Design and creation of control board for drying equipment based on development of a soft self-tuning PID controller

Thiết kế chế tạo mạch điều khiển cho thiết bị sấy mẫu trên cơ sở phát triển bộ điều khiển PID mềm tự chỉnh linh hoạt

Abstract

This article introduces a versatile control board design that can be used in many drying systems using direct heat transfer solutions in combination with static tray distribution based on development of a flexible self-tuning PID controller. The product is applied for a small oven drying solid waste samples or plant materials for further analysis of some parameters. The control board is built based on the Arduino embedded system using a flexible soft PID (Proportional–Integral–Derivative) controller that can automatically change its gains according to the required temperature thresholds to best meet the setpoint of temperatures. The system has a small steady-state error (SSE), fast response to the setpoints and keep stable with temperature deviation when reaching the required threshold around ± 0.5 °C. In addition, the controller board can operate in a variety of modes, including direct temperature operation, pre-set operation, and switching mode.

Bài báo này giới thiệu một thiết kế mạch điều khiển đa năng có thể áp dụng trong nhiều hệ thống sấy sử dụng các giải pháp truyền nhiệt trực tiếp kết hợp phân phối khí kiểu khay tĩnh trên cơ sở phát triển bộ điều khiển PID mềm tự chỉnh linh hoạt. Sản phẩm được ứng dụng cho một mô hình lò nhỏ sấy mẫu chất thải rắn hoặc mẫu thực vật phục vụ các nghiên cứu phân tích thành phần một số chất.Mạch điều khiển được chế tạo trên nền tảng hệ thống nhúng Arduino sử dụng bộ điều khiển PID mềm linh hoạt, có khả năng tự động thay đổi tham số theo ngưỡng nhiệt yêu cầu để đáp ứng nhiệt độ tốt nhất so với ngưỡng nhiệt độ đặt. Hệ thống có độ quá điều chỉnh nhỏ, nhanh đáp ứng tới các ngưỡng đặt và giữ ổn định với sai lệch nhiệt độ khi đạt ngưỡng yêu cầu trong khoảng ±1°C. Ngoài ra, bộ điều khiển còn có thể hoạt động theo nhiều chế độ khác nhau, bao gồm hoạt động theo chế độ đặt nhiệt độ trực tiếp, hoạt động theo chu trình đặt trước, và chuyển chế độ hoàn toàn tự động.