ಮುಚ್ಚಿದ ಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು

– ಗಿರೀಶ ವೆಂಕಟಸುಬ್ಬರಾವ್.

ಹಿಂದಿನ ಓದಿನಲ್ಲಿ ತೆರೆದಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟನ್ನು ಅರಿತೆವು. ಅದೇ ಬರಹದಲ್ಲಿ ನಾವು ಅರಿತ ಇನ್ನು ಕೆಲವು ಹುರುಳುಗಳೆಂದರೆ:
• ತೆರೆದಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು ನಡೆಯುವ ಬಗೆ, ನಡೆಸುವವನ ಜವಾಬ್ದಾರಿ
• ಆಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಮತ್ತಶ್ಟು ಹುರುಳುಗಳು ಹಾಗು ಅಂಕೆತಪ್ಪಿನ ಲೆಕ್ಕಚಾರ
• ತೆರೆದಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಸಲೆ ಹಾಗು ಕೊರತೆಗಳು

ತೆರೆದ ಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ನಡೆಸುವವನಿಗೆ(Operator) ಇದ್ದ ಹೊಣೆಗಳೆಂದರೆ:

1. ತೋರಳಕದ ನೆರವಿನಿಂದ ಅಳೆದಬೆಲೆಯು ಇಟ್ಟಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದೆಯೆ ಎಂದು ಯಾವಾಗಲೂ ಗಮನಿಸುತ್ತಿರುವುದು

2. ಅಂಕೆತಪ್ಪಿದರೆ ಆ ಅಂಕೆಯತಪ್ಪನ್ನು(Control Error) ಎಣಿಸಿ ಅದಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಂತೆ ಅಂಕೆಗಾರನಿಗೆ (Controller) ಇಟ್ಟಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ತರುವಶ್ಟು ನೀಡಿಕೆ (Input) ಕೊಟ್ಟು ಹೊಲಬನ್ನು ಅಂಕೆಗೆ ತರುವುದು. ಇಂತಹ ಒಂದು ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ತನ್ನೆಡತವನ್ನು(Automation) ಹೇಗೆ ತರಬಹುದೆಂದು ಈ ಬರಹದಲ್ಲಿ ನೋಡೋಣ,

ಈ ತಲೆಮಾರಿನ ಒಂದು ಮುಂದುವರೆದ ಬಟ್ಟೆ ಒಣಗಿಸುವ ಯಂತ್ರವನ್ನು (Drying Machine) ಎತ್ತುಗೆಗಾಗಿ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳೋಣ. ಇದರಲ್ಲಿ ಬಳಸುವವ (User/Operator) ಮೊದಲು ಅದಕ್ಕೆ ಒಗೆದ ಒದ್ದೆ ಬಟ್ಟೆಗಳನ್ನು ತುಂಬಿಸಿ, ಬೇಕಿರುವಶ್ಟು ಒಣಗುವಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿಸಿ, ಯಂತ್ರ ನಡೆಯಲು ಅನುಮತಿಯ ಕೊಡುವನು. ಯಂತ್ರದಲ್ಲಿರುವ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು ಒಣಗಿಸುವಾಗ, ಬಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿನ ತೇವ(ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿಟ್ಟ ಮಾರ‍್ಪುಕ) ಅಳೆಯುತ್ತಿರುತ್ತದೆ, ತೇವ ಆರುವವರೆಗೂ ಯಂತ್ರವನ್ನು ತಾನೇ ನಡೆಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ. ತೇವ ಆರಿದ ಕೂಡಲೇ ಯಂತ್ರ ತಂತಾನೇ ನಿಂತು ಹೋಗುತ್ತದೆ. ತನ್ನಡೆತ ಹೊಂದಿದ ಈ ಏರ‍್‌ಪಾಟಿನೊಳಗೆ ಒಮ್ಮೆ ನೋಡೋಣ:

