Hệ thống điều khiển vòng kín là gì? Hoạt động và mục tiêu sử dụng

Trong những năm gần đây, lĩnh vực điều khiển đã có sự phát triển đáng kể và đem lại những cải tiến đáng chú ý. Công nghệ điều khiển ngày càng được áp dụng rộng rãi trong đời sống hàng ngày và các lĩnh vực công nghiệp hiện đại. Đặc biệt, hệ thống điều khiển vòng kín đã đạt được những thành tựu đáng kể và mang lại nhiều lợi ích đáng giá cho cuộc sống và quá trình sản xuất, với nhiều tính năng nổi bật. Cùng Dubai Electric tìm hiểu hệ thống điều khiển vòng kín là gì? Hoạt động của nó như thế nào trong bài viết dưới đây nhé!

Hệ thống điều khiển vòng kín là gì?

Hệ thống điều khiển vòng kín (closed-loop control system) là một hệ thống điều khiển trong đó thông tin phản hồi về trạng thái của quá trình được sử dụng để điều chỉnh và điều khiển hoạt động của hệ thống.

Trong một hệ thống điều khiển vòng kín, thông tin phản hồi được thu thập từ các cảm biến và so sánh với giá trị đặt trước (tham chiếu hoặc setpoint). Sau đó, thông tin này được đưa vào bộ điều khiển (controller) để tạo ra tín hiệu điều khiển (control signal) để điều chỉnh hoạt động của hệ thống. Tín hiệu điều khiển sẽ làm thay đổi trạng thái của quá trình và tạo ra phản hồi mới, tiếp tục vòng lặp điều khiển.

Hoạt động của hệ thống điều khiển vòng kín

Hệ thống điều khiển vòng kín cho phép tự động hoá các thiết bị và máy móc trong môi trường công nghiệp. Nó giúp điều khiển các quy trình trong hệ thống công nghiệp như điều khiển phân tán, giám sát và thu thập dữ liệu.

So với hệ thống điều khiển vòng hở, hệ thống điều khiển vòng kín thường ít phụ thuộc vào sự tác động của con người. Chúng hoạt động tự động và độc lập theo chu trình riêng của mình. Trong kỹ thuật này, hành động của thiết bị được điều khiển hoàn toàn bởi các cảm biến.

Do đó, sử dụng hệ thống điều khiển vòng kín trong cuộc sống và quá trình sản xuất sẽ giúp người dùng tiết kiệm nhiều công sức và giảm chi phí thuê lao động.

Mục tiêu sử dụng

Sử dụng hệ thống điều khiển này nhằm mục đích tăng cường hiệu suất và gia tăng tuổi thọ của các thiết bị và máy móc. Với khả năng hoạt động độc lập, hệ thống này giúp con người dễ dàng điều khiển và vận hành các thiết bị một cách đơn giản và thuận tiện.

Hệ thống điều khiển này cũng giúp doanh nghiệp nâng cao năng suất sản xuất và triển khai dịch vụ. Ngoài ra, hệ thống này còn giúp tiết kiệm thời gian và công sức vận hành máy móc và thiết bị. Cuối cùng, việc sử dụng hệ thống điều khiển này cũng đóng góp vào bảo vệ môi trường.

Ví dụ của hệ thống điều khiển vòng kín

Hiện nay, cùng với sự phát triển của công nghệ, nhiều thiết bị điện – điện tử đã áp dụng hệ thống điều khiển vòng kín. Dưới đây là một số ví dụ tiêu biểu mà chúng ta đã quen thuộc:

• Servo: Đạt được sự ổn định điện áp bằng cách cung cấp phản hồi từ điện áp đầu ra cho hệ thống.
• Bộ điều khiển mực nước: Mức nước được xác định qua cảm biến đo mức nước, phản hồi từ nước đầu vào.
• Hệ thống tự điều chỉnh nhiệt độ: Quản lý nhiệt độ trong phòng một cách tự động.
• Tốc độ động cơ: Có thể được điều khiển bằng máy đo tốc độ hoặc cảm biến dòng, trong đó cảm biến phát hiện tốc độ và gửi phản hồi đến hệ thống điều khiển để điều chỉnh tốc độ.
• Bàn ủi điện tự động: Được điều khiển tự động dựa trên nhiệt độ của bộ phận làm nóng.

Ngoài ra, còn nhiều ví dụ khác như máy điều nhiệt, hệ thống năng lượng mặt trời, bệ phóng tên lửa, động cơ tự động, máy nướng bánh mì tự động và hệ thống điều khiển nước bằng tuabin.

Ưu nhược điểm của hệ thống điều khiển vòng kín

Ưu điểm của hệ thống điều khiển vòng kín

Hệ thống điều khiển vòng kín có nhiều ưu điểm nổi bật bên dưới đây:

• Độ chính xác cao: Hệ thống hoạt động với độ chính xác tốt hơn và ít lỗi hơn.
• Khả năng sửa lỗi: Các lỗi có thể được khắc phục thông qua tín hiệu phản hồi.
• Băng tần rộng: Cho phép xử lý tín hiệu nhanh và hiệu quả.
• Hỗ trợ tự động hóa: Tạo điều kiện cho quy trình tự động hóa được thực hiện dễ dàng hơn.
• Kháng nhiễu: Ít bị ảnh hưởng bởi các yếu tố nhiễu.

Nhược điểm của hệ thống điều khiển vòng kín

Dù mang lại nhiều lợi ích, hệ thống điều khiển vòng kín cũng có một số nhược điểm cần lưu ý:

• Thiết kế phức tạp: Việc thiết kế hệ thống này đòi hỏi kỹ thuật cao và phức tạp.
• Chi phí đầu tư cao: Chi phí để xây dựng hệ thống thường rất lớn.
• Bảo trì tốn công: Việc bảo trì hệ thống cần nhiều công sức và thời gian.
• Dao động do tín hiệu phản hồi: Hệ thống có thể gặp hiện tượng dao động khi nhận tín hiệu phản hồi không ổn định.
• Yêu cầu nhiều thời gian: Cần nhiều thời gian và công sức cho quá trình thiết kế và thử nghiệm hệ thống.

Hệ thống điều khiển vòng kín đã và đang đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Từ các nhà máy sản xuất tự động hóa đến các thiết bị gia dụng thông minh, hệ thống này góp phần nâng cao hiệu suất, độ chính xác và sự tiện lợi. Theo dõi thêm Dubai Electric để nhận những thông tin khác nữa nhé!

Có thể bạn quan tâm:

• Lập trình PLC Delta điều khiển Servo bằng lệnh phát xung
• Hướng dẫn lập trình PLC Mitsubishi phát xung điều khiển servo
• Internet of things là gì? Cấu trúc của một hệ thống Internet of things