มาโปรยยาหอมเรื่อง PID เอาไว้ก่อนครับ เพราะเห็นว่าเพื่อนๆ น้องๆ หลายคนสนใจเรื่องการติดตั้ง PID กัน
ก่อนอื่นเลยเพื่อให้ผู้อ่านเกิดความมั่นใจในตัวผู้เขียน ว่ามีความรู้เรื่องไฟฟ้า-อิเล็กทรอนิคส์ ที่สามารถจะอธิบาย และตอบปัญหาได้ในระดับหนึ่ง ก็คงต้องแนะนำตัวกันเล็กน้อยเกี่ยวกับเบื้องหลังของร้อยตะวันพอหอมปากหอมคอ ว่ามีสกิลทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิคส์อยู่พอสมควรเช่นกัน เพราะผมเรียนจบมาจากวิทยาเขตเทคนิคกรุงเทพฯ ที่อยู่ทุ่งมหาเมฆนั่นแหละครับ เรียนมาทางด้านไฟ้ฟ้าอิเล็กทรอนิคส์ครับ มีประสบการณ์ทำงานด้านคอมพิวเตอร์เมนเฟรม รวมทั้งการซ่อมบำรุงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิคส์อุตสาหกรรม และเขียนภาษา PLC ที่ใช้ควบคุมได้ครับ (แต่ตอนนี้ลืมๆ ไปมั่งแล้ว) ก็เอาแค่พอหอมปากหอมคอครับ.... ให้รู้สกิลของผู้เขียนก่อนว่าไม่ได้มามั่วๆ เขียนไปเรื่อยโดยไม่มีพื้นฐานทางด้านนี้
ในบทความนี้ผมจะใช้เวลาว่างๆ มาเขียนเป็นระยะๆ นะครับ อาจจะมีหลายตอน เพื่อที่ผู้ที่สนใจจะได้เข้ามาศึกษาติดตาม และสอบถามในข้อสงสัยต่างๆ
ถ้าถามว่ายากมั๊ย ก็บอกตรงๆ ว่าการติดตั้งนั้นมันไม่ยากหรอกครับ แค่ซื้ออุปกรณ์แล้วก็ติดตั้งไปตามรูป ที่สามารถได้จากในเว็บต่างประเทศ และก็มีฝีมือในเชิงช่างสักเล็กน้อยก็สามารถทำได้แล้วครับ
แต่นั่นไม่ใช่จุดมุ่งหมายของการเขียนบทความนี้ครับ ที่ผมเขียนบทความนี้ขึ้นมาก็เพื่อให้ผู้สนใจ ได้มีความเข้าใจในการทำงาน และเข้าใจวิธีการ setup มากขึ้น เพราะว่า PID Controller นั้นจะมีรายละเอียดการปรับที่ลึกและซับซ้อนกว่าการปรับแบบ Digital Temperature Controller ทั่วไปครับ ซึ่งในส่วนนี้เราต้องมาทำความเข้าใจในเรื่องของ Timeing Diagram ด้วยครับ
ผมเห็นหลายคนในเว็บต่างประเทศที่ติด PID ให้กับเครื่องทำกาแฟ แต่ไม่มีความรู้อะไรมากนักในการที่จะปรับตั้ง สุดท้ายแล้วก็นำตัว PID Controller มาใช้งานไม่ได้แตกต่างไปจาก Digital Temperature Controller เลย
บอกตรงๆ ว่าเสียของครับ เหมือนกับมีของดีอยู่กับตัว แต่ใช้ไม่เป็น หรือไม่เคยใช้มันเลยเป็นต้น
ถ้ามองในแง่มุมของราคาแล้ว Digital Temperature Controller ที่คุณภาพดีๆ ราคาจะเริ่มต้นกันที่พันกว่าบาท ในขณะที่ PID Controller ที่คุณภาพดีๆ ราคาเริ่มต้นที่สามพันบาท เรียกว่าราคาต่างกันเท่าตัวเลยนะครับ ดังนั้นการที่จะติดตั้ง PID เราต้องเรียนรู้การ setup ครับ
พื้นฐานอย่างง่ายๆ ก่อนเลย Digital Temperature Controller จะทำงานในลักษณะ ปิด/เปิด การทำงานเมื่ออุณหภูมิถึงจุดที่กำหนด และตำกว่ากำหนด ตามที่เราตั้งไว้ นั่นคือการทำงานแบบคร่าวๆ ซึ่งความเสถียร (stable) ในการควบคุมอุณหภูมิอาจจะมีไม่มากนัก
