ในฐานะซัพพลายเออร์ของไดรฟ์ควบคุม AC ฉันได้เห็นผลกระทบการเปลี่ยนแปลงของโหมดการควบคุมน้ำตกโดยตรงต่อประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมต่างๆ ในบล็อกนี้ฉันจะเจาะลึกลงไปในความซับซ้อนของวิธีการควบคุมแบบเรียงซ้อนของไดรฟ์ควบคุม AC ที่ทำงานได้แสดงให้เห็นถึงหลักการผลประโยชน์และแอปพลิเคชันที่ใช้งานได้จริง
ทำความเข้าใจกับโหมดควบคุมคาสเคด
Cascade Control เป็นกลยุทธ์การควบคุมที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ลูปควบคุมหลายตัวที่ทำงานควบคู่ไปกับการควบคุมที่แม่นยำและมั่นคงของตัวแปรกระบวนการ ในบริบทของไดรฟ์ควบคุม AC โหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนมักใช้เพื่อควบคุมความเร็วแรงบิดหรือพารามิเตอร์ที่สำคัญอื่น ๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้า
แนวคิดพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังการควบคุมแบบน้ำตกคือการแบ่งงานควบคุมออกเป็นสองระดับขึ้นไปแต่ละระดับมีชุดพารามิเตอร์และวัตถุประสงค์การควบคุมของตัวเอง ลูปควบคุมหลักหรือที่เรียกว่าวงรอบนอกตรวจสอบตัวแปรกระบวนการที่เราต้องการควบคุมเช่นความเร็วมอเตอร์ ลูปควบคุมทุติยภูมิหรือลูปด้านในมุ่งเน้นไปที่ตัวแปรที่เกี่ยวข้องซึ่งสามารถจัดการได้ง่ายขึ้นเพื่อมีอิทธิพลต่อตัวแปรหลักเช่นกระแสมอเตอร์
ด้วยการใช้โครงสร้างการควบคุมแบบเรียงซ้อนเราสามารถบรรลุประสิทธิภาพการควบคุมที่ดีขึ้นเมื่อเทียบกับระบบควบคุมวงเดียว ลูปด้านในตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการรบกวนและการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการในขณะที่ลูปด้านนอกให้ความมั่นคงและความแม่นยำในระยะยาวโดยการปรับจุดตั้งของลูปด้านในตามข้อกำหนดของกระบวนการโดยรวม
วิธีการทำงานของ Cascade Control Mode ในไดรฟ์ควบคุม AC
ลองมาดูกันว่าโหมดการควบคุม Cascade ถูกนำไปใช้ในไดรฟ์ควบคุม AC อย่างไร เพื่อความเรียบง่ายเราจะมุ่งเน้นไปที่แอปพลิเคชันทั่วไปที่เราต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ
ขั้นตอนที่ 1: การตั้งค่า setpoint หลัก
ขั้นตอนแรกในการควบคุม Cascade คือการกำหนดจุดเริ่มต้นซึ่งแสดงถึงค่าที่ต้องการของตัวแปรกระบวนการที่เราต้องการควบคุม ในตัวอย่างของเราจุดเริ่มต้นหลักจะเป็นความเร็วมอเตอร์ที่ต้องการ โดยทั่วไปแล้ว setpoint นี้จะถูกป้อนลงในระบบควบคุมของไดรฟ์ AC ควบคุมผ่านส่วนต่อประสานผู้ใช้หรือเครือข่ายการสื่อสาร
ขั้นตอนที่ 2: การวัดตัวแปรหลัก
เมื่อสร้างจุดเริ่มต้นหลักแล้วไดรฟ์ควบคุม AC จะวัดค่าจริงของตัวแปรหลักอย่างต่อเนื่องซึ่งในกรณีนี้คือความเร็วมอเตอร์ โดยปกติจะทำโดยใช้เซ็นเซอร์ความเร็วเช่นตัวเข้ารหัสหรือเครื่องวัดวามเร็วที่ให้ข้อเสนอแนะกับระบบควบคุม
ขั้นตอนที่ 3: การคำนวณข้อผิดพลาดหลัก
จากนั้นระบบควบคุมจะเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ของตัวแปรหลักกับ setpoint หลักเพื่อคำนวณข้อผิดพลาดหลัก ข้อผิดพลาดหลักแสดงถึงความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการและค่าจริงของความเร็วมอเตอร์
ขั้นตอนที่ 4: การปรับจุดทุติยภูมิ
จากข้อผิดพลาดหลักลูปการควบคุมด้านนอกจะคำนวณ setpoint ใหม่สำหรับลูปควบคุมทุติยภูมิ SetPoint รองนี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดข้อผิดพลาดหลักและนำความเร็วมอเตอร์เข้าใกล้ค่าที่ต้องการ
ขั้นตอนที่ 5: การวัดตัวแปรรอง
ลูปควบคุมทุติยภูมิจากนั้นวัดค่าจริงของตัวแปรรองซึ่งในตัวอย่างของเราคือกระแสมอเตอร์ การวัดนี้ใช้เพื่อให้ข้อเสนอแนะกับลูปควบคุมทุติยภูมิและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามันทำงานภายในช่วงที่ต้องการ
ขั้นตอนที่ 6: การคำนวณข้อผิดพลาดรอง
คล้ายกับลูปควบคุมหลักลูปการควบคุมรองเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ของตัวแปรรองกับจุดตั้งทุติยภูมิเพื่อคำนวณข้อผิดพลาดรอง ข้อผิดพลาดรองแสดงถึงความแตกต่างระหว่างค่าที่ต้องการและค่าจริงของกระแสมอเตอร์
ขั้นตอนที่ 7: การปรับเอาท์พุทการควบคุม
