To download all ACMV lecuters in PDF format
www.acmv.org
 
HOME
eBooks
FORUM
Lecture
Control Systems > HVAC Control Systems > Introduction To HVAC Control Systems > Control mode မ်ား၊ > www.acmv.org
Control Systems > HVAC Control Systems > Introduction To HVAC Control Systems Control mode မ်ား၊ >


Control mode မ်ား၊
Control mode မ်ား၊

ထုိေဝါဟာရမ်ားကုိ လုံးဝျပည့္စုံစြာ နည္းလည္ရန္လုိအပ္သည္။ ေနာက္အခန္းမ်ားတြင္ ေဖာ္ျပထားသည့္ သင္ခန္းစာမ်ား ကုိနည္းလည္ သေဘာေပါက္ရန္ ကြဲၿပားေအာင္မွတ္သားသင့္သည္။

Controlled variable: control လုပ္ျခင္းခံရမည့္ temperature ၊ humidity ၊ velocity ၊ flow ႏွင့္ pressure စသည့္ property မ်ား၊

Control point: ျဖစ္လုိ၊ ရလုိသည့္ အေျခအေန (condition) သုိ႔မဟုတ္ ျဖစ္လုိ၊ ရလုိသည့္ control variable ၏တန္ဘုိး၊

sensor: Controlled variable ၏တန္ဘုိးကုိ sense လုပ္ယူႏုိင္သည့္ ကိရိယာ၊ ဖတ္ယူႏုိင္သည့္ ကိရိယာ၊ existing(condition) ကုိ sense လုပ္ႏုိင္သည့္ ဖတ္ယူ ႏုိင္သည့္ ကိရိယာ

Sensed variable: Temperature ၊ pressure ၊ humidity စသည့္တုိင္းယူျခင္းခံရမည့္ property မ်ား၊closed loop control မ်ားအတြက္ sense variable မ်ားသည္ controlled variable မ်ားပင္ျဖစ္ၾကသည္။

Controlled device: valve၊ damper စသည့္ process plant မ်ား၏ output ကုိေျပာင္းလဲေစႏုိင္သည့္ ကိရိယာမ်ား၊

Process plant: heating coil သုိ႔မဟုတ္ cooling coil စသည့္ controlled variable ၏တန္ဘုိးမ်ားကုိေျပာင္းလဲေစႏုိင္သည့္ equipment မ်ား၊

Controller: Sensor မွဖတ္ယူထားသည့္တန္ဘုိးႏွင့္ Set point တုိ႔ကုိႏႈိင္းယွဥ္ျပီးမတူညီပါက လုိအပ္သည့္ corrective action ျပဳလုပ္ရန္အတြက္ Controlled device ဆီသုိ႔ Signal ပို႔ေပးသည့္ကိရိယာကုိ Controller ဟုေခၚသည္။

Control loop: sensor၊ controlled device၊ process plant ႏွင့္ controller တုိ႔ေပါင္းစုထားသည့္ အစုအေဝးကုိ control loop ဟုေခၚသည္။

Closed-loop: sensor မွ controlled variable ကုိမတုိင္းယူပဲ တစ္ျခားေသာအရာတစ္ခုခုကုိတုိင္းယူထားသည့္ control loop ကုိ open loop ဟုေခၚသည္။ Controlled device ႏွင့္ process plant တုိ႔တြင္ ေျပာင္းလဲမႈ တစ္ခုခုျပဳလုပ္ျခင္းေၾကာင့္ controlled variable တြင္တုိက္ရုိက္အက်ဳိးသက္ေရာက္မႈ(direct impact) မရွိေပ။ တုိင္းတာထားသည့္ အရာ(property)ႏွင့္ controlled variable တုိ႔၏တန္ဘုိးသည္ တိက်ေသာနည္းျဖင့္ ဆက္သြယ္မႈရွိသည္ဟု လက္ခံယူဆထားသည္။
၁.၄ Control mode မ်ား၊
closed loop controller မ်ား၏ အဓိကတာဝန္မွာ controlled variable မ်ားကုိအလုိရွိသည့္ Set point အေျခအေနတြင္ ထိန္းထားရန္ ျဖစ္သည္။ Controller မ်ားအားလုံးသည္ controlled device ထံသုိ႔ output signal ထုတ္ေပးရန္အတြက္ သင့္ေလွ်ာ္သည့္တြက္ခ်က္မွဳၿပဳလုပ္သည္။ Output signal သည္ error signal ၏ function ျဖစ္သည္။(Function of output signal) ။
error သုိ႔မဟုတ္ error signal သည္ control point ႏွင့္ Set point တုိ႔၏ ျခားနားခ်က္ျဖစ္သည္။တနည္း controlled variable တန္ဘုိး ႏွင့္ Set point တန္ဘုိးတုိ့၏ ျခားနားခ်က္ျဖစ္သည္။
Controller ျပဳမူေဆာင္ရြက္ခ်က္သည္ Control mode သုိ႔မဟုတ္ Control Logic ျဖစ္သည္။
Control Mode သုိ႔မဟုတ္ Control Logic ကုိအၾကမ္းအားျဖင့္ သုံးမ်ိဳးခြဲျခားႏုိင္သည္။
(၁) two-position control
(၂) floating control ႏွင့္
(၃) modulating control တုိ႔ျဖစ္သည္။
Error signal မွ output signal အျဖစ္သုိ႔ေျပာင္းလဲေစသည့္ control algorithms မ်ားတြင္ တိက်မႈ(accuracy) ေကာင္းရန္ ႏွင့္ performance ပုိေကာင္းလာေစရန္အတြက္ အထက္ပါ control mode သုံးမ်ိဳးထဲမွ တစ္မ်ိဳးမ်ိဳးကို အသုံးျပဳၾကသည္။ Control mode မ်ားႏွင့္ထပ္ပြားထားသည့္ subcategories မ်ားသည္ အလုိရွိသည့္ရလဒ္(Desired result) မ်ားရရွိရန္ နည္းအမ်ိဳးမ်ိဳးျဖင့္ ေဆာင္ရြက္ထားျခင္းျဖစ္သည္။ HVAC System မ်ားသည္အခ်ိန္ႏွင့္အမွ် အျမဲေျပာင္းလဲေနသည့္ Dynamic system ျဖစ္ေသာေၾကာင့္ လုိသလုိ ျဖစ္ရန္ အတြက္ အလြန္ခက္ခဲသည္။ ခက္ခဲရႈပ္ေထြးသည့္ Control မ်ားလုိအပ္ေလ့ရွိသည္။အျမဲလုိလုိ controller မွေဆာင္ရြက္ခ်က္မ်ား ႏွင့္ sensor မွဖတ္ယူလုိက္သည့္ process plant မွတုံ႕ျပန္မႈမ်ား (response) မ်ားအၾကားတြင္ အခ်ိန္ကြာဟမႈ(time Lags) ရွိသည္။

ဘား(valve)သည္ Controller မွ output signal ရျပီးအခ်ိန္အနည္းငယ္ၾကာမွ သာပြင့္သည့္ အေျခအေနသုိ႔ ေရာက္သည္။ ဘားပြင့္ျပီးေနာက္မွသာ ေရစီးမ်ား စတင္စီးဆင္းသည္။ ေမာင္းေနသည့္ (Operation လုပ္ေနသည္)့ Coil မျဖစ္လွ်င္ ေရသည္ေလကုိ ပူေအာင္မျပဳလုပ္ခင္ Coil တစ္ခုလုံးကုိ အရင္ပူေအာင္ျပဳလုပ္ရသည္။ အကယ္၍ sensor သည္ Duct အတြင္းတြင္ မရွိပဲ အခန္း အတြင္းတြင္ တည္ရွိခဲ႔လွ်င္ အခ်ိန္ပုိၾကာေအာင္ေစာင့္ျပီးမွသာ အခန္း၏ အပူခ်ိန္ေျပာင္းလဲမႈ (response) ကုိရရွိသည္။ ေလသည္အခန္းအတြင္းရွိနံရံမ်ားကိုပူေစျပီးမွသာ sensor အနီးရွိေလကိုပူေစ (warm) ေသာေၾကာင့္ အခ်ိန္ကြာဟမႈ ပိုမ်ားလာသည္။ ထုိ႔အျပင္ sensor အတြင္းရွိ sensing material မ်ားကိုပူေစျပီး၊ steady state အေျခအေနအသစ္တစ္ခုကိုေရာက္ေစျပီးမွသာ controller ဆီသို႔ information အသစ္ update လုပ္ရန္ေပးပို႔ ရသည္။ ထို႔ေနာက္ controller သည္ အခ်ိန္ယူ၍ sensor မွ signal ႏွင့္ set point ကို ႏိုင္းယွဥ္ျပီးမွသာမည္သုိ႔ တုန့္ျပန္ရမည္ကိုဆံုးျဖတ္ခ်က္ခ်ႏိုင္သည္။