• ತೇವದ ಅಳೆದಬೆಲೆಯನ್ನು ಅಳೆತ ಹರಿಸುಗದ (Measurement Transmitter) ನೆರವಿನಿಂದ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು ತಾನೇ ನೇರವಾಗಿ ಗಮನಿಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ.
• ಒಣಗುವಿಕೆ ನಡೆಯುವಾಗಲೆ ತೇವದ ಅಂಕೆತಪ್ಪನು ತಪ್ಪೆಣುಕದಿಂದ (Error Detector) ಎಣಿಸುತ್ತಿರುತ್ತದೆ.
• ಈ ಅಂಕೆತಪ್ಪನ್ನು ನೋಡುವ ಅಂಕೆಗಾರ, ಒಣಗುವಿಕೆಗೆ ಬೇಕಶ್ಟು ಹೊತ್ತನು ತಾನೆ ತೀರ‍್ಮಾನಿಸಿ, ಅಶ್ಟು ಹೊತ್ತು ಯಂತ್ರವನ್ನು ತಾನೆ ನಡೆಸುತ್ತದೆ.

ಇನ್ನೂ ಕೊಂಚ ಗಮನಿಸಿದರೆ ಇಲ್ಲಿ ಅಂಕೆಗಾರನ ಹೊಮ್ಮಿಕೆಯು (Controller Output) ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿಟ್ಟ ಮಾರ‍್ಪುಕದ (Controlled Variable) ಬೆಲೆ ಏರಿಳಿಸಿದ್ದನ್ನು ಅಳೆತ ಹರಿಸುಗದ ಮೂಲಕ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿಗೆ ಮರು ನೀಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ. ಅಂಕೆಕುಣಿಕೆಯಿಂದ ನಡೆಸುವನನ್ನು ಹೊರಗಿಟ್ಟು ಅಳೆತಹರಿಸುಗ ಹಾಗೂ ತಪ್ಪೆಣುಕದಿಂದ ಅಂಕೆ ಕುಣಿಕೆಯನ್ನು ಮುಚ್ಚಿಬಿಟ್ಟಿದ್ದೇವೆ, ಅದಕ್ಕೆ ಇದನ್ನು ಮುಚ್ಚಿದ ಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು (Close Loop Control System) ಇಲ್ಲವೆ ಹಿನ್ನುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು (Feedback Control System) ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ.

ಹಿನ್ನುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು (Feedback Control System):
ಇನ್ನಶ್ಟು ಹುರುಳನ್ನು ಅರಿಯಲು ನಮ್ಮ ಮೊದಲ ಬರಹದಲ್ಲಿ ಓದಿದ ಬಂಡಿಯ ಬಿಸುಪಿನ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟನ್ನು (Temperature Control System) ಮತ್ತೆ ನೋಡೋಣ. ಇದೊಂದು ಮುಚ್ಚಿದಕುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು.

ಇಲ್ಲಿ ಬಂಡಿ ನಡೆಸುವವ ಗಾಳಿಯಹಮ್ಮುಗೆಯಲ್ಲಿ (Air Conditioner) ತನಗೆ ಬೇಕೆಸಿದ ಬಿಸುಪಿನ ಇಟ್ಟಮಟ್ಟವನ್ನು ಇಡುವ. ಗಾಳಿಹಮ್ಮುಗೆ ನಡೆಯುತ್ತಿರುವಂತೆ ಬಂಡಿಯೊಳಗಿನ ಬಿಸುಪನ್ನು (Controlled Variable) ಅಳೆತಹರಿಸುಗ ಅಳೆದು(Measures), ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನ ತಪ್ಪೆಣುಕಕ್ಕೆ ತಲುಪಿಸುವುದು(Transmits). ತಪ್ಪೆಣುಕ ಬಿಸುಪಿನ ಅಳೆದಬೆಲೆಯನ್ನು ಬಿಸುಪಿನ ಇಟ್ಟಮಟ್ಟದಿಂದ ಕಳೆದು ಅಂಕೆತಪ್ಪನ್ನು ಪ್ರತಿಹೊತ್ತಿಗೂ(t) ಲೆಕ್ಕಿಸುತ್ತಾ ಇರುವುದು. ಆದ್ದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಎಣಿಕೆಯರಿಮೆಯಿಂದ ಹೀಗೆ ಬರೆಯಬಹುದು:

ಅಂಕೆಯ ತಪ್ಪು=Control Error(t)=ಬಿಸುಪು ಇಟ್ಟಮಟ್ಟ (Setpoint) – ಬಿಸುಪಿನ ಅಳೆದ ಬೆಲೆ Measured Value(t)

ಆ ಅಂಕೆತಪ್ಪನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವ ಅಂಕೆಗಾರ ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಅಂಕೆಯೆಸಗುಬಗೆ (Control Algorithm) ಬಳಸಿ ಅಂಕೆಯ ಹೊಮ್ಮಿಕೆಯನ್ನು (Controller Output) ಪ್ರತಿಹೊತ್ತಿಗು ತೀರ‍್ಮಾನಿಸುತ್ತಿರುವುದು,

ಅಂಕೆಯ ಹೊಮ್ಮಿಕೆ = Controller Output(t) = ƒ [Control Error (t) ]

ಹೀಗೆ ತೀರ‍್ಮಾನಿಸಿದ ಅಂಕೆಹೊಮ್ಮಿಕೆ, ಕೊನೆಯ ಅಂಕೆಯಚೂಟಿಗೆ ಹೋಗಿ ಅದರ ತೆರೆವಿಕೆಯಿಂದ ತಂಗಾಳಿಯನು ಬೇಕಶ್ಟು ತನ್ನಶ್ಟಕ್ಕೆ ತಾನೆ ಹರಿವಂತೆ ಮಾಡಿ ಬಿಸುಪನ್ನು ಇಟ್ಟಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುವಂತೆ ನೋಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿರುವುದು. ಇಟ್ಟಮಟ್ಟವನ್ನು ಒಮ್ಮೆ ಕೊಡುವ ಕೆಲಸ ಮಾತ್ರ ನಡೆಸುವವನದು.

ಹಿನ್ನುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಬಗೆಗೆ ನೆನಪುಗೆಗಳು:

• ಅಂಕೆಗಾರ ತನ್ನಶ್ಟಕ್ಕೆ ತಾನೆ ಲೆಕ್ಕಿಸುವ ಜಾಣತನವನ್ನು ಅಂಕೆಯೆಸಗುಬಗೆಯಿಂದ (Control Algorithm) ಅಳವಡಿಸಬಹುದು. ಅಂಕೆಯೆಸಗುಬಗೆಯೂ ಹಲವು ತರಹ, ಎತ್ತುಗೆಗೆ: ಹೊಂದಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೆಸಗು (Proportional Control), ಇಡಿಮಾಡುವ ಅಂಕೆಯೆಸಗು (Integral Control), ಮಾರ‍್‌ಪು ಅಂಕೆಯೆಸುಗು (Differential Control), ಅನುಪಾತದ ಅಂಕೆಯೆಸಗು (Ratio Control) ಇತ್ಯಾದಿ.
• ಹೊಂದಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೆಸಗಿನಲ್ಲಿ ಅಂಕೆಗಾರನ ಹೊಮ್ಮಿಕೆ, ಅಂಕೆತಪ್ಪಿಗೆ ನೇರ ಇಲ್ಲವೆ ಮಾರು ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವಂತೆ (Directly or Indirectly Proportional) ಲೆಕ್ಕಿಸುತ್ತದೆ. ಆಗ ಅಂಕೆಯ ಹೊಮ್ಮಿಕೆಯ ಎಣಿಕೆ: Controller Output(t) = Kp * Control Error (t).
• ಇಲ್ಲಿ Kp = ಹೊಂದಿಕೆಯಗಳಿಕೆ (Proportional Gain). ಎತ್ತುಗೆಗೆ: Kp = 1 ಆದರೆ, 1% ಅಂಕತಪ್ಪಿಗೆ ಅಂಕೆಗಾರ ಅಂಕೆಯಹೊಮ್ಮಿಕೆಯನು 1% ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು
• ನಡೆಸುವವನಿಂದ ಮುಕ್ತವಾಗಿದ್ದು ತನ್ನಡೆತ ಹೊಂದಿರುವುದು. ಇದು ಹೆಚ್ಚು ಕಟ್ಟುನಿಟ್ಟಿನದು (Accuracy)
• ಹೊಲಬಿನಲ್ಲಿ ಗೊಂದಲ ಉಂಟಾದಾಗ ಅದು ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿಟ್ಟ ಮಾರ‍್ಪುಕದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಿ, ಆ ಪರಿಣಾಮ ಅಂಕೆಗಾರನಿಗೆ ಬಂದು ಅಂಕೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುವಶ್ಟರಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಹೊತ್ತು ಆಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ ಇದು ಮಂದಗತಿಯದು.
• ತನ್ನಡೆತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ ಏರ‍್ಪಾಟಿನಲ್ಲಿ ಕೊಂಚ ಕುಂದುಂಟಾದರೂ ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿ ನಲುಗಾಟ (Unstable) ಉಂಟಾಗಿ ಬಿಡುವುದು.
• ಈ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಅಳವಡಿಕೆ ದುಬಾರಿಯದು

ಅಂಕೆಯರಿಮೆ ಮುಂದುವರೆದು ಇನ್ನೂ ಹಲವು ಮುಂದುವರಿದ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟುಗಳೂ (Advanced Control System) ಇವೆ. ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮುಕ್ಯವಾದುವೆಂದರೆ:

• ಹೊಲಬಿನಲ್ಲಿ ಗೊಂದಲಮೂಡಿ ಅದು ಅಂಕೆಯಲ್ಲಿಟ್ಟ ಮಾರ‍್ಪುಕದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಿ, ಅದು ತಡವಾಗಿ ಅಂಕೆಗಾರನ ತಲುಪಿ ಅಂಕೆಯು ಮಂದಗತಿಯಾಗುವುದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವಂತಹ: ಮೊದಲೇ ಗೊಂದಲವನ್ನೂ ಅಳೆದು ಅದಕ್ಕೆ ತಕ್ಕಶ್ಟು ಅಂಕೆಯ ಹೊಮ್ಮಿಕೆಯನ್ನು ಬೇಗನೆ ನೀಡುವ ಮುನ್ನುಣಿಕೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು(Feed Forward Control System) ಇವೆ
• ನಡೆಸುವವನಿಗೆ ಇಟ್ಟಮಟ್ಟವನ್ನು ನೀಡುವ ಹೊಣೆಯಿಂದಲೂ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವ ಮೇಲಾಳುಮೆಯ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು(Supervisory Control System) ಇವೆ
• ಎಣ್ಣುಕಗಳ ನೆರವಿನಿಂದ ಹತ್ತು ಹಲವು ಮಾರ‍್ಪುಕಗಳನ್ನು ಗಮನಿಸಿ ನಡೆಯುವ ಹಲವರಿತಮಾರ‍್ಪುಕ ಅಂಕೆಯೇರ‍್ಪಾಟು (Multivariable Control System) ಇವೆ

ಎಶ್ಟೇ ಆದರೂ ಅಳಕ ಅಳವಡಿಕೆ ಹಾಗೂ ಅಂಕೆಯರಿಮೆ ಇತರ ಅರಿಮೆಗಳ ನೆರವಿಗಾಗಿಯೆ ಅಲ್ಲವೇ?