตวชดเชยคาความผดพลาดของระบบแตใชวธการซกเลอร -นโคล (Ziegaler-Nichols) ส าหรบการสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรของการปฏสมพนธแบบ 2 ถง ทน าเสนอไวใน [5-6] นนการไดมาของแบบจ าลองทางคณตศาสตรคอนของยงยากและซบซอน

จากขอจ ากดของงานวจยดงกลาวในบทความนจงน าเสนอขนตอนวธการสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรของระบบควบคมของเหลวทงแบบ 1 ถง และ 2 ถง ซงวธการทน าเสนอไมยงยากและซบซอน ส าหรบการไดมาของฟงกชนถายโอนของระบบ เพอการออกแบบตวชดเชยคาความผดพลาดในระบบควบคม

การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรเปนหวใจส าคญส าหรบการออกแบบระบบควบคมวงรอบปด เพอใหระบบดงกลาวเขาสเปาหมายทก าหนด ในงานวจยนไดน าเสนอขนตอนวธการสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรของระบบควบคมของเหลวแสดงดงแผนภาพบลอกแสดงดงรปท 1 .1 ระบบทน าเสนอประกอบดวย ถงน าบรรจของเหลว 2 ถง พรอมถงพกน า ปมน า แหลงจายก าลงไฟฟา และตวตรวจจบระดบของเหลวแบบ 1 ถงและ 2 ถง เพอน าสญญาณปอนกลบไปควบคมการท างานของระบบ ส าหรบบลอกการควบคมแสดงดงรปท 1.2

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

Valve #1

Sensor #1

PumpTank

1( )FG s

2 ( )FG s

V PV

Valve #2

Valve #4

PV Sensor #2

Valve #3

outfW

outfW

CONV

รปท 1.1 ระบบควบคมของแหลว

Controller Amplifier Water Pump+

-

Sensor

outWrefW

outfW

CONVe

( )PG s

รปท 1.2 แผนภาพบลอกระบบควบคมของเหลว 1.2 วตถประสงคของการวจย

ศกษาและสรางชดทดลองการควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW 1.3 ขอบเขตของการวจย

สรางชดทดลองตนแบบส าหรบการควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW จ านวน 1 ชด 1.4 วธด าเนนการวจย

1.4.1 ศกษาและรวบรวมงานวจยทเกยวของกบการของเหลว 1.4.2 ออกแบบอปกรณฮารดแวร 1.4.3 ออกแบบระบบควบคม 1.4.4 สรางชดทดลอง 1.4.5 ทดสอบการท างานของระบบ 1.4.6 วเคราะหและสรปผลการท างานของระบบ 1.4.7 เขยนเลมสรปผลการวจย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

1.5 ประโยชนของการวจย 1.5.1 ไดชดทดลองการควบคมควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW จ านวน 1 ชด 1.5.2 ใชเปนชดทดลองการเรยนการสอนวชาระบบควบคม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

4

บทท 2 ทฤษฎทเกยวของ

ในบทนจะแสดงรายละเอยดการศกษาทฤษฎทเกยวของกบการด าเนนโครงการวจย เรอง การ

ควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW มรายละเอยดการศกษาดงตอไปน 2.1 องคประกอบของระบบควบคมของเหลว

ระบบควบคมของเหลวทไดจดท าในโครงการวจยนแสดงสวนประกอบพลานต (ระบบ) แสดงดงรปท 2.1 สวนค าสงการควบคมของเหลวใชโปรแกรม LabVIEW โดยมการด DAQ ท าหนาทเชอมตอสญญาณระหวางโปรแกรมกบพลานต โดยบลอกไดอะแกรมการควบคมระบบแสดงดงรปท 2.2

Valve #1

PumpTank

Valve #2

Valve #4

Valve #3

CONV

P V VPcoutW coutW

รปท 2.1 พลานตของโครงการวจย


-

Sensor

outWrefW

outfW

CONVe

( )PG s

DAQ

DAQ

LabVIEW Program

coutW

รปท 2.2 บลอกไดอะแกรมการควบคมของเหลว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

จากพลานตทแสดงดงรปท 2.1 ส าหรบหวใจหลกของการควบคม คอ การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตร ดวยหลกการแลวการควบคมของเหลวเมอไดแบบจ าลองทางคณตศาสตรแลวผลลพธทไดจะเปนระบบอนดบท 1 แสดงดงสมการตอไปน

( )iq t

( )oq t

( )h tA

รปท 2.3 ของเหลวแบบ 1 ถง

จากรปท 2.3 เมออตราการไหลของน าดานเขาเทากบดานออก ดงนนการเปลยนของเหลวในถง

พจารณาได คอ ( )

( ) ( )i o

dh tq t q t A

dt (2.1)

เชนเดยวกนอตราการไหลขาออกเปนสดสวนกบความสงของเหลวดงนน

( ) ( )oq t Ch t (2.2) เมอแทนอตราการไหลขาออกลงในสมการท 2.1 แลวใสการแปลงลาปลาซสมการท 2.1 โดยก าหนดเงอนไขเรมตนใหเทากบศนยจะไดวา

( ) ( ) ( )iQ s CH s AsH s (2.3) ( ) 1/1

( ) 1 ( / )i

H s CQ s C As A C s

( )

( ) 1i

H s KQ s s

(2.4) เมอ

1KC

AC

เมอไดฟงกชนถายโอนของพลานตแลวกสามารถน าไปออกแบบระบบควบคมวงรอบปดได

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

2.2 การออกแบบตวชดเชยคาความผดพลาดของพลานต จากหวขอกอนหนานไดพจารณาฟงกชนถายโอนของพลานตเพอออกแบบระบบควบคมแบบ

วงรอบปด สวนในหวขอนการออกแบบระบบควบคมวงรอบปดส าหรบหาคาพารามเตอรของตวควบคม เพอขจดคาความผดพลาดของระบบ นคออกวธการหนงส าหรบการออกแบบระบบควบคมวงรอบปดนนคอการใชขนตอนวธการของของซกเลอร-นโคลส แบบโปรเซสรแอคชนเครฟ [2] ส าหรบการหาคาพารามเตอรของตวควบคม เพราะวาวธการดงกลาวไมยงยากและซบซอน ดงนนการหาฟงกชนถายโอนของระบบทแมนย า เพอน ามาออกแบบหาคาพารามเตอรของระบบควบคมนน คอนขางจะยงยาก หากฟงกชนถายโอนทไดรบไมถกตองยอมสงผลตอการควบคมการท างานของ พลานต ส าหรบการหาคาอตราขยายของตวควบคมซงการหาคาพารามเตอรส าหรบการปรบแตงระบบควบคมโดยวธของซกเลอร-นโคลส (Ziegler-Nichols) [2] นเปนวธการทงายไมซบซอนโดยมรายละเอยดการดงน