ထိုအခ်ိန္ကြာဟမႈမ်ား (time delay) ကိုိ system time constant ဟုေခၚသည္။ အကယ္၍ time constant သည္ တိုေတာင္းခဲ့လွ်င္ controlled device သုိ႔မဟုတ္ process point ကိုအေျပာင္းအလဲ ျဖစ္ေစရန္ system ကလွ်င္ျမန္စြာ တုန္ၿပန့္နုိင္သည္။ react လုပ္သည္ဟုဆုိသည္။ အကယ္၍ time constant သည္ပိုၾကာလွ်င္ controlled device မ်ား၏ တန္႔ျပန္မႈသည္ ေႏွးေကြးသည္ ဟုဆိုသည္။ ဇယား 1-2 တြင္ controlled device ႏွင့္ process plant တို႔သည္ အေျခအေနတစ္ခုေျပာင္းလဲရန္အတြက္ controlled device မွေျပာင္းေပးရသည့္ တန္ဖိုးကို controller gain ဟုေခၚသည္။


Controlled device (ဥပမာဘား) တစ္ဝက္ဖြင့္ ရံုျဖင့္ required output ကိုရယူႏုိင္လွ်င္ controller gain သည္ system gain ႏွင့္တူညီသည္။ system gain သည္ controller gain ကို system capacity ျဖင့္စားထားသည့္တန္ဘုိး ျဖစ္သည္။
system gain = (controller gain)/(system capacity)
ထို႔ေၾကာင့္ system gain သည္ controller gain ၏function ျဖစ္ျပီး load ကိုေဆာင္ရြက္ႏိုင္သည့္ system capacity ၏ function လည္း ျဖစ္သည္။ အလြန္မ်ားသည့္ gain (High Gain) ရွိသည့္ system ဆိုသည္မွာ အနည္းမွ်ေသာ output signal ေျပာင္းလဲျခင္းသည္ (controlled device အတြက္) controlled variable အားၾကီးမားေသာေျပာင္းလဲမႈကို ျဖစ္ေစႏိုင္သည္။ တနည္း signal နည္းနည္းေျပာင္းလဲရံုျဖင့္ controlled variable မ်ားစြာေျပာင္းလဲသြားသည္။ ပို၍ထင္ရွားေအာင္ေျပာရလွ်င္ system ကို လိုအပ္သည္ထက္ပိုၾကီးေအာင္ oversized လုပ္ထားျခင္းျဖစ္သည္။ Signal အနည္းငယ္က အလြန္မ်ားေသာ output ကိုျဖစ္ေစေသာေၾကာင့္ ေကာင္းမြန္ မွန္ကန္သည့္ control လုပ္ျခင္း မျဖစ္ႏိုင္ေပ။
ပံု1-3 တြင္ျပထားသည့္ outdoor reset သည္ အလြန္နည္းသည့္ load အေျခအေန တြင္ over capacity မျဖစ္ေစရန္ system capacity ကိုထိန္းညွိေပးျခင္း (Adjust လုပ္ေပးၿခင္း) ျဖစ္သည္။ အကယ္၍ထုိ time delay ႏွင့္ gain မ်ားသည္ မ်ဥ္းေျဖာင့္ အတိုင္း ဆက္သြယ္မႈ(linear relation) ရွိၾကျပီး တညီတညာတည္း (consistent) ျဖစ္ၾကလွ်င္ တိက်မွန္ကန္ေသာ control ျဖစ္ရန္ အတြက္ controller မ်ားကို ထိန္းညွိေပး (Adjustလုပ္ေပး) ႏုိင္သည္။ Tune လုပ္သည္ဟုေခၚသည္။ သို႔ေသာ္ မ်ဥ္းေျဖာင့္ အတိုင္းမဟုတ္ေသာ ဆက္သြယ္မႈမ်ား (Non-linear relation) ၊ delay ႏွင့္မတူညီသည့္ တုန္႔ျပန္မႈမ်ား (uneven response) စသည့္ hystoresis မ်ားရွိေကာင္းရွိႏိုင္သည္။

ဥပမာ ဘား(valve) ၏ ေမာင္းတံ(stem) တြင္ၿဖစ္ေပၚေသာ friction ေၾကာင့္ delay ရွိႏုိင္သည္။ Friction ေၾကာင့္ ေခ်ာ့ေမြ႕စြာဖြင့္ျခင္း ပိတ္ျခင္း(linear movement) မ်ိဳး ကိုမရႏုိင္ေပ။ Heating coil ထဲသို႔ ဝင္ေရာက္ လာေသာ hot water supply temperature ျမင့္တက္လာမႈေၾကာင့္ system gain လည္းပိုမ်ားလာႏိုင္သည္ Air flow ပမဏ နည္းသြားေသာေၾကာင့္ လည္း system gain ပိုမ်ားလာႏိုင္သည္။

ထိုသို႔ရႈပ္ေထြးသည့္ system မ်ားကိုတိက်စြာ ေဆာင္ရြက္ႏိုင္ရန္အတြက္ေအာက္တြင္ control mode မ်ားကိုေဖာ္ျပထားသည္။ ရွင္းလင္းလြယ္ကူဆံုးႏွင့္အသံုးမ်ားဆံုးေသာ control မွာ two-position control ျဖစ္သည္။ Fan သို႔မဟုတ္ pump စသည့္ equipmentမ်ား ေမာင္းျခင္း၊ ရပ္ျခင္း စသည့္ state ၂ ခုသာရွိသည္။ Damper သို႔မဟုတ္ valve မ်ားစသည့္ device မ်ား ဖြင့္ျခင္း(open) ပိတ္ျခင္း(closed) state ၂ခုသာရွိသည္။ equipmentမ်ား ႏွင့္ device မ်ားကို control လုပ္ရန္အတြက္ two position control ကိုအသံုးျပဳသည္။

လူေနအိမ္မ်ားတြင္ တပ္ဆင္ထားသည့္ HVAC system အငယ္စားမ်ားတြင္ပါဝင္သည့္ air conditioner မ်ားႏွင့္ furnaces မ်ားတြင္two-position control ကိုအသံုးျပဳ အမ်ားဆံုးအသံုးၿပဳေလ့ရွိသည္။ State ၂ခုတည္းသာရွိသည့္ တျခားေသာ system မ်ားတြင္လည္း two-position control ကို အျမဲအသံုးျပဳေလ့ရွိသည္။ ပံု 1- 4သည္ heating system မွ heating thermostat တစ္ခု၏ two-position control လုပ္ေဆာင္ပံု(Action) ကိုေဖာ္ျပထားသည္။

