การพัฒนาระบบควบคุมแบบ PID ต่อผลตอบสนองของระบบให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

สุภัสสรา พรหมโยธา, ธีรนาถ ทิพย์เพ็ง

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

ยุทธพงศ์ เพียรโรจน์, อัจจิมา สินฉิม

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนมอ.วิทยานุสรณ์ สุราษฎร์ธานี

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2563

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงงานอุตสาหกรรมโดยทั่วไปในปัจจุบันจะต้องมีระบบควบคุมอัตโนมัติเป็นส่วนหนึ่งในกระบวนการผลิต เช่น ระบบควบคุมอุณหภูมิ ระบบควบคุมความดัน หรือระบบควบคุมระดับของเหลว เป็นต้น ส่วนประกอบหนึ่งที่ถือว่าเป็นหัวใจสำคัญของระบบควบคุมอัตโนมัติ คือ ตัวควบคุม (Controller) ซึ่งมีมากมายหลายชนิดให้เลือกใช้งาน แต่ตัวควบคุมที่ยังคงได้รับความนิยมอย่างสูงนับจากอดีตจนถึงปัจจุบันก็คือตัวควบคุมแบบ พีไอดี (PID Controller) ซึ่งสาเหตุที่ทำให้ตัวควบคุมชนิดนี้เป็นที่นิยม เนื่องจากความเรียบง่ายของโครงสร้างตัวควบคุมและความสามารถในการลดค่าความผิดพลาดได้หลายชนิดในตัวควบคุมเดียว (http://www.thailandindustry.com/indust_newweb/articles_preview.php?cid=10522 ,

26 เมษายน 2563) จุดประสงค์หลักของการเลือกใช้ตัวควบคุมแบบ PID เพื่อลดค่าความผิดพลาดให้เหลือน้อยที่สุด และให้ได้ค่าผลลัพธ์ของระบบตรงกับความต้องการของผู้ใช้งานมากที่สุด (https://mall.factomart.com/how-to-control-a-temperature-controller/, 6 มิถุนายน 2563) ซึ่งตัวควบคุมแบบ PID นี้จะจัดการกับสัญญาณรบกวนให้เร็วที่สุด เพื่อไม่ให้เกิดการรบกวนระบบและไม่เกิดการแกว่งที่มากจนเกินไป และให้ค่านั้น ๆ กลับมาอยู่ที่ค่าที่เราต้องการ ส่งผลให้ระบบโดยรวมมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น กล่าวคือ ระบบมีความเสถียรมากขึ้น และผลลัพธ์ของระบบตรงตามความต้องการของผู้ใช้งาน

ไมโครเวฟเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า มีลักษณะคล้ายกับคลื่นวิทยุ หัวใจสำคัญของเตาไมโครเวฟ คือตัวแมกนิตรอนที่จะเป็นตัวเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นคลื่นไมโครเวฟ ทำให้เกิดความร้อนขึ้นภายในเตาไมโครเวฟ โดยโครงงานนี้เป็นการศึกษาการทำงานของระบบควบคุม PID ต่อผลตอบสนองของระบบให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟ โดยการพัฒนาระบบจากการประยุกต์ใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ เปรียบเทียบกับตัวควบคุมอุณหภูมิแบบ PID ที่มีจำหน่ายในท้องตลาด เพื่อได้ระบบให้ความร้อนด้วยไมโครเวฟที่มีประสิทธิภาพ