การหาคาพารามเตอรของการควบคม นบวาเปนสงจ าเปนทตองค านง ในการวเคราะหและออกแบบระบบควบคม ทงนกเพอใหไดผลตอบสนองของการควบคมทด และมประสทธภาพทสด ซงการหาคาพารามเตอรน โดยทวไปสามารถกระท าไดหลายวธ บางวธอาศยการพจารณาจากผลตอบสนองของกระบวนการบางวธจะอาศยจากประสบการณในการควบคม หรอบางวธกอาจจะใชวธการทางคณตศาสตร

วธของ ซกเลอร-นโคลส เปนวธการหาคาพารามเตอรของการควบคมดวยวธหนง ทนยมใชกนอยางแพรหลายเปนอยางมากในปจจบน โดยจะพจารณาจากคณลกษณะของกระบวนการหรอผลตอบสนองของกระบวนการโดยการทดลองแสดงดงรปท 2.4 แลวน าขอมลทไดจากการทดลองไปค านวณหาคาพารามเตอรของการควบคมคาพารามเตอรของการควบคมทไดจากวธน จะใหผลตอบสนองของกระบวนการมคาพงเกน (Overshoot) ไมเกนรอยละ 25 แตในบางกระบวนการ อาจจะตองปรบคาพารามเตอรเพมเตมอก เพอใหไดผลตอบสนองของกระบวนการตอการควบคมทด และเหมาะสม

รปท 2.4 ผลตอบสนองของกระบวนการมคาพงเกนไมเกนรอยละ 25

สญญาณเอาตพต

คาเปาหมาย

เวลา

25%

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

การหาคาพารามเตอรของกระบวนการ ซงกคอคา pK iT และ dT จะขนอยกบลกษณะ

ของผลตอบสนองชวขณะ (Transient Response) ของกระบวนการทถกควบคม ซงจะใชวธการหาคาพารามเตอรในโครงการนจะใชวธการของ ซกเลอร-นโคลส แบบโปรเซสรแอคชนเครฟ

การหาคาพารามเตอรของการควบคมดวยวธน จะตองพจารณาคณลกษณะของกระบวนการดวยวธทดสอบ โดยเปลยนระบบควบคมเปนวงรอบเปด (Open Loop) จากนนทดลองปอนสญญาณทดสอบเปนสญญาณอนพตแลวสงเกต การเปลยนแปลงของกระบวนการทางดานเอาตพตแสดงดงรปท 2.5

รปท 2.5 ผลตอบสนองของกระบวนการตอสญญาณทดสอบ

จากการพจารณาผลตอบสนองของกระบวนการเมอปอนสญญาณอนพตทเปนสญญาณระดบหนงหนวย โดยในกรณนระบบตองไมมต าแหนงโพลอยทจดก าเนด หรอตองไมมต าแหนงโพลเชงซอน (Dominant Complex Conjugate Poles) และไมไดตอรวมกบอปกรณควบคมกระบวนการ ดงนนผลตอบสนองของกระบวนการในเชงเวลาจะอยในลกษณะตว S

สญญาณเอาตพต

สญญาณทดสอบ

เวลา

เวลา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

รปท 2.6 การหาคาพารามเตอรดวยวธ โปรเซสรแอคชนเครฟ

ในรปท 2.6 จะพจารณาคาคงทไดสองคาคอ คาเวลาหนวง (Delay Time, to) และคาคงท

เวลา (Time Constant, ) ซงหาไดโดยการลากเสนตรงใหสมผสกบจดทมความชนสงสดและจะไดเสนตรงนตดกบแกนเวลาและแกนเอาตพตจากวธโปรเซสรแอคชนเครฟ สามารถค านวณหาคาพารามเตอรของการควบคมแตละชนดไดตามตารางท 2.1 ตารางท 2.1 การหาคาพารามเตอรของตวควบคมแตละแบบ

ตวควบคมแบบ PK (s)iT (s)dT

พ ot

- -

พไอ 0.9ot

0.3

ot -

พไอด 1.2ot

2 ot 0.5 ot

2.3 โปรแกรม LabVIEW

ส าหรบค าสงการควบคมของเหลวใหไดระดบตามทตองการนน ไดมาจากการค านวณโปรแกรม LabVIEW โปรแกรมนนอกจากท าหนาทนแลว ยงมความสามารถทจะแสดงผลการท างานของระบบควบคมอกขนตอนหนง สวนการรบสญญาณเขามานนจะใชการดรบสงขอมล DAQ แสดงดงรปท 2.7 โดยรายละเอยดของการดรบสงขอมลมรายละเอยดดงน DAQ (Data Acquisition) มลกษณะเปนการดอนเตอรเฟสหรอ แบบทเชอมตอดวยพอรตUSB ท าหนาทเชอมตอกบคอมพวเตอร เพออานคาจากการวด แลวสงขอมลใหกบคอมพวเตอรหรอในทางกลบกนจะท าหนาทรบขอมลทไดจากคอมพวเตอรแลวสรางเปนสญญาณควบคมเพอใชควบคมอปกรณภายนอก โครงสรางของการดรบสงขอมล อาจแตกตางกนไปบางตามลกษณะของงานทจะใช รวมถงการท างานของการดรบสงขอมล กจะตางกนตามชนดสญญาณและฟงกชนการท างาน เชน จ านวนชองสญญาณอนพตเอาตพต อตราการสม (Sampling Rate) ระดบการแยกแยะสญญาณ (Resolution) ความแมนย าและยานของอนพตทรบได (Range) ตวอยางการดรบสงขอมล ของบรษท National Instruments รน NI USB-6008 เชอมตอกบคอมพวเตอรดวยพอรต USB วงจรภายในท

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

ส าคญไดแก วงจรแปลงสญญาณแอนะลอกเปนดจตอล ขนาด 12 บต 8 ชองสญญาณ และวงจรแปลงดจตอลเปนสญญาณแอนะลอก ขนาด 12 บต 2 ชองสญญาณ อตราการสมเทากบ 10 kS/s จ านวนชองสญญาณของดจตอล ทโปรแกรม I/O ได 12 ชองสญญาณ มวงจร Interface กบพอรตUSB ซงจะท าใหคอมพวเตอรสามารถตดตอสอสารกบการดรบสงขอมลดวยพอรต USB