Two position control တြင္ on/off သို႔မဟုတ္ open/close သာျဖစ္ႏိုင္သည္။ steam (သုိ့) hot water စသည့္ heating medium တစ္ခုခုကို အသံုးၿပဳ၍ Supply air temperature ကုိျမင့္တက္ေစသည္။(ပူေစသည္။) ထုိ႕ေနာက္ Supply air temperature သည္ တျဖည္းျဖည္း ျမင့္တက္လာက set point ထက္ျမင့္သည့္ control differential အပူခ်ိန္သုိ႔ေရာက္ရိွသည္။ Control Differential သည္သင့္ေလွ်ာ္သည့္ကိန္းေသတစ္ခု (Fixed difference) ျဖစ္ျပီး (valve ဖြင့္ရန္ temperature ႏွင့္ Valve ပိတ္ရန္ temperature ႏွစ္ခုၾကားတြင္ရွိသည့္ Fixed difference ျဖစ္သည္။ Supply air temperature သည္ Set point temperature ႏွင့္ Control Differential ႏွစ္ခုေပါင္းထားသည့္ အပူခ်ိန္သုိ႕ ေရာက္သည့္အခါ Controller သည္ Actuator အားပိတ္ရန္ ပိတ္ရန္အမိန့္ (“off” Command) ေပးလုိက္သည္။
အခ်ိန္အနည္းငယ္ၾကာျပီးေနာက္ valve သည္ ပိတ္သြားျပီး heating medium စီးဆင္းျခင္း မရွိေသာေၾကာင့္ Supply air temperature သည္ Set point ထိေရာက္ေအာင္က်ဆင္းကာ ေနာက္ထပ္ Cycle တစ္ခုကုိ စတင္သည္။ ဤ ဥပမာတြင္ Set point သည္ on-point ျဖစ္သည္။ (Valve ကုိပြင့္ေစသည့္ အမွတ္ (Point) ဟုလည္း ေျပာႏုိင္သည္။) Set point + Control differential သည္ off-point ျဖစ္သည္။ (Valve ကုိ ပိတ္ေစသည့္ အမွတ္ (Point) ဟုလည္းဆုိႏုိင္သည္။) Set point ကုိ on-point ႏွင့္ off-point တုိ႕ႏွစ္ခုၾကား(mid point)တြင္ လည္းထား ႏုိင္သည္။ ထုိအခါ valve ပြင့္ျခင္းႏွင့္ ပိတ္ျခင္း ၂ခုၾကားတြင္ set point ရွိေနလိမ့္မည္။

လက္ေတြ႕ တြင္ two position thermostat မ်ား၌ ပါရွိသည့္ ဘီးကေလးကုိလွည့္၍ ျမင့္ေအာင္၊နိမ့္ေအာင္ လုိသလုိ set point ကို adjust လုပ္ႏုိင္သည္။ ေမွ်ာ္လင့္ထားသည္ထက္ပုိ ၍ ေအးသြားျခင္း (over shoot) ႏွင့္ပုိ၍ ပူလာျခင္း(undershoot) လည္း time delay ေၾကာင့္ျဖစ္ႏုိင္သည္။
over shoot ႏွင့္ undershoot တုို႕၏ျခားနားခ်က္ကုိ operation Differential ဟုေခၚသည္။
ပုံ ၁-၆ controlled variable သည္ maximum temperature ႏွင့္ Minimum temperature တုိ႕ၾကားတြင္ရွိေနသည္။
operating differential သည္ control differential ထက္အျမဲၾကီးေလ့ရိွသည္။ HVAC system မ်ားတြင္ရွိသည့္ Natural time delay ႏွင့္ thermal Log တို႔ကုိ ဖယ္ရွားရန္မျဖစ္ႏုိင္ေပ။
သုိ႔ေသာ္ operating differential ႏွင့္ Control differential ကြာဟခ်က္ ပမာဏကုိ ေလွ်ာ႔ခ်ႏုိင္သည္။ (anticipation device မ်ားကိုအသုံးျပဳ၍) Single zone heating thermostat အတြက္ အသုံးမ်ားေသာ heat anticipator မွာ resistance heat ျဖစ္သည္။ Resistance heat ကုိ temperature အနီးတြင္တပ္ဆင္ျပီး အဖြင့္၊အပိတ္လုပ္ေပးျခင္းျဖင့္ sensor သည္္ false reading ရရွိက ပုိ၍ျမန္ဆန္စြာ respond လုပ္ေပးျခင္း ျဖစ္သည္။ အမွန္တစ္ကယ္ space temperature သည္ control differential မတုိင္ခင္ ျမင့္တက္လာခင္ကုုိ heater ပိတ္ပစ္ျခင္းျဖင့္ overshoot ကုိနည္းေစႏုိင္သည္။ Overshoot နည္းျခင္းေၾကာင့္ operating differential လည္းေလွ်ာ႔နည္းသြားလိမ့္မည္။ Cooling အတြက္လည္း anticipation device ကုိအသုံးျပဳႏုိင္သည္။ Cooling တြင္ sensor ရမည့္ signal (supply air temperature) ကုိ set point အထက္ပုိျမင့္ေအာင္ျပဳလုပ္ေပးျခင္းျဖင့္ Cooling Coil အတြင္းသုိ႔ ေရမ်ားပုိ၍ ျမန္ျမန္ဝင္ေရာက္ ကာ operating differential ကုိေလွ်ာ့ခ်ႏုိင္သည္။



မည္သို႔ပင္ Anticipation device မ်ားအသံုးျပဳေစကာမူ၊ control differential ကိုလံုးဝေပ်ာက္ပ်က္သြားေအာင္ (မရွိေအာင္) ျပဳလုပ္၍မရႏိုင္ေပ။ ထို႔ေၾကာင့္ set point ထက္ အပူခ်ိန္ပိုျမင့္ျခင္းႏွင့္ ပိုနိမ့္ျခင္း (temperature fluctuation) တို႔လည္းရွိေနလိမ့္မည္။ ျဖစ္လို၊ ရလိုသည့္ အေျခအေန (desired condition) သို႔မဟုတ္ set point ကိုရသည့္အခ်ိန္မွာအခိုက္အတန္႔သာျဖစ္သည္။

Control differential ကိုနည္းေအာင္ျပဳလုပ္ျခင္းျဖင့္ control ကိုပို၍တိက်ေစကာ အလိုရွိသည့္အတိုင္း ၿဖစ္ေအာင္ျပဳလုပ္ႏိုင္သည္။ သို႔ေသာ္ control differential အလြန္နည္းသည့္အခါ short-cycling ျဖစ္ေပၚ လာႏိုင္သည္။ Short-cycling ဆိုသည္မွာ မၾကာခဏ valve မ်ား ပိတ္ျခင္း(close) ၊ ပြင့္ျခင္း(open) ႏွင့္ အခ်ိန္အနည္းငယ္အတြငး equipment မ်ား အၾကိမ္မ်ားစြာ ေမာင္းျခင္း (On)၊ ရပ္ျခင္း (Off) တို့ျဖစ္သည္။ Short-cycling ေၾကာင့္ heating ႏွင့္ cooling system မ်ားေကာင္းစြာ efficient မျဖစ္ႏိုင္ေတာ့ေပ။ Equipment မ်ားအခ်ိန္မတိုင္မွီ ပ်က္စီးၾကလိမ့္မည္။

Two position control တစ္ခုသည္ ေကာင္းစြာပံုမွန္အလုပ္လုပ္ရန္အတြက္ short-cycling မျဖစ္ေစပဲ၊ သင့္ေလွ်ာ္သည့္ control differential ထားရွိျပီး၊ controlled variable ကို set point အနီးတြင္ တတ္ႏိုင္သမွ်ရေအာင္ ထိန္းထားျခင္းျဖစ္သည္။

Two position control ၏လုပ္ေဆာင္မႈ (function) သည္ HVAC system ၏ system gain အေပၚတြင္ မူတည္သည္။ Process plant ၏ capacity သည္အမွန္တကယ္ ရွိသည့္ load ထက္မ်ားစြာပို၍ ၾကီးမေနေစရန္ လုိသည္။ ပို၍ၾကီးေနလွ်င္ control differential ကိုလိုက္ ၍ၾကီးေအာင္ျပဳလုပ္ကာ ထိန္းထားႏိုင္သည္။ Control differential ၾကီးေသာေၾကာင့္ operating differential လည္းလိုက္၍ၾကီး လာလိမ့္မည္။ သို႔မဟုတ္ system short-cycle ျဖစ္လိမ့္မည္။

