Hogyan kell beállítani egy digitális PID
Általában, ha egy arányos-integráló-származék vagy PID (PID- arányos-integráló-differenciáló) vezérlő, és korrigálja a konfiguráció, nagyobb pontosság érhető el, mint a kontroll on-off (kapcsolási) kontroll. De az optimális vezérlő beállításai, és ennek következtében, hogy elérjük a kívánt minőségi menedzsment, szükséges megérteni azokat a mechanizmusokat és működési elvek a PID szabályozó.
Ha a PID vezérlő vezérlő jel nem csak attól függ, hogy a különbség a jelenlegi és az előre meghatározott érték (hiba értékét vagy hiba) és a halmozott hibák (szerves) és a változás mértéke time error (differenciál). Ennek eredményeként, a PID vezérlő vezérlő jelet érték, amelynél egyensúlyi állapotban hiba nulla. Minőségellenőrzés számos tényező határozza meg, a kulcs a határozatlansági a vezérlő objektum, a pontossága az IO vezérlő és intenzitását külső hatásoktól.
A matematikai kifejezés a digitális PID
ahol:
Xp - band arányosság
Ei = (SP-PV) = (alapjel-tech) = hiba (mismatch)
Stb - differenciálás idő
ΔEi - közötti különbség a szomszédos mérési hibák (Ei - Ei-1)
Δtizm - közötti idő a szomszédos mérések (TI - t i-1)
Ti - integrációs időállandó
- Felhalmozódott i-edik lépésben hibásan párosított mennyiségű (integrál összeg)
Könnyen belátható, hogy az ellenőrző jel az összege három részből áll: egy arányos (egy kifejezés), differenciális (távú 2) és integrált (a kifejezés 3).
Az arányos komponens függ a jelenlegi hiba Ei és kompenzálja a hiba áram arányos mértékét.
Eltérés komponens függ a változás mértéke ΔEi / Δtizm hiba és kompenzálja a hirtelen perturbáció.
Az integrál szabályozás hiba halmozódik, amely lehetővé teszi a PID-szabályozó fenntartani nulla hiba az állandósult állapot (hiba megszünteti a statikus ellenőrzés).
Jellemzően, a PID szabályozó rendelkezik további paraméterek mellett a három tényező (Xp, Ti, Td). Tekintsük részletesebben például screenshot menü eszköz PID „fejezet PL20” paramétereket.
Csatornák (kimenetek) PID az eszköz lehet több paramétert, és mindegyik saját. Ezért a kívánt csatorna kiválasztásához az első oszlopban.
A forrás a visszacsatolásos szabályozás tárgya (a tényleges vizsgálati érték) lehet bármely mérőműszer csatorna, ezért ki kell választani a kívánt mérési csatorna a tulajdonos oszlopban.
A PID szabályozó szabályozhatja mind az előremenő logikai törvény (sütő ellenőrzés), valamint a kölcsönös törvény (hladoustanovkoy kontroll). Válassza ki a kívánt logikai művelet.
Alapjel (SP) - a kívánt méretet, amelyre a szabályozó el kell érnie az állandósult állapotban.
Xp - arányosságot. Ez adott egységekben nagysága szabályozható (termosztát fok). Arányos sáv így nevezték, mert csak benne ((SP - Xp) ... (SP + XP)) arányos eleme a PID vezérlő egy kimeneti teljesítmény vezérlő jel arányos a hiba. És ezen kívül erő egyenlő lesz vagy 0% vagy 100%. Így a hosszabb ez a terület, annál gyorsabban reagál a szabályozó, de a túl nagy sebesség vezethetnek be a rendszert egy magrészérzékelőtől módban.
Ti - integrálási idő állandó.
Stb - differenciálás időben.
Jelenlegi kapacitás - egy információs paramétert.
A minimális és maximális teljesítménye határozza meg a teljesítmény határ PID.
Vészhelyzeti erőátviteli - olyan erő, amely akkor keletkezik, ha egy érzékelő vezérlő hibás működés vagy a mérési csatornát. Így lehetséges, hogy a negatív hőmérséklet a hűtőrekesszel vagy hűti a kemence még vészhelyzet esetén.
Az utolsó paraméter egy PWM-periódus. Ez a paraméter megegyezik az összes PID szabályozók miatt Csatornák PWM szinkronban egymással egy órát. PWM-jel beállítja a teljesítmény beállításával kitöltési tényező jel (szabályozott impulzus szélesség moduláció állandó frekvencia). Bit PWM (teljesítmény termékek száma) diszkrét egység 8192 (13 bit). PWM-periódus (1 ms 250 s). Ez a paraméter típusától függ és képességeit hatalmi váltás kulcsfontosságú vezetői (mb relé, mágneskapcsoló, szilárdtest relé, triac). Minél nagyobb a kapcsolási frekvencia (rövidebb időszakra), annál nagyobb a hőveszteség a gombokat (a négyzetes függés a veszteség a frekvencia) és hosszabb kopás mechanikus kapcsolók, de a legjobb szabályozás minőségét. Fontos, hogy megtalálja a középutat.
Beállítása a százalékos összetevő (Xp)
Mielőtt az arányossági integrál és differenciál alkatrészek megszakad, az integráció állandó van beállítva, mint lehetséges (= T max), és a lehető legkisebb differenciálódási konstans (Td = 0). Ezekhez biztonságos alapérték egyenlő (0,7 ... 0,9) × SP, ahol SP - alapjel állítható rendszer. Arányos sáv beállított minimális lehetséges (Xp = 0).