รปท 2.7 การดรบสงขอมลของ National Instruments รน NI USB-6008

จากทกลาวมาในขางตน กอนการเขยนโปรแกรม LabVIEW จะตองมการศกษาออกแบบวงจรก าลงในการขบมอเตอรไฟฟากระแสตรงเสยกอน เพอทจะไดทราบคณลกษณะของสญญาณทตองน าไปควบคม จากนนจงสามารถด าเนนการเขยนโปรแกรมเพอสงสญญาณควบคมมอเตอรโดยผานการดรบสงขอมลทางแอนะลอกเอาตพต (Analog Output) และรบสญญาณปอนกลบความเรวของมอเตอรในรปของแรงดนไฟฟาผานทาง แอนะลอกอนพต (Analog Input) แตถงอยางไรกตาม การควบคมมอเตอรตองมเสถยรภาพทดพอ เพอทจะท าใหการด าเนนกระบวนการเปนไปอยางมประสทธภาพ ตลอดจนถงการออกแบบวงจรปองกนเพอความเสยหายทอาจเกดจากความผดพลาดในการควบคม 2.4 สรป

เนอหาทแสดงในบทน เปนการศกษาหลกการทฤษฎท เกยวของประกอบดวย การสรางแบบจ าลองทางคณตศาสตรเพอหาฟงกชนถายโอนของพลานต การออกแบบคาพารามเตอรของตวควบคม และโปรแกรม LabVIEW ในบทท 3 จะแสดงรายละเอยดการออกแบบงานวจยทน าเสนอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

บทท 3 วธด าเนนการวจย

การด าเนนการจดท างานวจยจากบทท 2 ไดศกษาทฤษฎทเกยวของ ดงนนในบทนจงได

ด าเนนการจดท าวจยตามเงอนไขขอบเขตทไดก าหนดไวในบทท 1 สวนพลานตและบลอกไดอะแกรมส าหรบควบคมของเหลวแสดงดงรปท 3.1 และ 3.2 ตามล าดบ ซงองคประกอบการด าเนนงานประกอบดวยถงจดเกบของเหลวจ านวน 2 ถง ปมน าไฟฟากระแสตรงซงงายตอการออกแบบระบบควบคม ส าหรบหวใจหลกของระบบควบคม คอ การปอนสญญาณ เพอออกแบบระบบควบคมซงงานวจยนใชตวตรวจจบสญญาณการเปลยนความดนใหเปนแรงดนไฟฟาโดยรายละเอยดการออกแบบระบบควบคมแสดงดงตอไปน

Valve #1

PumpTank

Valve #2

Valve #4

Valve #3

CONV

P V VPcoutW coutW

รปท 3.1 ระบบควบคมของแหลว


-

Sensor

outWrefW

outfW

CONVe

( )PG s

DAQ

DAQ

LabVIEW Program

coutW

รปท 3.2 แผนภาพบลอกระบบควบคมของเหลว

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

3.1 ตวตรวจจบระดบน า การออกแบบระบบควบคมเรมตนจากการตรวจจบสญญาณของระดบน าในงานวจยนใชหลกการ

ตรวจจบความดนของน าเปลยนเปนแรงดนไฟฟา น ารน EL-PWLS039XX-VPXXX สามารถวดความดนตงแต 0 กโลบาร ถง 3.29 กโลบาร และระดบน าท 0 เซนตเมตร ถง 39 เซนตเมตร ความละเอยดท 1 มลลเมตร แรงดนเอาตพตทไดระหวาง 0.5 โวลต ถง 4.5 โวลต ส าหรบน ามาออกแบบการควบคมผลการทดสอบตวตรวจจบแสดงดงรปท 3.3 เปนผลทดสอบการท างานของตวตรวจจบระดบน า จากผลการทดสอบเมอเปลยนระดบน าจาก 0 นว ถง 8 นว จะเหนไดวามยานแรงดนเปลยนแปลงตามระดบน าโดยมแรงดนเปลยนแปลงอยในยาน 1.96 โวลต ถง 3.82 โวลต

1.962.18

2.382.64

2.93.14

3.383.6

3.82

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

Vo

ltag

e (

V)

waterlevel Output Sensor

รปท 3.3 ขนาดแรงดนเอาตพตแปรผนกบความดนของน า

3.2 การดรบสงขอมล ( DAQ )

การดรบส งขอมลท าหน าท ร บสญญาณเอาต พตจากต วตรวจจบระดบน ามา เข าท ขาแอนะลอกอนพต เพอน าสญญาณยอนกลบไปออกแบบระบบควบคมบนโปรแกรม LabVIEW หลงจากนนสงสญญาณควบคมจากขาแอนะลอกเอาตพตสงไปทวงจรในโครงงานนเลอกขาของการดรบสงขอมลควบคมการท างานของปมน าแสดงในรปท 3.4 มรายละเอยดดงน

3.2.1 ขาแอนะลอกอนพต AI0 และ ขา AI4 จะรบสญญาณจากตวตรวจจบระดบน าตวท 1 ขา AI0 รบแรงดนขวบวก ขา AI4 รบแรงดนขวลบ

3.2.2 ขาแอนะลอกอนพต AI1 และ ขา AI5 จะรบสญญาณจากตวตรวจจบระดบน าตวท 2 ขา AI1 รบแรงดนขวบวก ขา AI5 รบแรงดนขวลบ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

3.2.3 ขาแอนะลอกเอาตพตขา AO0 และขา GND จะท าการสงขอมลเปนแรงดนเอาตพตระหวาง 0 โวลต ถง 5 โวลตออกไปทวงจรสรางสญญาณพลสวดมอดเลชนเขาทขา 3 ของไอซเบอร TL494

3.2.4 ขาแอนะลอกเอาตพตขา AO1 และขา GND จะท าการสงขอมลเปนแรงดนเอาตพตระหวาง 0 โวลต ถง 5 โวลตออกไปทวงจรสรางสญญาณพลสวดมอดเลชนเขาทขา 3 ของไอซเบอร TL494 ดงแสดงในรปท 3.5 ตามล าดบ

รปท 3.4 ขาอนพตและเอาตพตของการดรบสงขอมล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

74LS14N

+12 V

8 11 12

1C 2C ccV

AO 03

4

5

6

7

47 nF

23.4kTC

TR

DT

Comp

Gnd

(5 V)REFV14

2E

1E9

10

494TL

Gnd

7

1A

ccV

1

1Y

2

MC33926

EN

2D

SF

1N2N1DINV

Gnd

1OUT

2OUTPUMP

+

-

+12 V

14

รปท 3.5 วงจรควบคมปมน า

รปท 3.6 สญญาณพลสวดมอดเลชนกรณไมมสญญาณปอนกลบมาทไอซ Tl 494

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

รปท 3.7 สญญาณพลสวดมอดเลชนกรณมสญญาณปอนกลบมาทไอซ Tl 494

3.3 วงจรกลบสญญาณ วงจรกลบสญญาณโดยใชไอซเบอร 74LS14N น ามาใชเพอกลบสญญาณเอาตพตทไดจากไอซ