HVAC system တစ္ခု၏ capacity ကိုအမွန္တကယ္ရွိသည့္ load ထက္ပိုၾကီးေအာင္ဒီဇိုင္း လုပ္ထားလွ်င္ two position control နည္း ျဖင့္ control လုပ္ရန္ခက္ခဲသည္။ controlled variable ကို set point တြင္ ထိန္းထားႏိုင္ရန္
(က) control differential က်ယ္က်ယ္ထားေပးရမည္။ Operation differential လည္းလိုက္၍ က်ယ္လာလိမ့္မည္။
(ခ) system သည္ short-cycling ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။
ထုိကဲ့သို႔ HVAC system ကို ဒီဇိုင္းျပဳလုပ္ ထားလွ်င္ control လုပ္ရန္အလြန္ခက္ခဲသည္။ (မည္ကဲ့သုိ႔ေသာ နည္းျဖင့္ control လုပ္ပါေစ။) Load အနည္းအမ်ားလိုက္၍ သင့္ေလ်ာ္ေအာင္ system capacity ကိုအဆင့္အဆင့္ခြဲ၍ ဒီဇိုင္းလုပ္ထားရမည္။

System capacity အဆင့္မ်ား (Multiple step မ်ား) အတြက္ step control ကိုအသံုးျပဳႏိုင္သည္။ Step control ဆိုသည္မွာ two position control ၂ ခုထားရွိျပီး set point ၂ မ်ိဳးခြဲကာ control လုပ္ျခင္းျဖစ္သည္။ Multiple stage capacity ရွိသည့္ system မ်ားတြင္ step control ကိုအသံုးျပဳသည္။ Multiple stage capacity ဆိုသည္မွာ High-Low-off ရွိသည့္ multispeed motor မ်ားကိုလည္းေကာင္း High fire, Low fire-off ရွိသည့္ multi-stage gas bunner မ်ားအားလည္းေကာင္း၊ multiple compressor, multi-speed compressor, compressor with cylinder unloading စသည့္ multi-stage refrigeration system မ်ားကိုဆိုလိုသည္။


ပံု 1-7 တြင္ heating stage ၂ ခုရွိသည့္ heat system တစ္ခုတြင္ High fire ၊ low fire ႏွင့္ off စသည့္ operating position ၃ မ်ိဳးရွိသည့္ control system အလုပ္လုပ္ပံုကုိေဖာ္ျပထားသည္။ ေလ၏ အပူခ်ိန္သည္ stage 1 set point ၏ေအာက္အထိနိမ့္ဆင္းလာလွ်င္ controller သည္ first step ကို “ON” လိုက္သည္။ အကယ္၍ first step heating ၏ capacity ႏွင့္ ကိုက္ညီေနလွ်င္ ေလအပူခ်ိန္သည္ stage 1 set point အနီးတြင္ cycling ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။ Two-position control ကဲ့သို႔ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။

ထုိသုိ႔မဟုတ္ပဲေလအပူခ်ိန္သည္ stage 2 set point ထက္ပို၍ နိမ့္ဆင္းလာပါက controller သည္ second heating stage ကို “ON” လိမ့္မည္။ ထုိအခါ First heating stage ကိုအျမဲ ON ထားျပီး second heating stage ကို “ON” လိုက္၊ “OFF” လုိက္ျဖင့္ two position control ကဲ့သို႔ျပဳမူေနလိမ့္မည္။ Control operating range ၂ ခုကိုတစ္ခုႏွင့္တစ္ခု ထပ္ေနလွ်င္ (overlap) first stage “ON” ျဖစ္မည့္အပူခ်ိန္သည္ second stage off ျဖစ္မည့္အပူခ်ိန္ထက္နိမ့္ ေနလိမ့္မည္။ Set point ႏွင့္ control differential တို႔ကို (overlap မျဖစ္ေအာင္) stage တစ္ခုႏွင့္တစ္ခုထပ္မ ေနေအာင္ျပဳလုပ္ထားသင့္သည္။ Second stage “ON” point သည္ first stage on point ထက္ျမင့္္ရမည္။ (ညီႏိုင္သည္။မငယ္ရေပ။) သို႔ေသာ္လည္း overlapping range သည္ stage တစ္ခုခ်င္းစီ၏ operating differentaial နည္းေအာင္မလုပ္ပဲ over all operating differential ကိုေလွ်ာ့ခ်ႏိုင္သည္။ (ႏွစ္ခုထပ္သြားေသာေၾကာင့္ျဖစ္သည္။) ဤနည္းျဖင့္ short-cycling မျဖစ္ေစပဲ ပိုေကာင္းမြန္ေအာင္နည္းျဖင့္ control လုပ္ႏိုင္သည္။

Floating Control – Floating control ကို “tri-stage” control ဟုေခၚေလ့ရွိသည္။ Two position control ႏွင့္လည္းခပ္ဆင္ဆင္တူညီသည္။ သို႔ေသာ္ system ကို two state သာျဖစ္ေအာင္ မကန္႔သတ္ထားေပ။ System တြင္ modulating အမ်ိဳးအစား controlled device ပါဝင္သည္။ မ်ားေသာအားျဖင့္ damper ႏွင့္ valve တို႔ကို အသြားအျပန္ ႏွစ္မ်ိဳးလံုးေမာင္းႏိုင္သည့္ bi-directional actuator (ေမာ္တာအငယ္တစ္မ်ိဳး) ျဖင့္တပ္ဆင္ထားျခင္းျဖစ္သည္။

Floating control ၏ controller မ်ားတြင္ mode ၃ မ်ိဳးရွိသည္။
(၁) drive open (ပြင့္ေနဆဲ)
(၂) idle (No movement) – (ေရာက္သည့္ေနရာ၌ရပ္ေနၿခင္း)ႏွင့္
(၃) drive closed (ပိတ္ေနဆဲ)တို႔ျဖစ္သည္။
Floating control သည္ two position control ကဲ့သို႔ပင္ set point ႏွင့္ control differential တို႔ရွိသည္။ အခ်ိဳ႕ေသာ floating controller မ်ားတြင္ upper set point ႏွင့္ lower set point ဟူ၍ set point adjustment ၂ ခုပါဝင္သည္။ Control differential သည္ upper set point ႏွင့္ lower set point ၂ ခုတုိ႔၏ျခားနားခ်က္ (Differential) ပင္ျဖစ္သည္။


ပံု 1-8 တြင္ျပထားသည့္အတိုင္း supply air temperature သည္ lower line of differential ထက္နိမ့္ဆင္းလာလွ်င္ controller သည္ valve ကို စ ဖြင့္ရန္ အမိန့္ (command) ေပးသည္။ Valve ပြင့္ျပီး coil အတြင္းသို႔ heating medium မ်ား တျဖည္းျဖည္းဝင္ေရာက္လာသည္။ Valve ပြင့္ရန္ အခ်ိန္လို ေသာေၾကာင့္ (time delay ေၾကာင့္) လည္းေကာင္း၊ ရွိတတ္ေသာ thermal lag ေၾကာင့္လည္းေကာင္း၊ valve ပြင့္ေနေသာ္လည္း supply air temperature သည္ဆက္၍က်ဆင္းေနလိမ့္မည္။ မၾကာခင္အခ်ိန္အတြင္း supply air temperature ျမင့္တက္လာလိမ့္မည္။ Supply air temperature သည္ differential ထက္ပုိျမင့္သြားပါက Floating controller သည္ valve ကုိလက္ရွိေနရာတြင္ထိန္းထားရန္ အမိန့္ (command) ေပးလိမ့္မည္။ Idle (No movement) ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။ Supply air temperature သည္ differential range အတြင္းတြင္ရွိေနလွ်င္ valve သည္ပိတ္ျခင္း၊ ပြင့္ျခင္းမျဖစ္ လက္ရွိေနရာတြင္သာရပ္ေနလိမ့္မည္။ အကယ္၍ temperature သည္ differential ၏အထက္လုိင္း။ (Upper Line) ထက္ပုိျမင့္လာပါက Floating controller သည္ valve(Actuator) ကုိပိတ္ရန္ ္ အမိန့္ (command) ေပးလိမ့္မည္။

