Kontrola PID, która oznacza proporcjonalną - całkową kontrolę pochodną, jest szeroko stosowanym algorytmem kontrolnym w napędach o zmiennej częstotliwości (VFD). Jako dostawca VFD rozumiem znaczenie prawidłowego konfigurowania parametrów kontroli PID w celu osiągnięcia optymalnej wydajności w różnych aplikacjach. Na tym blogu podzielę się spostrzeżeniami na temat skonfigurowania tych parametrów w VFD.
Zrozumienie podstaw kontroli PID w VFDS
Przed zanurzeniem się w proces konfiguracji konieczne jest zrozumienie, co robi każdy element algorytmu kontroli PID w VFD.
Termin proporcjonalny (p) jest proporcjonalny do bieżącego błędu między punktem ustawionym a zmienną procesową. Większy wzrost proporcjonalny spowoduje szybsze reagowanie systemu na błędy. Jeśli jednak wzmocnienie jest zbyt duże, może prowadzić do przekroczenia i niestabilności.
Termin całki (i) gromadzi błąd w czasie. Pomaga wyeliminować błąd stanu ustalonego, co oznacza, że nawet jeśli wystąpi niewielki stały błąd, termin całki stopniowo dostosowuje wyjście, aby zbliżyć zmienną procesową do punktu zadanego. Ale duży wzmocnienie integralne może powodować niestabilność systemu i może powodować oscylacje.
Termin pochodnej (d) oparty jest na szybkości zmiany błędu. Przewiduje przyszłe błędy i pomaga tłumienie oscylacji i poprawić stabilność systemu. Jednak termin pochodnej jest wrażliwy na hałas, a duży wzmocnienie pochodne może wzmacniać hałas i powodować niestabilność.
Krok 1: Wstępne oszacowanie parametrów
Podczas uruchamiania procesu konfiguracji dobrze jest mieć pewne początkowe oszacowania parametrów PID. Wiele VFD ma domyślne wartości parametrów PID, które są odpowiednie dla aplikacji ogólnych. Wartości te są często oparte na powszechnych praktykach branżowych.
W przypadku wzmocnienia proporcjonalnego (KP) wspólnym punktem wyjścia jest ustawienie go na stosunkowo niską wartość. Pozwala to systemowi reagować na błędy bez powodowania nadmiernego przekroczenia. Dobrą zasadą jest rozpoczęcie od wartości, która daje umiarkowaną odpowiedź na małe błędy.
Czas całkowy (TI) początkowo można ustawić na stosunkowo długą wartość. Długi czas integralny oznacza, że działanie integralne będzie powolne, co pomaga uniknąć nadmiernej korekcji.
Czas pochodnej (TD) na początku można ustawić na zero lub bardzo małą wartość. Ponieważ termin pochodnej jest wrażliwy na hałas, zaczynając od niewielkiej wartości zmniejszają ryzyko wzmocnienia szumu i powodowania niestabilności.
Krok 2: Strojenie proporcjonalnego wzmocnienia
Po początkowych szacunkach następnym krokiem jest dostrojenie proporcjonalnego wzmocnienia. Możesz to zrobić, stopniowo zwiększając proporcjonalny wzmocnienie, jednocześnie obserwując odpowiedź systemu.
Zacznij od zastosowania niewielkiej zmiany kroku do punktu seta. Gdy zwiększasz proporcjonalny wzmocnienie, zauważysz, że system szybciej reaguje na zmianę ustalonego punktu. Jeśli jednak wzmocnienie jest zbyt duże, system przekroczy punkt zadany i może zacząć oscylować.
Celem jest znalezienie wartości proporcjonalnego wzmocnienia, który daje szybką odpowiedź bez nadmiernego przekroczenia. Możesz użyć oscyloskopu lub cech monitorowania VFD, aby obserwować zmienną procesową i wyjście VFD.
Krok 3: Dostosowanie czasu całkowania
Po dostrojeniu proporcjonalnego wzmocnienia nadszedł czas, aby dostosować czas integralny. Termin integralny służy do wyeliminowania błędu stanu stałego.
Jeśli występuje stały błąd między punktem zadanym a zmienną procesową po rozstrzygnięciu systemu, oznacza to, że działanie całkowskie nie jest wystarczająco silne. Możesz skrócić czas integralny, aby zwiększyć wzmocnienie całkowania i przyspieszyć eliminację błędu stanu ustalonego.