ในขณะที่ PID Controller นั้นจะมีการควบคุมการทำงานในแบบที่เรียกว่า Closed-loop Control Systems ซึ่งจะมีการควบคุมที่สำคัญคือ
- P ซึ่งย่อมาจาก Proportinal control action
ซึ่งเป็นค่าที่เรากำหนดการทำงาน ให้สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
- I ซึ่งย่อมาจาก Integral control action
เป็นค่าที่เรากำหนดจุด offset ในการทำงานในน้อยลง เพื่อให้มีการเข้าถึงจุดที่เราตั้งค่าของอุณหภูมิที่เราตั้งไว้เร็วมากขึ้น
- D ซึ่งย่อมากจาก Derivative control action
เป็นการตั้งค่าการทำงานเพื่อให้มีผลแบบทันที ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ตั้งเอาไว้
นั่นเป็นหลักการแบบคร่าวๆ ในการที่จะเซ็ตอัพ PID ในการควบคุมความร้อนให้เสถียรภาพมากที่สุด และถ้าเราไม่ได้เซ็ตค่าพวกนี้ หรือว่ารู้จะเซ็ทอย่างไร สุดท้ายแล้วก็ไม่ได้เซ็ต ก็ไม่ต่างอะไรกับการใช้ Digital Temperature Controller ครับ
เพรา Digital Temperature Controller ทำมาให้ใช้งานได้ง่าย ไม่ยุ่งยาก เพียงแต่ในเรื่องของการคุมความร้อนไม่เสถียรภาพเท่า PID เท่านั้น....
แต่ถ้าเราติดตั้ง PID แล้ว และเซ็ตอัพเพื่อให้ได้การคุมความร้อนที่ Stable ไม่เป็น ก็อย่าไปติดตั้งเลยดีกว่าครับ เสียของ และเปลืองตังค์ด้วย
อย่างเครื่องทำกาแฟ Rancilio Silvia นั้น การควบคุมอุณหภูมิ จะใช้อุปกรณ์ที่เรียก Thermoblock มาเป็นตัวกำหนดอุณหภูมิ ซึ่งผมไม่แน่ใจว่าใช้ Thermoblock 97 หรือ 98 องศานะครับ ไว้จะหาข้อมูลมาให้ในภายหลัง โดยรวมแล้วค่าผิดพลาดของ Thermoblock นั้น จะอยู่ราวๆ บวก/ลบ ราว 3-5% ในขณะที่ Digital Temperature Controller ค่าผิดพลาดจะอยู่ประมาณ 1-2% ถ้าเป็น PID จะมีค่าผิดพลาดราวๆ 0.01% แต่ต้องเซ็ตให้เป็นนะครับ
สำหรับเพื่อนๆ ที่ติด PID กันแล้ว.... เซ็ตค่า P = ? ค่า I = ? และค่า D = ? กันไว้เท่าไรบ้าง เซ็ตค่าเท่าไรดี มาแจมกันได้ครับ เพราะแน่นอนว่าค่าพวกนี้แต่ละคนย่อมเซ็ตไว้ไม่เท่ากันอยู่แล้ว อย่างน้อยก็พอเป็นแนวทางในการเซ็ต อย่างมีเหตุ และผล ไม่ได้เซ็ตกันมั่วๆ
ในวันนี้แค่เกริ่นนำเป็นน้ำจิ้มๆ สำหรับผู้ที่เริ่มต้น และผู้ที่กำลังคิดจะติด PID นะครับ
สำหรับการทดสอบ ทดลอง เพื่อความเข้าใจ ผมจะใช้อุปกรณ์ ดังที่เห็นในภาพ เป็นตัวหลักในการที่จะนำมาเรียนรู้กันนะครับ เวลาอธิบายจะได้มีรูปประกอบให้ดู เพื่อความเข้าใจ แต่คงยังไม่ถึงต้องกันต่อเข้าเครื่องทำกาแฟนะครับ เอาแค่ปูพื้นฐานกันก่อน เพราะเรื่อง PID นั้น เห็นจะมีแต่ในเว็บต่างประเทศคุยกันในเรื่องเทคนิค ร้อยตะวันก็ขอเปิดประเด็น PID สักหน่อยครับ
สำหรับเพื่อนๆ ที่มีความรู้ทางด้านไฟฟ้าอิเล็กทรอนิคส์อุตสาหกรรม ก็มาแจมกันนะครับ เพราะบางทีผมอาจจะหลงลืม อธิบายได้ไม่หมด หรือไม่ครบถ้วน กระทู้ที่อาจจะเป็นกระทู้ในเชิงเทคนิคสักนิดนึงครับ แต่ก็จะพยายามทำให้ง่าย และสนุกครับ
ผู้ชง