ထုိအခါ Coil အတြင္းသုိ႔ စီးဆင္းေနေသာ heating medium flow rate သည္ တစ္ျဖည္းျဖည္းနည္းလာ လိမ့္မည္။ ထုိ႔ေနာက္ temperature သည္ Differential range အတြင္းသုိ႔ ေရာက္လာသည္ႏွင့္တစ္ျပိဳင္နက္ Valve သည္ေရာက္ေနသည့္ေနရာတြင္ ရပ္(No movement) ေနလိမ့္မည္။ Air temperature သည္ differential range အတြင္းတြင္ Float ျဖစ္ေနေသာေၾကာင့္ဤနည္းကုိ Floating control ဟုေခၚဆုိျခင္းျဖစ္သည္။ ပုံ ၁-၉သည္ Actuator ထံသုိ႔ controller မွ drive signal ေပးပုိ႔ သည့္ပုံျဖစ္သည္။ Drive signal သည္ပိတ္ရန္(close) signal လည္းျဖစ္ႏုိင္သည္။ ဖြင့္ရန္ open signal လည္းျဖစ္ႏုိင္သည္။ ေရာက္သည့္ေနရာတြင္ ရပ္ေနၿခင္းမ်ိဳးလည္းၿဖစ္နုိင္သည္။ Floating control တြင္ controlled device သည္ two position control မွာကဲ့သုိ႔ ပုံေသ မဟုတ္ေပ။


လံုးဝပြင့္ေနျခင္း(full open)၊ လံုးဝပိတ္ေနျခင္း (fully open)၊ တစ္ဝင္တစ္ပ်က္ပြင့္ေနၿခင္း(opening % တစ္ခုခုတြင္ ရပ္ေနျခင္း) တုိ႔ျဖစ္ႏုိင္သည္။
ထုိ႔ေၾကာင့္ Floating control နည္း ျဖင့္ two position control ထက္ေသးငယ္သည့္ control differential ကုိ short-cycling (excessive cycling) မျဖစ္ပဲ၊ instability မျဖစ္ရရွိႏုိင္သည္။ two position control မွာကဲ့သုိ႔ပင္ Floating control ၌လည္း operating differential သည္ control differential ထက္ပုိ၍က်ယ္(ၾကီး)သည္။
(time dealy ႏွင့္ thermal lag ေၾကာင့္) Floating control တြင္ valveမ်ား၊ Damper စသည့္ controlled device မ်ားသည္ full open မွ full close ျဖစ္ရန္ အခ်ိန္ပုိၾကာေသာေၾကာင့္(full closed မွ full open) overshoot ႏွင့္ undershoot ပုိ၍ ျဖစ္ႏုိင္သည္။ (တနည္း valve timming ပုိေႏွးေသာေၾကာင့္ over shoot undershoot ပုိျဖစ္ႏုိင္သည္။

unstable ျဖစ္မည္စုိးေသာေၾကာင့္ valve timming ကုိေႏွးထားရျခင္းလည္းျဖစ္သည္။ အကယ္၍ valve သည္ပိတ္ျခင္း၊ ပြင့္ျခင္းလွ်င္ျမန္စြာ ျပဳလုပ္လွ်င္ two position Control ႏွင့္ ကြာျခားလိမ့္မည္ မဟုတ္ေပ။ Floating control ၌ပါဝင္ေသာ Valve မ်ားႏွင့္ Damper မ်ား လွ်င္ၿမန္စြာပိတ္ၿခင္း၊ပြင့္ၿခင္းၿဖစ္လွ်င္ ထို Floating control သည္ two position Control ပံုစံမ်ိဳးႏွင့္ဆင္တူေနလိမ့္မည္။

ထုိ႕ေၾကာင့္two position မ်ားတြင္ အသုံးျပဳသည့္ anticipation device မ်ားကုိ Floating Control မ်ားတြင္လည္း အသုံးျပဳရန္ ပုိမုိသင့္ေလွ်ာ္သည္။ Modulating Control အားေမာင္းႏွင္သည့္အခါ လက္ရွိေမာင္းေနသည့္ speed သည္ ေမာင္းလုိသည့္ Speed (desired speed) ထက္နည္းေနသည့္အခါတြင္ လုံးဝမနင္းပဲလႊတ္ထားလုိက္လွ်င္ ကားသည္ျမန္လုိက္ေႏွးလုိက္ ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။ ဤနည္းျဖင့္ ကားေမာင္းျခင္းသည္ two position control ျဖင့္ ကားေမာင္းနည္းျဖစ္သည္။ ကားကုိေမာင္းလုိသည့္ Speed တြင္တိက်စြာ ေမာင္းရန္အတြက္ ေတာင္တက္၊ ေတာင္ဆင္း၊ ေျမျပန္႔ စသည့္လမ္းအေျခအေနကုိ ၾကည့္၍ သင့္ေလွ်ာ္သည့္ power ထြက္ေအာင္ လီဗာ (accelerator) ကုိ ဖြဖြနင္းျခင္း၊ လႊတ္ေပးျခင္း၊ အားကုန္ ဖိနင္းျခင္းစသည့္ နည္းျဖင့္ control လုပ္ရသည္။

ထုိကဲ့သုိ႔ပင္ HVAC System မ်ားအားလုံးလုိလုိ၏ Load သည္အခ်ိန္ႏွင့္အမွ်ေျပာင္းလဲေနသည္။ ထုိကဲ့သုိ႔အခ်ိန္ႏွင့္ အမွ် ေျပာင္းလဲေနသည့္ Load အတြက္ desired set point အနီး၌ Controlled variable ကုိထိန္းထားႏုိင္ရန္ modulating control သည္အသင့္ေလွ်ာ္ဆုံးျဖစ္သည္။ ကားကုိ two position control နည္းျဖင့္ accelerator ကုိနင္းလုိက္၊ လႊတ္လုိက္ လုပ္ကာေမာင္းႏုိင္သည္။ ေမာင္း၍ရသည္။ သက္ေတာင့္သက္သာျဖစ္လိမ့္မည္ မဟုတ္္ေပ။ Floating control နည္းျဖင့္လည္းေမာင္းႏုိင္သည္။ သုိ႔ေသာ္ ေက်နပ္ဖြယ္ေကာင္းသည့္ အေျခအေန သုိ႔ ေရာက္မည္မဟုတ္ေပ။ လူမ်ား အားလုံးလက္ေတြ႕ ေမာင္းေနၾကသည့္နည္းမွာ Modulating control နည္းျဖင့္ ေမာင္းေနၾကျခင္းျဖစ္သည္။

Modulating Control ကုိတစ္ခါတစ္ရံ analog control ဟုေခၚေလ့ရွိသည္။ Two position control ကုိလည္း Digital control ဟုေခၚေလ့ရွိသည္။ လြန္ခဲ့သည့္ႏွစ္ေပါင္းမ်ားစြာက proporational control ကုိ modulating control အျဖစ္သတ္မွတ္ေခၚဆုိ ၾကသည္။ အဘယ္ေၾကာင့္ဆုိေသာ္ လြန္ခဲ့သည့္အခ်ိန္က Controller မ်ားသည္ proporational control logic function တစ္ခုတည္းကုိသာ လုပ္ႏုိင္ၾကေသာေၾကာင့္ ျဖစ္သည္။ ယခုအခါတြင္ေျပာဆုိေနၾကသည့္ modulating သည္ရုိးရွင္းသည့္ proporational logic ထက္ပုိ၍ ရႈပ္ေထြးခက္ခဲသည့္ sophisticated algorithms မ်ားကိုလုပ္ေပးႏုိင္စြမ္းရွိၾကသည္။

Automatic control သည္လူသားမ်ား၏ ျပဳမူေဆာင္ရြက္ပုံမ်ား ကုိအတုယူကာ တီထြင္ထားေသာ နည္းပညာမ်ားျဖစ္သည္။ ကားကုိေမာင္းသူက Constant speed ျဖင့္ေမာင္းသည့္အခါတြင္ လမ္းအေျခအေနကုိ ၾကည့္၍ေမာင္းသည္။ လမ္းသည္ ညီညာ ေျဖာင့္တန္းေနလွ်င္ သုိ႔မဟုတ္တစ္သမတ္တည္း အနည္းငယ္ ေစာင္းေနလွ်င္ ေမာင္းသူသည္ လီဗာ(accelerator) ကုိပုံေသနင္းထားသည္။ ေတာင္တက္ရန္အတြက္ လမ္းမတ္ေစာက္လာသည့္အခါအရွိန္က်သြားသည္။ ထုိအခါ လီဗာ(accelerator) ကုိပုိ၍ဖိထားသည္။