เบอร TL494 จากผลการทดลองแสดงในรปท 3.6 และรปท 3.7 จะเหนไดวาเมอมสญญาณควบคมมาทขา 3 ของไอซเบอร TL494 จะไดสญญาณพลสวดมอดเลชนทมความกวางพลสลดลงในทางกลบกนเมอไมมสญญาณควบคมทขา 3 ความกวางของพลสจะมความกวางประมาณเกอบ 100 เปอรเซนตแตสญญาณควบคมการท างานของปมน าจะมแรงดนดงรปท 3.8

1 V

5 V

5 V

5 V

0 V

0 V

0 V

Vcon1

Vcon2

รปท 3.8 สญญาณพลสวดมอดเลชน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

รปท 3.9 สญญาณทออกจากขา 2 ของไอซเบอร 74LS14N

3.4 ระบบควบคมการท างานของปมน า โดยน าสญญาณควบคมทออกจากขา 2 ของไอซเบอร 74LS14N มาเขาทขา N1 ของไอซเบอร

MC33926 สวนแหลงไฟดานควบคมของไอซเบอร MC33926 จะมแรงดน 5 โวลตทไดจากไอซเบอร TL494 มาตอเขาทขา EN ขา D2 และ ขา SF และทขา D1 และขา N2 น าไปตอลง Gnd ตามล าดบดานแหลงจายไฟทใหกบปมน าจะตอกบไฟฟากระแสตรง 12 โวลต มาเขาทขา Vin และขา Gnd ของไอซเบอรMC33926 และน าสญญาณควบคมทออกจากขา OUT1 และขา OUT2 ไปควบคมปมน า ดงรปท 3.5

รปท 3.10 บลอกไดอะแกรม ระบบควบคมของ 1 ถง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

รปท 3.11 บลอกไดอะแกรม ระบบควบคมของ 2 ถง 3.5 การออกแบบระบบควบคมโดยใชโปรแกรม LabVIEW

สาระส าคญในหวขอนจะกลาวถง การเขยนโปรแกรมวดและควบคมระดบของเหลวดวยฟงกชนพไอดทมอยในโปรแกรม LabVIEW และรวมไปถงการเขยนโปรแกรม เพอจดรปแบบและเกบขอมลส าหรบการควบคมระดบของเหลว ประกอบดวยสวนทส าคญดงน

3.5.1 บลอก DAQ Assistant เพอรบสงสญญาณควบคมจากภายนอก เนองจากการควบคมระดบของเหลว ดวยวงรอบปดมการสงสญญาณไฟฟาเพอควบคมปมน าและรบสญญาณระดบน าซงเปนสญญาณปอนกลบในรปของแรงดนไฟฟาอกทงยงมการสงสญญาณไฟฟาเพอขบปมน าและสงสญญาณควบคมโซลนอยดวาลว ดงนน บลอกของ DAQ Assistant จะมทงหมด 6 บลอกหลกๆ ประกอบดวย Analog Input DAQ Assistant 2 บลอก Analog Output DAQ Assistant 3 บลอกดงแสดงในรปท 3.12 และการตงคา Sample ในโหมด on Demand Samples to read 1000 (1k) ทความถ 1 กโลเฮรตซ แสดงในรปท 3.13

รปท 3.12 บลอก DAQ Assistant

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

รปท 3.13 การตงคา Analog Input DAQ Assistant

3.5.2 ฟงกชนพไอดท าหนาเปนตวชดเชยคาความผดพลาดของระบบควบคมทส าหรบควบคมการท างานของปมน า สวนหนงในขนตอนการหาคาพารามเตอรของการควบคมนนจะตองหาผลตอบสนองตอระดบแรงดน ในขณะทระบบท างานแบบวงรอบเปด เพอหาคาพารามเตอรของการควบคมแบบพ พไอและพไอด Block Diagrams และ Front panel แสดงในรปท 3.14 (ก) และ (ข)

(ก) ฟงกชน PID Advance (ข) ฟรอนทพาแนล PID gains

รปท 3.14 ฟงกชน PID

3.5.3 ฟงกชนปรบอตราสวน (Scaling and Mapping) ระหวางแรงดนไฟฟาแอนะลอกอนพต (Analog Input) และแอนะลอก เอาตพต (Analog Output) จากรปท 3.15 ฟงกชนดงกลาวจะปรบอตราสวนระหวางแรงดนไฟฟาทรบจากตวตรวจจบระดบน าและแรงดนไฟฟาจากการดรบสงขอมลทไปควบคมสญญาณพลสวดมอดเลชน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

รปท 3.15 ฟงกชนปรบอตราสวนของแรงดนไฟฟา

3.5.4 ฟงกชนบนทกผลการวด เมอตองการหาคาพารามเตอรในการควบคม จงเปนเรองจ าเปน

อยางยงทจะตองมการบนทกขอมลเกบไวเพอน าขอมลดงกลาวมาแสดงผลในรปของกราฟ อกทงยงใชบนทกผลการตอบสนองของกระบวนการภายหลงจากการปรบคาพารามเตอรแลว โดยท าการบนทกทกๆ 100 วนาท ดงแสดงในรปท 3.16

รปท 3.16 ฟงกชนบนทกผลการวด

3.5.5 ฟงกชนแสดงสถานะและแสดงผลการวด จากรปท 3.17 จะเหนไดวารปแบบการแสดงสถานะและการแสดงผลจะมความแตกตางกน ไมวาจะเปนการแสดงผลในสถานะทางดจตอลในรปของการตดดบของหลอดไฟใน Front Panel หรอเปนการแสดงผลแบบแอนะลอกในรปของปรมาณการวด ทงนขนอยกบความเหมาะสมกบการใชงาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

รปท 3.17 ฟงกชนแสดงสถานะและแสดงผลการวด

ภายหลงจากการวางบลอกในหนาตางของ Front Panel เรยบรอยแลว จากนนจงท าการจดต าแหนงของอปกรณใหอยในต าแหนงทเหมาะสม ดงแสดงในรปท 3.18 และ รปท 3.19

รปท 3.18 Front Panel ของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

รปท 3.19 Front Panel ของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง 3.6 สรป

เมอไดด าเนนการออกแบบระบบควบคมของเหลวโดยใชโปรแกรม LabVIEW ทงแบบ 1 ถงและ2 ถง ตอไปในบทท 4 จะไดท าการทดสอบการท างานของระบบควบคมทน าเสนอ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