Uważaj jednak, aby nie skrócić zbyt dużego czasu integralnego. Bardzo krótki czas integralny może powodować niestabilność systemu i może prowadzić do oscylacji. Obserwuj odpowiedź systemu, gdy dostosowujesz czas całki i znajdź wartość, która eliminuje błąd stanu stałego bez powodowania niestabilności.
Krok 4: Dobra - dostrajanie czasu pochodnej
Termin pochodnej służy do poprawy stabilności systemu i tłumienia oscylacji. Jeśli system oscyluje po strojeniu terminów proporcjonalnych i integralnych, możesz spróbować zwiększyć czas pochodnej.
Jednak, jak wspomniano wcześniej, termin pochodnej jest wrażliwy na hałas. Zacznij więc od bardzo małej wartości i stopniowo ją zwiększ, monitorując odpowiedź systemu. Zauważysz, że w miarę zwiększenia czasu pochodnej oscylacje zostaną zmniejszone. Ale jeśli czas pochodnej jest zbyt duży, system może stać się powolny lub może zacząć nieregularnie reagować z powodu wzmocnienia szumu.
Rozważania praktyczne
W rzeczywistych aplikacjach światowych istnieje kilka praktycznych rozważań przy konfigurowaniu parametrów kontroli PID w VFD.
Charakterystyka obciążenia: Różne obciążenia mają różne cechy, takie jak bezwładność, tarcie i tłumienie. Na przykład wysokie obciążenie bezwładności będzie wymagało wolniejszej odpowiedzi i różnych parametrów PID w porównaniu z niskim obciążeniem bezwładności. Podczas strojenia parametrów PID musisz wziąć pod uwagę charakterystykę obciążenia.
Hałas i zakłócenia: Hałas i zaburzenia w systemie mogą wpływać na wydajność kontroli PID. Jak wspomniano wcześniej, termin pochodnej jest szczególnie wrażliwy na hałas. Może być konieczne użycie filtrów lub innych technik w celu zmniejszenia wpływu szumu na system.
Bezpieczeństwo i ochrona: Podczas strojenia parametrów PID ważne jest, aby system pozostał bezpieczny i chroniony. Powinieneś ustawić odpowiednie limity wyjściowe VFD, aby zapobiec ponad - prądowi, napięciu i innych niebezpiecznych warunkach.
Nasze produkty VFD i ich możliwości PID
Jako dostawca VFD oferujemy szeroką gamę produktów odpowiednich do różnych aplikacji. NaszNapęd częstotliwościowy dla silnika trójfazowegojest zaprojektowany w celu zapewnienia precyzyjnej kontroli dla trzypadowych silników. Ma zaawansowane możliwości sterowania PID, które można łatwo skonfigurować w celu spełnienia określonych wymagań aplikacji.
NaszOutdoor VFDjest zbudowany w celu wytrzymania trudnych warunków środowiskowych. Jest wyposażony w solidne algorytmy kontroli PID, które zapewniają stabilną działanie nawet w trudnych środowiskach zewnętrznych.
.Napęd falownikaDostarczamy znane z wysokiej wydajności i elastyczności. Parametry sterowania PID w naszych napędach falownika można dostroić w celu optymalizacji wydajności różnych rodzajów obciążeń.
Wniosek
Konfigurowanie parametrów sterowania PID w VFD jest kluczowym krokiem do osiągnięcia optymalnej wydajności. Rozumiejąc podstawy kontroli PID, zaczynając od początkowych szacunków i ostrożne dostrajanie każdego parametru, możesz upewnić się, że system VFD reaguje szybko, dokładnie i stabilnie.
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami VFD i potrzebujesz więcej informacji na temat konfiguracji kontroli PID lub innych aspektów technicznych, skontaktuj się z nami w celu uzyskania dyskusji na temat zamówień. Mamy zespół ekspertów, którzy mogą pomóc w wyborze odpowiedniego VFD i skonfigurowaniu parametrów PID dla konkretnej aplikacji.
Odniesienia
- Ogata, K. (2010). Nowoczesna inżynieria kontroli. Prentice Hall.
- Åström, KJ i Murray, RM (2010). Systemy sprzężenia zwrotnego: wprowadzenie dla naukowców i inżynierów. Princeton University Press.