တစ္ခါတစ္ရံလုိ ခ်င္သည့္ speed ထက္နည္းနည္းေႏွးသြားလွ်င္ အနည္းငယ္ပုိ၍ လီဗာ(accelerator) ကုိဖိထားသည္။လုိခ်င္သည့္ speed ထက္ပုိ၍ မ်ားစြာေႏွးလာလွ်င္ accelerator ကုိပုိ၍ခပ္ျပင္းျပင္းဖိထားသည္။ တစ္ခါတစ္ရံ ကားသည္ constant speed ျဖင့္ေမာင္းေနေသာ္လည္း အလုိရွိသည့္ speed ထက္ေႏွးေနသည့္အခါ လီဗာ(accelerator) ကုိမသိမသာပုိ၍ ဖိနင္း ေပးရသည္။ တစ္ခါတစ္ရံ လမ္းက ကုန္းဆင္းအတုိင္းျဖစ္သြားေသာေၾကာင့္လုိခ်င္ သည့္ speed ထက္ပုိျမန္လာေအာင္ လီဗာ(accelerator) ကုိလႊတ္လုိက္သည္။ ထုိကဲ့သုိ႔ပင္ control system မ်ားမွ control loop မ်ားသည္ ကားေမာင္းသူမ်ားကဲ့သုိ႔ ျပဳလုပ္ေပးသည္။သခ်ာၤညီမွ်ျခင္း control equation မ်ား ေဖာ္ျပႏုိင္သည္။


Vo သည္ offset adjustment ျဖစ္သည္။ ေျမျပင္လမ္းတြင္ေပၚေသာ္လည္းေကာင္း(သုိ႕) တညီတညာတည္းရွိသည့္ ကုန္းတက္၊ ကုန္းဆင္းတြင္ေသာ္လည္းေကာင္းအလုိရွိသည့္ speed အတုိင္းသြားေနေအာင္ လီဗာ(accelerator) ကုိနင္းေပးရသည့္ ပမာဏျဖစ္သည္။ Vp သည္ proportional term ျဖစ္သည့္အျပင္ Error တုိက္ရုိက္အခ်ိဳးက်သည့္ပမာဏ ျဖစ္သည္။
Error = desired speed (set point) - actual speed

Error ဆုိသည္မွာ desired speed (set point) မွ actual speed ကုိႏႈတ္ထားျခင္းျဖစ္သည္။(desired speed (set point) မွ actual speedတို့၏ၿခားနားခ်က္ၿဖစ္သည္။) Vp သည္ Error ႏွင့္အခ်ိဳးက်သည့္ ပမာဏျဖစ္သည္။ Desired speed (set point) ထက္ Actual speed ကနည္းေနလွ်င္ Error ရွိသည္။ေႏွးသည္မည္၏။ ပုိေႏွးလွ်င္ Error မ်ားလိမ့္မည္။ Error မ်ားလွ်င္(speed ပုိေႏွးေသာေၾကာင့္) လီဗာ(accelerator) ကုိမ်ားမ်ားဖိေပးရန္လုိသည္။ Error နည္းလွ်င္ (speed သိပ္မကြာေသာေၾကာင့္) နည္းနည္းသာ ဖိေပးရန္လုိသည္။

Vi သည္ integral term ျဖစ္သည္။ သတ္မွတ္ထားေသာ အခ်ိန္တစ္ခုအတြင္းရွိ Error မ်ားကုိ ေပါင္းထားျခင္းျဖစ္သည္။ အဆက္မျပတ္ေပါင္းထားျခင္းကုိ integrate လုပ္သည္ဟုေခၚသည္။

calculus သခ်ၤာနည္းအရေဖာ္ျပရလွ်င္ time-weight average of the error ျဖစ္သည္။ Set point မွ မည္မွ်ၾကာၾကာကြာေဝးေနသည္ကုိတြဲ ၍ေဖာ္ျပထားျခင္းျဖစ္သည္။(တစ္နည္းအားျဖင့္ အခ်ိန္အတုိင္းအတာ တစ္ခုအတြင္းရွိ average error ႏွင့္ ထုိအခ်ိန္ပမာဏ ႏွင့္ေျမာက္ထားသည့္ ရလဒ္ပမာဏျဖစ္သည္။) ဥပမာ-ကား speed သည္ desired speed ထက္ေႏွးေနသည့္အျပင္ အခ်ိန္အေတာ္ၾကာေႏွးေနေသာေၾကာင့္ လီဗာ(accelerator) ကုိ ပုိ ၍ျပင္းျပင္းဖိရန္ လုိအပ္ျပီဟု ဆုိလုိျခင္းျဖစ္သည္။

Vd သည္ derivative term ျဖစ္သည္။ Derivative of the error with respect to time ျဖစ္သည္။ Calculus သခ်ာၤျဖင့္ ေဖာ္ျပရလွ်င္ rate of change of error သည္။ ကား၏ speed သည္ desired speed (set point) ဆီကုိမည္မွ် ျမန္ျမန္ခ်ဥ္းကပ္ေနသည္ကုိ ေဖာ္ျပသည္။ သုိ႕မဟုတ္ Set point မွမည္မွ်ျမန္ျမန္ ေဝးကြာေနသည္ကုိ ေဖာ္ျပသည္။ ဥပမာ - ကား speed သည္ desired speed ဆီသုိ႕ လ်င္ျမန္စြာ ခ်ဥ္းကပ္ေနျပီ (approaching) ဆုိလွ်င္ လီဗာ(accelerator) ကုိဖိထားသည့္ေနရာမွ နည္းနည္းေလွ်ာ့ ေပးႏုိင္သည္။ ထုိသေဘာ တရားမွာ derivative control logic ၏အေျခခံသေဘာ ျဖစ္သည္။ ပုံ ၁-၁၀ တြင္ term ၃မ်ိဳးစလုံးကုိ ဂရပ္ပုံစံျဖင့္ေဖာ္ျပထားသည္။ proportional term (Vp) သည္ Error အနည္းအမ်ားကုိလုိက္ ၍ အခ်ိဳးညီေျပာင္းလဲသည္။ Error နည္းသည္ဆုိသည္မွာ Set point အနီးတြင္ ရွိျပီး (Set point) သုိ႕မေရာက္ေသးေပ။ Error မ်ားသည္ ဆုိသည္မွာ controlled variable သည္ Set point မွ ကြာေဝးသည္ဟု ဆုိလုိသည္။ Integral term(Vi) သည္ Error ၏ time – weight average ႏွင့္အခ်ိဳးညီသည္။ Curve ၏ေအာက္ ၌ရိွေသာ Area ျဖစ္သည္။(area under the Curve)။ derivative term (Vd) သည္ error line ၏ slope ျဖစ္သည္။ (slope of the error line) ျဖစ္သည္။ Set point ဆီသုိ႔မည္မွ် ျမန္ျမန္သြားေနသည္၊ Set point ဆီမွျမန္ျမန္ေဝးကြာေနသည္ကုိေဖာ္ျပသည္။ term ၃ခု စလုံးသည္တနည္းနည္းျဖင့္ Control accuracy ကုိ ပုိေကာင္းေအာင္လုပ္ေပးႏုိင္စြမ္းရွိသည္။



ပထမဦးစြာ Equation 1-1 မွ integral term ႏွင့္ derivative term တုိ႕ကုိ္ proportional term တစ္ခုတည္းကုိ သာစဥ္းစားၾကပါစုိ႔။