บทท 4 ผลการด าเนนการวจย

จากการศกษาทฤษฎทเกยวของ และการออกแบบระบบควบคมทไดแสดงรายละเอยดไวในบท

กอนหนาน ในบทนจะแสดงผลการทดสอบการท างานของระบบทสรางขน ตามขอบเขตทก าหนดไวในบทท 1 มรายละเอยดดงตอไปน

4.1 การหาคาพารามเตอรของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง กอนการเรมการทดลองจะมวธใชงานโปรแกรม ดงน 4.1.1 คลกทไอคอน TANK 1.VI เพอเขาโปรแกรม 4.1.2 คลกทไอคอน Running เพอ Run โปรแกรมและก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอรของระบบควบคม แลวคลก OK เพอเรมตนการท างานดงแสดงในรปท 4.1

รปท 4.1 การก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอร

4.1.3 จากรปท 4.2 ท าการอานคา OFFSET แลวใสลงไปในชอง ZERO POINT ใหเทากนและท าการใสตวคณลงไปในชอง GAIN และคาตวคณจะอยทประมาณ 3.7-5 และท าการใสคา SETPOINT และโปรแกรมจะเรมท างานปมน าจะท าการสงน าขนมาจนถงระดบ SETPOINT ปมกจะหยดท างาน 4.1.4 เลอกการควบคมใหเปนแบบวงรอบเปด (Manual Control) โดยปรบสวตชใหอยในสภาวะ Open Loop Control ไฟตด ดงแสดงในรปท 4.2 4.1.5 คลกปม Stop ท Front Panel แลวน าไฟลทบนทกไวมาหาคาพารามเตอรตางๆ จากกราฟ ดงแสดงในรปท 4.2 แลวน าคา

0t และ ไปใชค านวณหาคาพารามเตอรของการควบคม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

ชนดตางๆ จากตารางท 2.1 แตเนองดวยการก าหนดคาพารามเตอรของการควบคมในโปรแกรม LabVIEW โดยเฉพาะการก าหนดคา iT และ

dT นนจะตองแปลงหนวยใหเปนในรปของ วนาท กอนจงจะสามารถหาคาพารามเตอรไดจากตาราง ท 2.1 จากรปท 4.3 อานคา

ot ไดเทากบ 2.4 วนาท และ ไดเทากบ 31.08 วนาท ดงนนสามารถค านวณหาคาพารามเตอรของระบบควบคมไดดงน

รปท 4.2 หนาตางแสดงผลการท างานของระบบ

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Vo

ltag

e(V

)

Time(s)

Setpoint

Voltage

รปท 4.3 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟ ทระดบน า 3 นว การควบคมแบบพ

p

0

τ 31.08K = = = 12.95

t 2.4

= 2.4 s

= 31.08 s

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

การควบคมแบบพไอ

p

0

τ 31.08K = 0.9 = 0.9 = 11.655

t 2.4

0i

t 1 2.4 1T = × = × = 0.133min

0.3 60 0.3 60

การควบคมแบบพไอด

p

0

τ 31.08K = 1.2 = 1.2 = 15.540

t 2.4

i 0

1 1T = 2t × = 2×2.4× = 0.08min

60 60

d 0

1 1T = 0.5t × = 0.5×2.4× = 0.02min

60 60

ตารางท 4.1 คาพารามเตอรตวควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 3 นว

การควบคม pK iT dT

แบบพ 12.95 - - แบบพไอ 11.655 0.133 - แบบพไอด 15.54 0.08 0.02

4.2 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ทระดบ 3 นว

จากขอมลคาพารามเตอรของตวควบคมแสดงดงตารางท 4.1 เมอน ามาทดสอบควบคมการท างานของเหลวแบบ 1 ถง ทระดบน า 3 นว มผลการทดสอบดงตอไปน 4.2.1 หาผลตอบสนองของระบบควบคมแบบ พ พไอ พด และพไอด การควบคมแบบพโดยก าหนดคา Kp ไดคาเทากบ 12.95 เพอควบคมของเหลว ความสงของระดบน าในถงเทากบ 3 นวหรอเปรยบเทยบแรงดนเทากบ 3 โวลต การควบคมการท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.4 นว ใชเวลา 35.4 วนาท แสดงในรปท 4.4 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทงเปนเวลา 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงมากสดประมาณ 1นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.5

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

35.4 s

รปท 4.4 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ

1.00

1.50

2.00

2.50

3.00

3.50

4.00

4.50

5.00

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.4 V

1 V

รปท 4.5 ผลตอบสนองการควบคมแบบพ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ

การควบคมแบบพไอโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 11.655 และ iT ไดคาเทากบ 0.133 นาท เพอควบคมของเหลว ความสงของระดบน า ในระดบน า 3 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 3 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.4 นว ใชเวลา 34.04 วนาท แสดงในรปท 4.6 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.9 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.7

( 0.4 นว )

( 1 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

34.04 s

รปท 4.6 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.4 V

0.9 V

รปท 4.7 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอ เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ

การควบคมแบบพดโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 15.540 และdT ไดคาเทากบ 0.02 นาท

เพอควบคมของเหลว ความสงของระดบน าในระดบน า 3 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 3 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.68 นว ใชเวลา 35.76 วนาท แสดงในรปท 4.8 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 1 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.9

( 0.9 นว )

( 0.4 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

35.76 s

รปท 4.8 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Vo

ltag

e (V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.68 V

1 V

รปท 4.9 ผลตอบสนองการควบคมแบบพด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ

การควบคมแบบพไอดโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 15.540 iT ไดคาเทากบ 0.08 นาท และ

dT ไดคาเทากบ 0.02 นาท เพอควบคมของเหลว ความสงของระดบน าในระดบน า 3 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 3 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.3 นว ใชเวลา 33.552 วนาท แสดงในรปท 4.10 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.8 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.11

( 1 นว )

( 0.68 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

33.552 sec

รปท 4.10 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

5

Vo

ltag

e (

V)

Time(s)

Setpoint

Voltage

0.3V

0.8 V

รปท 4.11 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 4.3 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ทระดบ 7 นว

การหาคาพารามเตอรทระดบน า 7 นว แสดงดงรปท 4.12 อานคา ไดคาเทากบ 3.36 วนาท ไดคาเทากบ 63.792 วนาท ดงนนสามารถค านวณหาคาพารามเตอรของตวควบคมไดและสรปคาพารามเตอรของตวควบคมแตละแบบดงตารางท 4.2

( 0.8 นว )

( 0.3 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vo

ltag

e(V

)

Time(S)

