การควบคุมระดับนํ้าในกระบวนการผลิตนํ้าประปาโดยใช้ตัวควบคุมแบบฟัซซีลอจิกแบบ 2 เงื่อนไข

Abstract

ระบบการควบคุมระดับในบ่อกรองนํ้าของกระบวนการผลิตนํ้าประปาขนาดใหญ่เดิมนั้นใช้ตัวควบคุมแบบ PID ที่มีค่าอัตราขยายแบบคงที่ แต่เนื่องด้วยในกระบวนการผลิตนั้นมีการลดหรือเพิ่มกำลังการผลิตในแต่ละช่วงเวลาการล้างบ่อกรองและปริมาณอนุภาคสารแขวนลอยที่มากับนํ้าดิบที่แตกต่างกัน ทำให้ปริมาณนํ้าดิบที่เข้าบ่อกรองเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาไม่แน่นอน ค่าอัตราขยายของตัวควบคุมแบบ PID แบบคงที่จึงไม่สามารถตอบสนองต่อระดับนํ้าที่เปลี่ยนแปลงแบบไม่เชิงเส้นได้ จึงเป็นสาเหตุให้วาล์วปีกผีเสื้อขนาดใหญ่ที่ใช้ควบคุมปริมาณนํ้าออกเพื่อรักษาระดับนํ้าในบ่อกรองมีการทำงานบ่อยครั้งส่งผลให้มอเตอร์และชุดเฟืองของวาล์วปีกผีเสื้อมีอายุการใช้งานที่สั้นลงบทความนี้จึงนำเสนอตัวควบคุมแบบฟัซซีลอจิกแบบ 2 เงื่อนไข วัตถุประสงค์เพื่อลดการทำงานของวาล์วปีกผีเสื้อไม่ให้ทำงานบ่อยครั้งและสามารถรักษาระดับนํ้าให้อยู่ในช่วงขอบเขตที่กำหนดไว้ได้ถึงแม้ว่าระดับนํ้าจะมีการเปลี่ยนแปลงแบบไม่เชิงเส้นตลอดเวลา ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าตัวควบคุมแบบฟัซซีลอจิกมีจำนวนครั้งในการเปิดปิดวาล์วปีกผีเสื้อที่น้อยกว่าและการตอบสนองต่อการรักษาระดับนํ้าได้ดีกว่าตัวควบคุมแบบ PID ที่ใช้ค่าอัตราขยายคงที่

Normally, the water level control for filter tank of a large water treatment uses the PID controller with fixed gain. Due to the increase or decrease in production process in each period, the washing filter tank, and the amount of particle suspensions of different input raw water, the flow rate of raw water into the filter tank changes nonlinearly. As a result, the static gain of the PID controller cannot respond well. This causes a large butterfly outlet valve to work frequently while trying to maintain the water level in the filter tanks. Hence, the motor and gear set of butterfly valve’s lifespan are shorten. This research presents the 2−state fuzzy logic controller. The aim is to reduce the working of butterfly valve, and to maintain water levels in the specified range. The experimental result reveals that the proposed 2−stage fuzzy logic controller reduces the opening and closing of the butterfly valve considerably and has a better response to the water level maintaining than the PID controller with fixed gain.