အထက္ပါ equation 1-2 တြင္ V သည္ controller ၏ output ျဖစ္သည္။ ကားေမာင္းသည့္ ဥပမာျဖင့္ေျပာရလွ်င္ အလုိရွိသည့္ desired speed (set point) ရရန္ accelerator ကုိမည္မွ်နင္းထားရမည္ကုိ ဆုိလုိသည္။ proporational only control logic ကုိသခ်ာၤနည္းျဖင့္ေဖာ္ျပထားေသာ mathematic expression ျဖစ္သည္။ proporation control သည္ အရုိးရွင္းဆုံး ႏွင့္ အသုံးအမ်ားဆုံးေသာ modulating control logic ျဖစ္သည္။ pneumatic thermostat မ်ားအားလုံးနီးပါး၊ pneumatic controller မ်ားအားလုံးနီးပါးႏွင့္ analog electric controller အမ်ားစုတုိ႔၌ P gain တစ္ခုတည္းသာပါသည့္ (proporational only) control logic ကုိအသုံးျပဳၾကသည္။ ပုံ ၁-၁ တြင္ equipment မ်ားစတင္ ေမာင္းသည့္အခ်ိန္ သုိ႔မဟုတ္ set point ကုိ ေျပာင္းလုိက္သည့္အခ်ိန္တြင္ proporational only system တစ္ခုမွတုန္႔ျပန္သည့္ (response) ကုိ ေဖာျ္ပ ထားသည္။ System သည္ set point ဆီသုိ႕ေရာက္ေအာင္ ခ်ဥ္းကပ္သည္။ သုိ႕ေသာ္ timer delay ႏွင့္thermal lag ေၾကာင့္ overshoot ျဖစ္သည္။ set point သုိ႔ေရာက္ေအာင္ ေနာက္ထပ္ၾကိဳးစား ခ်ဥ္းကပ္သည့္အခါ undershoot အနည္းငယ္ျဖစ္ေပၚသည္။ အခ်ိန္ၾကာလာသည္ႏွင့္အမွ် overshoot ႏွင့္ undershoot တုိ႔သည္ တျဖည္းျဖည္းတသတ္မတ္တည္းျဖစ္ေနခဲ့လွ်င္ controlled variable သည္ set point အနီးတြင္ရွိေသာ္လည္း set point ႏွင့္တစ္ထပ္တည္းမက်ေပ။

အနည္းငယ္မွ်ကြာဟေနသည္။ ထုိကြာဟခ်က္ error ကုိ offset ဟုလည္းေခၚသည္။ droop ဟုလည္းေခၚသည္။ steady-state အေျခအေန(constant load အေျခအေနတြင္) အျမဲရွိေနသည့္ offset သည္ proportion control ကေပးသည့္အေမြဆုိးျဖစ္သည္။

continuous offset ႏွင့္ proportional only control တုိ႔သည္အျမဲတြဲလွ်က္ရွိၾကသည္။ေရွာင္လြဲမရ။ proporational control သည္ controlled variable ကုိ set point အနီးတြင္ရွိေအာင္ထိန္းထားႏုိင္သည္။ (သတ္မွတ္ထားေသာ load အေျခအေနတြင္) သုိ႔ေသာ္ droop သုိ႔မဟုတ္ offset သည္ အျမဲတမ္းရွိေန လိမ့္မည္သာျဖစ္သည္။ Epuation 1-2 တြင္ proportional logic ကုိထည့္ကာ Heating coilအား control လုပ္ပုံကုိေဖာ္ျပလုိသည္။ heating coil တစ္ခုသည္ steady load အေျခအေနတြင္ load ႏွင့္လုံးဝကုိက္ညီသည့္ heating medium coil အတြင္းသုိ႔ စီးဝင္ေနရန္လုိသည္။ ထုိစီးဝင္ေနမည့္ flow rate ကုိျဖစ္ေစရန္ သင့္ေလွ်ာ္သည့္ ပြင့္ေနရမည့္% (valve opening %) ကုိ controller ၏ output signal မွဆုံးျဖတ္ေပးသည္။ out put signal တန္ဖုိးသည္ equation 1-2 မွ V ၏တန္ဖုိးပင္ျဖစ္သည္။

အကယ္၍ set point ႏွင့္ controlled variable တုိ႔သည္ အတိအက် တူညီၾကလွ်င္ error မွ သုံည (zero)ျဖစ္သည္။ error zero ျဖစ္လွ်င္ second term သည္လည္း zero ျဖစ္သည္။ထုိအခါ control signal သည္ V0၏တန္ဖုိးႏွင့္တူညီေနလိမ့္မည္။ V0သည္ offset adjustment ျဖစ္သည္။ ထုိအေျခအေနရွိသည့္ Load အတြက္ လုိခ်င္သည့္ flow rate ကုိရရန္ V0 ကုိ adjust လုပ္ရန္လုိသည္။ သုိ႔မွသာ offset ကုိ zero ျဖစ္ေအာင္လုပ္ႏုိင္လိမ့္မည္။ V0 သည္ကိန္းေသတန္ဘုိး(constant) ျဖစ္သည္။ load ပုိမ်ားလာလွ်င္ ပုိမ်ားသည့္ flow rate လုိသည္။ ပုိမ်ားသည့္flow rate ရရွိရန္ Valve ကို ပိုဖြင့္ေပးရန္လိုသည္။ ထုိ႕ေၾကာင့္ signal တန္ဘုိးပုိမ်ားရန္လုိသည္။ (larger valve of V) V၏တန္ဘုိးမ်ားေစရန္ Equation 1-2 ၏ second term သည္ zero မျဖစ္ရ။ တစ္နည္းအားျဖင့္ error တန္ဖိုးသည္ သုံည မျဖစ္ရ။(Non-zero) error သည္ offset သုိ႔မဟုတ္ droop ျဖစ္သည္။ offset ပမာဏသည္ ကိန္းေသ Kp တန္ဘုိးကုိလုိက္၍ အခ်ိဳးညီ ေျပာင္းလဲေနသည္။(offset=function of constant Kp)။

Kpသည္controller၏ porporational gain ျဖစ္သည္။ Kp တန္ဖုိးမ်ားလာေလေလ offset တန္ဘုိးနည္းလာေလေလျဖစ္သည္။ Kpတန္ဖုိးမ်ားေအာင္ထား၍ offset ပမာဏကုိ နည္းေအာင္ ျပဳလုပ္ထားႏုိင္ေသာ္လည္း အလြန္ၾကီးမားသည့္ Kp ထားရွိျခင္းေၾကာင့္ system stability ကုိ ထိခုိက္ ေစႏုိင္သည္။

Set point အနီး၌ controlled variableသည္ oscillation ျဖစ္ေနလိမ့္မည္။ ထုိသုိ႔ျဖစ္ျခင္းကို hunting ျဖစ္သည္ဟုေျပာေလ့ရွိသည္။ gain ကုိၾကီးၾကီးထားျခင္းေၾကာင့္ signal valve သည္လည္းၾကီးကာ ေသးငယ္သည့္ error ကုိျဖစ္ေစေသာ္လည္း load အနည္းငယ္ေျပာင္းလဲျခင္းေၾကာင့္ system သည္လုိအပ္သည္ထက္ ပုိ၍မ်ားစြာတုန္႔ျပန္သည္။ overreact လုပ္သည္။

overreaction ေၾကာင့္ ပုိ၍ၾကီးမားသည့္ error ကုိတစ္ျခားဘက္(ေျပာင္းျပန္ဘက္)တြင္ျဖစ္ေစသည္။ (Valve သည္ပြင့္ရမည့္အစားပိတ္ေစသည္။) ပိုမုိၾကီးမားသည့္ overshoot လည္းျဖစ္ေပၚေစသည္။ stable control ရရွိရန္အတြက္ gain မ်ားကုိ adjust လုပ္ျခင္း hunting မျဖစ္ေစဘဲ offset တန္ဘုိးငယ္ေအာင္လုပ္ျခင္းကုိ turning the control loop ဟုုေျပာဆုိေလ့ရွိသည္။

integral term ပုံမွန္ျဖစ္ေစရန္ အခ်ိန္အေတာ္ၾကာေစာင့္ရသည္။ အဘယ္ေၾကာင့္ဆုိေသာ္ error သည္အခ်ိန္ အေတာ္ၾကာေအာင္ ျဖစ္ေပၚေနခဲ့ေသာေၾကာင့္ျဖစ္သည္။ (တနည္း system ၏ controlled variable သည္ set point မွာအခိ်န္ၾကာျမင့္စြာေဝးေနေသာေၾကာင့္ျဖစ္သည္။ထုိကဲ့သုိ႔ျဖစ္ျခင္းကုိ windup ဟုေခၚသည္။