Ebben az esetben a vezérlő látja el a relé-off vezérlés hiszterézis nulla. Felvett tranziens válasz.
Tο - kezdeti hőmérséklete a rendszerbe;
Tsp - beállított hőmérséklet (beállítási pont);
AT - hőmérsékletingadozás oszcillációs;
At - során hőmérséklet-ingadozás.
Állítsa zóna arányosság egyenlő léptékű hőmérséklet-változásoknak: Xp = AT. Ez az érték
Első közelítésben az arányosságot.
Meg kell elemezni a tranziens jellemzői ismét állítsa be az értéket a kívánt arányosságot, ha szükséges. Lehetséges kiviteli alakjai az átviteli jellemzők ábrán látható. 3.
Az átmenet 1-es típusú funkció: az arányossági érték nagyon kicsi, a tranziens válasz messze nem optimális. az arányossági jelentős mértékben növelni kell.
Tranziens Response 2. típus: Az átmeneti jellegzetesen csillapodó rezgéseinek figyelhető (5-6 periódus). Ha a jövőben kell használni, és differenciális komponenst a PID szabályozó, a kiválasztott értéket a arányos frekvenciasáv optimális. Erre az esetre, amelyben az arányossági befejezettnek tekinthető.
Amennyiben további eltérés komponenst nem alkalmazunk, akkor ajánlott, hogy tovább növelje az arányos sáv úgy, hogy a tranziens jellemzőinek típusú 3 vagy 4.
Tranziens válasz 3. típus: A tranziens válasz megfigyelhető kis túllövés (túllövés) és a gyorsan csillapodó rezgések (1 - 2 időszakok). Ez a fajta tranziens válasz nyújt jó teljesítményt és gyors hozzáférést biztosít a kívánt hőmérsékletet. A legtöbb esetben, akkor tekinthető optimálisnak, ha a rendszer lehetővé tette kibocsátás (túlmelegedés) való átmenet során egyik hőmérsékletről a másikra.
Kibocsátás szüntetni további növekedése arányos sáv úgy, hogy egy tranziens válasz típusú 4.
Átmeneti válasz 4. osztály: alacsony simán megközelíti a steady-state értéket kibocsátás nélkül és a rezgéseket. Ez a fajta tranziens válasz is lehet tekinteni, hogy a legjobb, de a teljesítmény a szabályozó csökkent valamelyest.
Átmeneti válasz Type 5: erősen meghúzni megközelíteni állandósult értéke azt jelzi, hogy az arányossági rendkívül nagy. Dinamikus és statikus ellenőrzés pontosság alacsony.
Kell figyelni, hogy két dolgot. Először is, minden esetben meghaladta a állandósult értékét a rendszer hőmérséklete nem esik egybe a beállított érték. Minél nagyobb az arányossági, annál nagyobb a reziduális hiba. Másodszor, az időtartam a tranziensek nagyobb annál nagyobb a arányosságot. Ezért kell törekedni, hogy kiválassza a kívánt arányosságot a lehető legkisebb. Azonban, a maradék eltérés, amely jellemző egy tisztán arányos szabályozó (P-szabályozó), a vezérlő visszahúzza a szerves része.
Konfigurálása a differenciális komponensek (Td)
Ez a fázis van jelen, ha azokat teljes mértékben működőképes PID szabályozó. Ha a differenciális komponenst nem alkalmazzák (egy arányos-integráló (PI) vezérlő), akkor ezt a lépést hagyja.
A korábbi lépcsőben van állítva arányos megfelelő sávot a tranziens válasz a 2. típusú, amelyben a csillapított rezgésnek van jelen (lásd. Ábra. 3, a 2. görbe, ábra. 4., 1. görbe).
Meg kell létrehozni a differenciálás Td idő, hogy a tranziens válasz formájában van 2-es görbe látható. 4. első közelítésben egyenlő Td = 0,2 × At differenciálódás időállandó.
Érdemes megjegyezni, hogy a differenciális komponenst kiküszöböli a csillapodó rezgéseinek és teszi tranziens válasz, hasonló a 3. típusú (lásd. Ábra. 3.). Amikor ez arányos sáv alacsonyabb, mint a 3. típus Ez azt jelenti, hogy a statikus és dinamikus szabályozási pontosságot jelenlétében komponenseket a differenciális (PD szabályozó) magasabb lehet, mint a P-szabályozó.
Beállítása integráns alkatrészt (T)
Beállítása után a százalékos összetevő (és ha szükséges, differenciális komponenst) kapott tranziens válasz látható a következő ábrán, görbe 1.
Az integrált komponens rendeltetése, hogy eltávolítsa a maradék statikus hiba a rendszer és az alapjel értékét. Kezdje állítani az időt az integrálási állandót, hogy egy T értéke = At.
Átmeneti Response 2. típus: forog túl nagy értékre időállandó az integráció. A kapott kitermelés által a beállítást egy nagyon hosszantartó.
Átmeneti válasz 4. osztály: forog túl kis értékű időállandó az integráció. Ingadozások léphetnek fel, ha a rendszer időállandója integráció további csökkentésére.
Tranziens válasz 3. típus: Optimal.
- Sabinin YA Kovchin SA „Az elmélet a villamos hajtás”
- Schreiner R. T. "A szabályozási rendszer a slave hajtás"
- Olsson, Piani „digitális automatizálási és ellenőrzési rendszerek”
- Anyagok www.asu-tp.org oldalon