ระบบควบคุม PID คืออะไร? ทำไมถึงสำคัญในระบบอัตโนมัติ
ในยุคที่โรงงานและระบบอุตสาหกรรมมุ่งหน้าเข้าสู่ความอัตโนมัติ (Automation) อย่างเต็มรูปแบบ หนึ่งในหัวใจสำคัญของการควบคุมกระบวนการผลิตให้แม่นยำและเสถียร คือ “ระบบควบคุม PID” หรือ PID Control System ที่ใช้งานอย่างแพร่หลายในทั้งโรงงานอุตสาหกรรม หุ่นยนต์ ระบบ HVAC และอีกมากมาย
บทความนี้จะพาคุณไปรู้จัก PID ว่าคืออะไร ทำงานอย่างไร และทำไมถึงขาดไม่ได้ในงานควบคุมที่ต้องการความแม่นยำสูง
หัวข้อในบทความนี้
PID คืออะไร ย่อมาจากอะไร
PID ย่อมาจาก:
- P (Proportional) = สัดส่วนของความคลาดเคลื่อน
- I (Integral) = ผลรวมของความคลาดเคลื่อน
- D (Derivative) = ความเปลี่ยนแปลงของความคลาดเคลื่อน
ระบบควบคุม PID เป็น ตัวควบคุมแบบฟีดแบ็ก (Feedback Controller) ที่ใช้หลักการคำนวณค่าความผิดพลาด (Error) ระหว่างค่าที่ต้องการ (Setpoint) กับค่าที่วัดได้ (Measured Value) แล้วสั่งการกลับไปยังระบบให้ปรับตัวเองให้เข้าใกล้เป้าหมายมากที่สุด
PID ทำงานอย่างไร
ลองจินตนาการว่าเราควบคุมอุณหภูมิของเตาอบให้คงที่ที่ 200°C:
- ถ้าอุณหภูมิต่ำเกินไป → PID จะสั่งให้ฮีตเตอร์ทำงานเพิ่ม
- ถ้าสูงเกินไป → PID จะสั่งลดกำลังความร้อน
โดย PID จะพิจารณาจาก:
- ค่า P: อุณหภูมิคลาดเคลื่อนจาก 200°C เท่าไหร่
- ค่า I: อุณหภูมิคลาดเคลื่อนสะสมเป็นเวลานานแค่ไหน
- ค่า D: อุณหภูมิกำลังพุ่งขึ้นเร็วเกินไปหรือไม่
ผลรวมของทั้ง 3 ค่านี้จะนำไปคำนวณเพื่อสั่งการระบบให้ควบคุมได้อย่าง “นุ่มนวล” และไม่เหวี่ยง
ทำไมต้องใช้ระบบควบคุม PID
✅ ควบคุมแม่นยำ – ช่วยให้ค่าที่ต้องการไม่แกว่งหรือ Overshoot
✅ ลดความผิดพลาด – แก้ไขความคลาดเคลื่อนได้ทั้งทันทีและในระยะยาว
✅ ทำงานได้อัตโนมัติ – ใช้ร่วมกับ PLC หรือระบบ SCADA ได้
✅ ตอบสนองเร็ว – ปรับตัวได้ดีแม้ในระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
ระบบควบคุม PID ใช้ในอุตสาหกรรมอะไรบ้าง
- ระบบควบคุมอุณหภูมิ (เตาอบ, ระบบหล่อเย็น, เครื่องทำความร้อน)
- ระบบควบคุมแรงดัน / ความเร็วรอบมอเตอร์
- แขนกลและหุ่นยนต์อัตโนมัติ
- ระบบควบคุมระดับของเหลว
- ระบบเครื่องจักรบรรจุภัณฑ์อัตโนมัติ
- ระบบขนส่งสินค้าอัตโนมัติ (Conveyor System)
สรุป
ระบบควบคุม PID คือกุญแจสำคัญของระบบอัตโนมัติที่ต้องการ ความแม่นยำ ความเสถียร และการควบคุมแบบเรียลไทม์
ไม่ว่าจะเป็นในเครื่องจักร หุ่นยนต์ หรือระบบควบคุมพลังงาน PID คือ “สมอง” ที่ช่วยให้ทุกอย่างทำงานได้อย่างลื่นไหลและเชื่อถือได้