အခ်ိန္အခုိက္အတန္႔မွ် system ကုိ unstable အေျခအေနျဖစ္ေပၚေစသည္။(temporarily unstable) ထုိျပႆ ကုိေျဖရွင္းရန္အတြက္ system ကုိရပ္ထားသည့္အခ်ိန္ ၌ controller ႏွင့္ controller loop မ်ားကုိလည္းရပ္ထားရန္လုိသည္။ system တစ္ခုသည္ ရပ္ေနၿပီး ထုိ system ၏ control loop ကို မရပ္ထားပါက wind up ၿဖစ္ေပၚလိမ့္မည္။ derivative control ထည့္၍လည္းေျဖရွင္းႏုိင္သည္။ anti-wind up device မ်ားထည့္ု၍လည္းေျဖရွင္းႏုိင္သည္။ analog electric controller မ်ားတြင္ algorithms ထည့္၍လည္းေျဖရွင္း နုိင္သည္။ အသုံးအမ်ားဆုံး anti-wind up algorithm မွာ system စတင္ခါစအခ်ိန္တြင္ integral term ကုိမသုံးထားပဲ proportion only control logic ျဖင့္အခ်ိန္ခဏၾကာ စတင္ျခင္းျဖစ္သည္။ PI control ကုိ pneumatic control မ်ားႏွင့္ analog electric control မ်ားတြင္ေတြ႔ႏုိင္သည္။ digital control system မ်ားအတြက္ မပါမျဖစ္ standard တစ္ခုျဖစ္သည္။

Equation 1-1 တြင္ပါဝင္သည့္ term သုံးခုစလုံးကုိ အသုံးျပဳလွ်င္ proportional plus integral plus derivative (PID) control logic ဟုေခၚသည္။ derivative term ကုိပါဝင္ေစျခင္းျဖင့္ overshooting ကုိေလွ်ာ့ခ်ေပးႏုိင္သည္။ integral term က Brake အျဖစ္လုိက္ထိန္းေပးသည္။

ပုံမွန္အားျဖင့္ derivative control သည္အလြန္လွ်င္ျမန္စြာတုန္႕ျပန္ ေဆာင္ရြက္ေလ့ရွိသည္။(very fast response)
ထုိ႕ေၾကာင့္လွ်င္ျမန္စြာ တုန္႕ျပန္ရန္လုိအပ္ေသာindustial process မ်ားႏွင့္ဒုံးပ်ံမ်ား၏ ပဲ့ထိန္းစနစ္မ်ားတြင္လြန္စြာ အသုံးဝင္သည္။
HVAC system မ်ား၏ responses မွာေႏွးေသာေၾကာင့္ derivative control ကုိ HVAC application တြင္အသုံးနည္းသည္။ differential term ပါဝင္မႈ ့ေၾကာင့္ funing လုပ္ရာတြင္ပုိခက္ခဲရႈပ္ေထြးလာသည္။ unstable ျဖစ္ေစသည့္ responses ကုိ လည္းေပးေလ့ ရွိသည္။

လက္ေတြ႕လုပ္ငန္းခြင္မ်ားတြင္ digital control application မ်ား၌ PID loop ဟုေခၚေဝၚေျပာဆုိ ေနၾကေသာ္လည္း derivative function ကုိ အသုံးမျပဳဘဲထားေလ့ရွိသည္။ PID logic ကုိ modulating function မ်ားတြင္ ပုိေကာင္းသည့္ accuracy ကုိ ရရန္ အသုံးျပဳထားသည့္ staged capability မ်ားတြင္ လည္းအသုံးျပဳသည္။ ထုိအခါမ်ဳိးတြင္ modulating control loop သည္ real device ကုိ control မလုပ္ပဲ “virtual” output ကုိသာ ထုတ္ေပးျပီး contolled variable ကုိ control ျခင္းျဖစ္သည္။ second loop ၏ virtual output သည္ Equipment ၏ capacity အဆင့္ကုိ sequence လုပ္ေပးျခင္းျဖင့္ control လုပ္ေပးျခင္းျဖစ္သည္။

ဤသို႔ PID logic ထည့္သြင္းအသံုးျပဳျခင္းျဖင့္ step control logic တြင္ရရွိသည့္ operating differential ထက္ပိုေကာင္းသည့္ (ငယ္သည့္) operating differential ရရွိေစႏိုင္သည္။ အထူးသျဖင့္ step မ်ားမွာ ရွိသည့္ system မ်ား၊ step ၄ခုထက္ပိုမ်ားသည့္ system မ်ားတြင္ပို အက်ိဳးသက္ေရာက္သည္။ Pulse-width modulating ႏွင့္ Time-proportioning Control Modulating Logic ေနာက္တစ္မ်ိဳးမွာ on-off type output ကို pulse width ၏ပမာဏကို နည္းေအာင္ျပဳလုပ္ျပီး control လုပ္ေသာ္နည္းျဖစ္သည္။ Pulse-Width modulation (PWM) ဟုေခၚသည္။ Ouput သည္ အတန္းလိုက္ျဖစ္ေသာ သီးျခား step မ်ား၏ လႈပ္ရွားမႈ ျဖစ္သည္။ (Series of discrete step ၿဖစ္သည္)။ သို႔ေသာ္ အမွန္တကယ္ modulating မွရေသာ ပံုစံႏွင့္ လံုးဝနီးပါး ဆင္တူသည္။ Controller ၏ output သည္အရွည္မတူညီေသာ pulse မ်ား၏အစဥ္အတန္း ျဖစ္သည္။ (A Series of pulses of varying length)။ ထုိ pulse မ်ားသည္ controlled device မ်ားကိုေမာင္းေစသည္။ Valve ႏွင့္ damper မ်ားတြင္တပ္ဆင္ထားသည့္ step motor မ်ား၊ electric resistive heater မ်ား၏ ON-OFF control မ်ားျဖစ္သည္။ Control loop မွ output signal သည္ control device ၏ position မဟုတ္ပဲ (length of pulse) pulse မ်ား၏အခ်ိန္ အတိုအရွည္ျဖစ္သည္။


Controlled device မ်ား၏ actual position ကို သိရန္လိုအပ္သည့္ အခါမ်ား၌ feedback device (actuator ၏ position ကိုသိေအာင္ယူႏိုင္သည့္) မ်ားမွ တစ္ဆင့္ control system ဆီသို႔ input အျဖစ္ (feedback အျဖစ္သံုးရန္) ပို႔ေပးသည္။ PWM သည္ actual position ကိုမေပးႏိုင္ေသာေၾကာင့္ position သိနုိင္ရန္ တျခားေသာ Device တစ္မ်ိဳးမ်ိဳး တပ္ဆင္၍ input အျဖစ္ control system အတြင္းသို႔ပို႔ေပးသည္။ Time-proportioning control သည္ PWM control မွခြဲထြက္လာေသာ control အမ်ိဳးအစားျဖစ္သည္။ PWM ကဲ့သို႔ပင္ output သည္ on/off pulse မ်ား၏ အစဥ္အတန္း ျဖစ္သည္။ သို႔ေသာ္ time cycle သည္ ပံုေသ (fixed) ျဖစ္သည္။ Cycle အတြင္းရွိ on time ႏွင့္ off time တို႔၏ % သည္ေျပာင္းလဲေနသည္။
ေကာင္းထက္ညြန့္
HVAC Control Systems ႏွင့္သက္ဆုိင္ေသာ ACMV Lecture မ်ား (3 Lectures)
1 HVAC Control Systems Introduction To HVAC Control Systems Control Loop မ်ား Read
2 HVAC Control Systems Introduction To HVAC Control Systems Control mode မ်ား၊ Read
3 HVAC Control Systems Introduction To HVAC Control Systems Gains and Loop Tuning Read
   

www.acmv.org - Air Conditioning and Mechanical Ventilation for Young Myanmar Engineers

To download all ACMV lecuters in PDF format