Setpoint

Voltage

รปท 4.12 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟ ทระดบน า 7 นว

การควบคมแบบพ

p

0

τ 63.792K = = = 19.985

t 3.36


p

0

τ 63.792K = 0.9 = 0.9 = 17.987

t 3.36

0i

t 1 3.36 1T = × = × = 0.186min

0.3 60 0.3 60


p

0

τ 63.792K = 1.2 = 1.2 = 23.982

t 3.36

i 0

1 1T = 2t × = 2×3.36× = 0.112min

60 60

d 0

1 1T = 0.5t × = 0.5×3.36× = 0.028min

60 60




= 3.36 s = 63.792 s

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

4.3.1 หาผลตอบสนองของระบบควบคมแบบ พ พไอ พด และพไอด การควบคมแบบพโดยก าหนดคา Kp ไดคาเทากบ 19.985 เพอควบคมของเหลว ความสง

ของระดบน าในถงเทากบ 7 นวหรอเปรยบเทยบแรงดนเทากบ 7 โวลต การควบคมการท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.7นว ใชเวลา 83 วนาท แสดงในรปท 4.13 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.7 นว และตวควบคมสามารถจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.14

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

83 s


สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.7 V

0.7 V


การควบคมแบบพไอโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 17.978 และ iT ไดคาเทากบ 0.186 นาท ในระดบน า 7 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 7 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.7 นว ใชเวลา 82.2 วนาท แสดงในรปท 4.15ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.65 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.16

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

82.2 s


( 0.7 นว )

( 0.7 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

Vo

ltag

e(V

)

Time(s)

Setpoint

Voltage

0.7 V

0.7 V


การควบคมแบบพดโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 23.982 และ dT ไดคาเทากบ 0.028

นาท ในระดบน า 7 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 7 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเร มท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.8 นว ใชเวลา 84.145 วนาท แสดงในรปท 4.17 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.8 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.18

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

84.145 s


( 0.7 นว )

( 0.7 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.79 V

0.8 V



dT ไดคาเทากบ 0.028 นาท ในระดบน า 7 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 7 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.6 นว ใชเวลา 82.56 วนาท แสดงในรปท 4.19 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.6 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.20

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

82.56 s


( 0.79 นว )

( 0.8 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

5

5.5

6

6.5

7

7.5

8

8.5

9

Vo

ltag

e(V

)

Time(s)

Setpoint

Voltage

0.7V

0.6 V

รปท 4.20 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ 4.4 วธเรมทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง

ส าหรบการออกแบบระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ด าเนนการดงตอไปน 4.4.1 คลกทไอคอน TANK 2.VI เพอเขาโปรแกรม 4.4.2 คลกทไอคอน Running เพอ Run โปรแกรมและก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอรของระบบควบคม แลวคลก OK เพอเรมตนการท างานดงแสดงในรปท 4.21

รปท 4.21 การก าหนดชอไฟลทตองการบนทกเพอหาคาพารามเตอร

( 0.6 นว )

( 0.7 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34

4.4.3 จากรปท 4.21 ท าการอานคา OFFSET 1 และ 2 แลวใสลงไปในชอง ZERO POINT 1 และ 2 ใหเทากนและท าการใสตวคณลงไปในชอง GAIN 1 และ 2 และคาตวคณจะอยทประมาณ 3.7-5 และท าการใสคา SETPOINT และโปรแกรมจะเรมท างานปมน าดดน าเขามาทางถงท 1 และไหลสถงท 2 จนถงระดบ SETPOINT ในถงท 2 ปมกจะหยดท างาน 4.4.4 เลอกการควบคมใหเปนแบบวงรอบเปด (Manual Control) โดยปรบสวตชใหอยในสภาวะ Open Loop Control ไฟตด ดงแสดงในรปท 4.21 4.4.5 คลกปม Stop ท Front Panel แลวน าไฟลทบนทกไวมาหาคาพารามเตอรตางๆ จากกราฟ ดงแสดงในรปท 4.22

รปท 4.22 หนาจอแสดงผลการควบคมของเหลวแบบ 2 ถง

4.5 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 1 นว

การหาคาพารามเตอรของตวควบคมทระดบน า 1 นว แสดงดงรปท 4.23 อานคา ไดคาเทากบ 4.52 วนาท ไดคาเทากบ 41.28 วนาท ดงนนสามารถค านวณหาคาพารามเตอรของตวควบคม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vo

ltag

e (

V)

TIme (s)

Setpoint

Voltage

รปท 4.23 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 1 นว การควบคมแบบพ

p

0

τ 41.28K = = = 9.132

t 4.52


p

0

τ 41.28K = 0.9 = 0.9 = 8.219

t 4.52

0i

t 1 4.52 1T = × = × = 0.251min

0.3 60 0.3 60


p

0

τ 41.28K = 1.2 = 1.2 = 10.959

t 4.52

i 0

1 1T = 2t × = 2×4.52× = 0.150 min

60 60

d 0

1 1T = 0.5t × = 0.5×4.52× = 0.038 min

60 60




= 4.52 s = 41.28 s

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

4.5.1 หาผลตอบสนองของระบบควบคมแบบ พ พไอ พด และพไอด การควบคมแบบพโดยก าหนดคา Kp ไดคาเทากบ 9.132 เพอควบคมของเหลว ความสง

ของระดบน าในถงเทากบ 1 นวหรอเปรยบเทยบแรงดนเทากบ 1 โวลต การควบคมการท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.5 นว ใชเวลา 53.52 วนาท แสดงในรปท 4.24 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 1 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.25

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

53.52 s


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Vo

ltag

e(V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.5 V

1 V


( 0.5 นว )

( 1 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

การควบคมแบบพไอโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 8.219 และ iT ไดคาเทากบ 0.251 นาท ในระดบน า 1 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 1 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.42 นว ใชเวลา 57.12 วนาท แสดงในรปท 4.26 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.9 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.27

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vo

ltag

e (V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

57.12 s


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Vo

ltag

e(V

)

Time (s)

SetpointVoltage

0.42 V

0.9 V


( 0.42 นว )

( 0.9 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

การควบคมแบบพดโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 10.959 และdT ไดคาเทากบ

0.038 นาท ในระดบน า 1 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 1 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.75 นว ใชเวลา 60.12 วนาท แสดงในรปท 4.27 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.75 นวและตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.28

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

60.12 s


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.4 V

0.75 V


( 0.4 นว )

( 0.75 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39


dT ไดคาเทากบ 0.038 นาท ในระดบน า 1 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 1 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.58 นว ใชเวลา 55.31 วนาท แสดงในรปท 4.30 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.82 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.31

