کنترل کننده سطح (Level Controller)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع کنترل کننده ها (Controller) را در آموزش زیر شرح دادیم :
کنترل کننده سطح (Level Controller) :
تنظیم ارتفاع مایع در مخازن و تانک ها
کنترل کننده سطح یا Level Controller برای تنظیم ارتفاع مایع در مخازن، تانک ها، و سایر ظروف استفاده می شود. این یکی از رایج ترین کنترل کننده ها در صنایع فرآیندی است. کنترل سطح می تواند برای جلوگیری از سرریز شدن، خشک کار کردن پمپ ها، یا حفظ فشار هیدرواستاتیک باشد.
روش های اندازه گیری سطح: شناور، اولتراسونیک، راداری، فشار دیفرانسیلی. عملگرها معمولا شیرهای کنترلی ورودی یا خروجی، یا پمپ ها هستند.
\[ h(t) = \frac{1}{A} \int (Q_{in} - Q_{out}) dt \]کاربردها: مخازن ذخیره آب، مخازن راکتورهای شیمیایی، برج های تقطیر، سیستم های آبرسانی، تصفیه خانه های فاضلاب، دیگ های بخار، سیلوها.
✅ مزایا: سادگی نسبی، جلوگیری از حوادث (سرریز)، بهبود کارایی فرآیند.
⚠️ معایب: اغتشاشات ناشی از تغییر دبی ورودی/خروجی، موج در سطح، غیرخطی بودن در مخازن با شکل نامنظم.
کنترل سطح اغلب به صورت کنترل آبشاری با کنترل دبی انجام می شود. یعنی حلقه اصلی سطح، نقطه مطلوب حلقه فرعی دبی را تعیین می کند. این کار باعث بهبود پاسخ به اغتشاشات می شود.
مثال: یک مخزن ذخیره آب در یک تصفیه خانه. سطح باید بین ۲ تا ۳ متر بماند. یک کنترل کننده سطح (مثلا PID) با اندازه گیری سطح، شیر ورودی را تنظیم می کند. اگر سطح از ۳ متر بالاتر رفت، شیر کمی بسته می شود و اگر به ۲ متر نزدیک شد، شیر باز می شود.
برای جلوگیری از روشن و خاموش شدن مکرر پمپ ها، معمولا از کنترل روشن-خاموش با هیسترزیس برای مخازن ساده استفاده می شود.