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Vo

ltag

e (

V)

Time (S)

Setpoint

Voltage

55.31 s


0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

Vo

ltag

e(V

)

Time(s)

Setpoint

Voltage

0.58 V

0.82 V

รปท 4.31 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ

( 0.58 นว )

( 0.82 นว )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

4.6 ทดสอบการท างานของระบบควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 5 นว การหาคาพารามเตอรทระดบน า 5 นว แสดงดงรปท 4.32 อานคา ไดคาเทากบ 9.72 วนาท

ไดคาเทากบ 237.72 วนาท ดงนนสามารถค านวณหาคาพารามเตอรของตวควบคมไดและสรปผลไวในตารางท 4.4

0

1

2

3

4

5

6

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Satpoint

Voltage

รปท 4.32 การหาคาพารามเตอรดวยวธโปรเซสรแอคชนเครฟควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ทระดบน า 5 นว

การควบคมแบบพ

p

0

τ 237.72K = = = 24.457

t 9.72


p

0

τ 237.72K = 0.9 = 0.9 = 22.011

t 9.72

0i

t 1 9.72 1T = × = × = 0.54min

0.3 60 0.3 60


p

0

τ 237.72K = 1.2 = 1.2 = 29.348

t 9.72

i 0

1 1T = 2t × = 2×9.72× = 0.324min

60 60

d 0

1 1T = 0.5t × = 0.5×9.72× = 0.081min

60 60

= 9.72 s = 237.72 s

Setpoi

nt

Voltag

e

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41




4.6.1 หาผลตอบสนองของระบบควบคมแบบ พ พไอ พด และพไอด การควบคมแบบพโดยก าหนดคา Kp ไดคาเทากบ 24.457 เพอควบคมของเหลว ความสงของระดบน าในถงเทากบ 5 นว หรอเปรยบเทยบแรงดนเทากบ 5 โวลต การควบคมการท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.6 นว ใชเวลา 157.44 วนาท แสดงในรปท 4.33 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 1.1 นวและตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงรปท 4.34

0

1

2

3

4

5

6

Vo

ltag

e (

V)

TIme(s)

Satpoint

Voltage

157.44 s


Setpoi

nt

Voltag

e

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.6 V

1.1 V


การควบคมแบบพไอโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 22.011 และ iT ไดคาเทากบ 0.54 นาท ในระดบน า 5 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 5 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.8 นว ใชเวลา 156.76 วนาท แสดงในรปท 4.35 ระดบน าเรมคงทและเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.88 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมให ของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.36

0

1

2

3

4

5

6

Vo

ltag

e(V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

156.76 s


( 0.6 นว)

( 1.1 นว)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

Vo

ltag

e (

V)

Time(s)

Setpoint

Voltage

0.8 V

0.88 V


การควบคมแบบพดโดยการก าหนดคา pK ไดคาเทากบ 29.348 และ dT ไดคาเทากบ

0.081 นาท ในระดบน า 5 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 5 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.6 นว ใชเวลา 155.58 วนาท แสดงในรปท 4.37 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 0.9 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงรปท 4.38

0

1

2

3

4

5

6

Vo

ltag

e (

V)

Time (s)

Satpoint

Voltage

155.88 s


Setpoin

t

Voltage

( 0.88 นว)

( 0.8 นว)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

Vo

ltag

e (V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.6 V

0.9 V



dT ไดคาเทากบ 0.081 นาท ในระดบน า 5 นว เปรยบเทยบแรงดนเทากบ 5 โวลต ผลทไดคอ การท างานปมน าเรมท างานจนถงระดบเกนระดบอางองไปประมาณ 0.8 นว ใชเวลา 155 วนาท แสดงในรปท 4.39 ระดบน าเรมคงท และเรมใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบโดยการเปดน าทง 30 วนาท จะพบวาระดบน าลดลงประมาณ 1.3 นว และตวควบคมจะพยายามควบคมใหของเหลวเขาสสภาวะคงตว ดงแสดงในรปท 4.40

0

1

2

3

4

5

6

Volt

age

(V)

Time (s)

Satpoint

Voltage

155 s


Setpoin

t

Voltage

( 0.9 นว)

( 0.6 นว)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45

3

3.5

4

4.5

5

5.5

6

6.5

7

Vo

ltag

e (V

)

Time (s)

Setpoint

Voltage

0.8 V

1.3 V

รปท 4.40 ผลตอบสนองการควบคมแบบพไอด เมอมสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ

ตารางท 4.5 สรปการควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ระดบ 3 นว

ชนดการควบคม ชวงเวลาเขาสสภาวะคงตว มสญญาณรบกวน

ts (s) Ue (V) tl (s) Ud (V) การควบคมแบบพ 35.4 0.4 30 1 การควบคมแบบพไอ 34.04 0.4 30 0.9 การควบคมแบบพด 35.76 0.68 30 1 การควบคมแบบพไอด 33.552 0.3 30 0.8

เมอ ts คอชวงเวลาทเขาสสภาวะคงตว Ue คอแรงดนเกนหลงจากเขาสสภาวะคงตว tl คอชวงเวลาทมการปลอยสญญาณรบกวนเขาไปในระบบ Ud คอแรงดนตก หมายเหต แรงดน 1 โวลต มคาเทากบระดบของเหลว 1 นว

( 1.3 นว)

( 0.8 นว)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

46


ชนดการควบคม ชวงเวลาเขาสสภาวะคงตว มสญญาณรบกวน ts (s) Ue (V) tl (s) Ud (V)

การควบคมแบบพ 83 0.7 30 0.68 การควบคมแบบพไอ 82.2 0.7 30 0.65 การควบคมแบบพด 84.145 0.79 30 0.8 การควบคมแบบพไอด 82.56 0.7 30 0.6

ผลการทดสอบแสดงดงตารางท 4.5 และ 4.6 ไดสรปผลการทดลองควบคมของเหลวแบบ 1 ถง ดวยตวการควบคมแบบพ พไอ พด และพไอด จะเหนไดวาระบบควบคมสามารถควบคมระดบน าใหเขาสเปาหมายกบคาทก าหนด มคามคาความผดพลาดประมาณรอยละ 12.3 เมอใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบด าเนนการโดยปลอยน าทงไว 30 วนาท ระบบจะพยายามรกษาระดบน าทคาเปาหมายได ตารางท 4.7 สรปการควบคมของเหลวแบบ 2 ถง ระดบ 1 นว

ชนดการควบคม ชวงเวลาเขาสสภาวะคงตว มสญญาณรบกวน

ts (s) Ue (V) tl (s) Ud (V) การควบคมแบบพ 53.52 0.5 30 1 การควบคมแบบพไอ 57.12 0.42 30 0.9 การควบคมแบบพด 60.12 0.4 30 0.75 การควบคมแบบพไอด 55.31 0.58 30 0.82


ชนดการควบคม ชวงเวลาเขาสสภาวะคงตว มสญญาณรบกวน ts (s) Ue (V) tl (s) Ud (V)

การควบคมแบบพ 157.44 0.6 30 1.1 การควบคมแบบพไอ 156.76 0.8 30 0.88 การควบคมแบบพด 155.58 0.6 30 0.9 การควบคมแบบพไอด 155 0.8 30 1.3

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

47

และตารางท 4.7 และ 4.8 สรปผลการทดลองแบบ 2 ถง การควบคมแบบตาง ๆ จะเหนไดวาระบบควบคมสามารถควบคมระดบน าใหเขาสเปาหมายกบคาทก าหนด มคาความผดพลาดประมาณรอยละ 26 เมอใสสญญาณรบกวนเขาไปในระบบด าเนนการโดยปลอยน าทงไว 30 วนาท ระบบจะพยายามรกษาระดบน าทคาเปาหมายได 4.7 สรป

อางถงผลการทดสอบระบบควบคมของเหลงโดยใชโปรแกรม LabVIEW จะเหนไดวาการวเคราะหและออกแบบระบบควบคมสามารถท าใหมองเหนภาพทเปนจรงส าหรบการออกแบบระบบควบคม ผลงานทไดรบเหมาะกบการเรยนการสอนในวชาปฏบตการระบบควบคมซงเปนประโยชนตอผเรยนวชาน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

บทท 5 สรปผลและขอเสนอแนะ

5.1 สรปผลการท าวจย

จากเงอนไขขอบเขตทไดก าหนดไวในบทท 1 นนจะเหนไดวา ระบบควบคมของเหลวทงแบบ 1 ถง และ 2 ถง นนสามารถด าเนนการไดตามเงอนไขการก าหนดคาเปาหมาย มคาความผดพลาดตามคณลกษณะเฉพาะของตวควบคมแตละแบบ ดงนนผลงานวจยทไดจดท าขนยงถกน าไปใชกบการเรยนการสอนวชาปฏบตระบบควบคม โดยใชเปนชดสาธตการออกแบบระบบควบคมวงรอบปด ผลทไดนกศกษาสามารถเขาใจเนอหาสาระในการเรยนรไดลกซง

5.2 ขอเสนอแนะในการท าวจยตอไป

5.2.1 สบเนองจากวา ตวโปรแกรม LabVIEW เปนโปรแกรมเชงพานช ดงนนควรจะลองศกษาตวควบคมแบบอนๆ เชน dsPIC หรอ STM32F4 ซงกสามารถใชการควบคมไดเชนเดยวกน

5.2.2 การออกแบบหนาจอแสดงผลนนควรออกแบบแสดงใหเหนภาพทเปนจรงของระบบควบคมไดมากกวาน รวมถงการใชงานทงายไมซบซอน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

49

เอกสารอางอง

[1] YoungHoon Na Sin Kim Jinsu Kim and Jietae Lee. 2011. Development of Liquid Level Control System Using Web Cam. International Conference on Control Automation and Systems: 1527-1528.

[2] Min Li Xing-wen Chen and Yan Liu. 2009. Realization of Liquid Level Real-time Control System Based on LabVIEW. International Conference on Information Engineering and Computer Science 2009: pp 1-4.

[3] Sandip A. Mehta Jatin Katrodiya and Bhargav Mankad. 2011. Simulation, Design and Practical Implementation of IMC tuned Digital PID controller for liquid level control system. International Conference on Electronics Communications and Control (ICECC) 2011:pp. 1-5.

[4] ชชวาล พรพฒนกล และธวชชย จตตสนธ. 2556. การควบคมระดบอตราการไหลของน าแบบคาสเคดดวยระบบสอสารแบบฟลดบส. การประชมวชาการเครอขายวศวกรรมไฟฟามหาวทยาลยราชมงคล ครงท 5: 273-276.

[5] BI Shujiao and DONG Feng. 2012. Modeling for Liquid-Level Control System in Beer Fermentation Process. Proceedings of the 31st Chinese Control Conference: 1739-1744.

[6] Muhammad Usman Khalid and Muhammad Bilal Kadri. 2012. Liquid Level Control of Nonlinear Coupled Tanks. Emerging Technologies (ICET) 2012 International Conference on System using Linear Model Predictive Control: 1-5.

[7] Norman S. NISE. 2011. Control Systems Engineering. 4. United States of America: John Wiley & Sons, Inc..

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

50

ประวตผวจย 1.1 ชอ นายยทธนา นามสกล กนทะพะเยา 1.2 วน เดอน ปเกด 25 สงหาคม 2516 1.3 การศกษา

วฒการศกษา วชาเอก สถาบนการศกษา ปการศกษาทจบ ค.อ.บ. วศวกรรมไฟฟา มจธ. 2540 วศ.ม. วศวกรรมไฟฟา มจธ. 2545 ปร.ด. วศวกรรมไฟฟา มจพ. 2554

1.4 ต าแหนง

ผชวยศาสตราจารย ประจ าสาขาวชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ศนยนนทบร 7/1 ถ.นนทบร 1 ต.สวนใหญ อ.เมอง จ.นนทบร 11000 โทรศพท 02-969-1369-74 ตอ 2923

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

51

ประวตผวจย 1.1 ชอ นายเฉลมพล นามสกล เรองพฒนาววฒน 1.2 วน เดอน ปเกด 5 ธนวาคม 2513 1.3 การศกษา

วฒการศกษา วชาเอก สถาบนการศกษา ปการศกษาทจบ ค.อ.บ. วศวกรรมไฟฟา มจพ. 2538 ค.อ.ม. วศวกรรมไฟฟา มจพ. 2545 วศ.ม. วศวกรรมไฟฟา มทรธ. 2550

1.4 ต าแหนง

ผชวยศาสตราจารย ประจ าสาขาวชาวศวกรรมไฟฟา คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ศนยนนทบร 7/1 ถ.นนทบร 1 ต.สวนใหญ อ.เมอง จ.นนทบร 11000 โทรศพท 02-969-1369-74 ตอ 2923

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ภาคผนวก ก

ผลงานสวนหนงทเผยแพรในวารสารวชาการระดบนานาชาต

Documents

รายงานวิจัย ÿ ü ó õ ö - RMUTSBresearch.rmutsb.ac.th/fullpaper/2558/2558240240294.pdf · รายงานวิจัย . ... บทที่ 5