ในที่สุดลูปควบคุมทุติยภูมิใช้ข้อผิดพลาดรองเพื่อคำนวณเอาต์พุตควบคุมที่เหมาะสมซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นแรงดันไฟฟ้าหรือสัญญาณปัจจุบันที่ส่งไปยังมอเตอร์เพื่อปรับความเร็ว เอาต์พุตควบคุมจะถูกปรับแบบเรียลไทม์เพื่อลดข้อผิดพลาดรองและตรวจสอบให้แน่ใจว่ากระแสมอเตอร์ยังคงอยู่ในช่วงที่ต้องการ
ประโยชน์ของโหมดการควบคุม Cascade ในไดรฟ์ควบคุม AC
โหมดการควบคุม Cascade นำเสนอประโยชน์ที่สำคัญหลายประการผ่านระบบควบคุมวงเดียวแบบดั้งเดิมทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่หลากหลาย ประโยชน์ที่สำคัญบางอย่าง ได้แก่ :
ปรับปรุงประสิทธิภาพการควบคุม
ด้วยการใช้ลูปควบคุมหลายตัวโหมดการควบคุม Cascade สามารถให้การควบคุมที่แม่นยำและมีเสถียรภาพมากขึ้นของตัวแปรกระบวนการ ลูปด้านในตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการรบกวนและการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการในขณะที่ลูปด้านนอกให้ความมั่นคงและความแม่นยำในระยะยาวโดยการปรับจุดตั้งของลูปด้านในตามข้อกำหนดของกระบวนการโดยรวม
การปฏิเสธการรบกวนที่เพิ่มขึ้น
โหมดการควบคุม Cascade นั้นมีประสิทธิภาพโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการปฏิเสธการรบกวนที่อาจส่งผลกระทบต่อตัวแปรกระบวนการ ลูปด้านในสามารถชดเชยการรบกวนระยะสั้นได้อย่างรวดเร็วเช่นการเปลี่ยนแปลงโหลดหรือเสียงรบกวนทางไฟฟ้าในขณะที่ลูปด้านนอกสามารถปรับจุดตั้งของลูปด้านในเพื่อบัญชีสำหรับการรบกวนระยะยาวเช่นการเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมของกระบวนการหรือการสึกหรอของอุปกรณ์
เพิ่มความยืดหยุ่นของระบบ
โหมดการควบคุม Cascade ช่วยให้มีความยืดหยุ่นมากขึ้นในการออกแบบระบบควบคุม ด้วยการใช้ลูปควบคุมหลายตัวเป็นไปได้ที่จะปรับพารามิเตอร์การควบคุมของแต่ละลูปอย่างอิสระเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิภาพของระบบสำหรับสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน
ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน
ในหลาย ๆ แอปพลิเคชันโหมดการควบคุม Cascade สามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยการลดการใช้พลังงานของมอเตอร์ ด้วยการรักษาความเร็วของมอเตอร์และกระแสภายในช่วงที่ต้องการโหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนสามารถลดการสูญเสียที่เกี่ยวข้องกับการโอเวอร์โหลดหรือการทำงานมากเกินไปทำให้การประหยัดพลังงานอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเวลาผ่านไป
การใช้งานจริงของโหมดควบคุม Cascade ในไดรฟ์ควบคุม AC
โหมดควบคุม Cascade ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอพพลิเคชั่นอุตสาหกรรมที่หลากหลายซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมตัวแปรกระบวนการที่แม่นยำและมีเสถียรภาพ แอปพลิเคชั่นทั่วไปบางส่วน ได้แก่ :
ปั๊มและการควบคุมพัดลม
ในการใช้งานปั๊มและพัดลมโหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนสามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ตามอัตราการไหลหรือความต้องการความดันของระบบ ด้วยการปรับความเร็วมอเตอร์แบบเรียลไทม์โหมดการควบคุม Cascade สามารถมั่นใจได้ว่าปั๊มหรือพัดลมทำงานที่จุดประสิทธิภาพที่ดีที่สุดลดการใช้พลังงานและยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
การควบคุมสายพานลำเลียง
ในแอปพลิเคชันสายพานลำเลียงโหมดการควบคุม Cascade สามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วของสายพานลำเลียงตามอัตราการไหลของวัสดุหรือตำแหน่งของผลิตภัณฑ์บนสายพาน ด้วยการรักษาความเร็วและตำแหน่งคงที่โหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนสามารถปรับปรุงความแม่นยำและประสิทธิภาพของระบบสายพานลำเลียงลดความเสี่ยงของความเสียหายของผลิตภัณฑ์หรือการหยุดทำงาน
การควบคุมเครื่องมือเครื่องจักร
ในแอพพลิเคชั่นเครื่องมือเครื่องจักรโหมดการควบคุม Cascade สามารถใช้เพื่อควบคุมความเร็วและแรงบิดของมอเตอร์แกนหมุนตามข้อกำหนดการตัดของชิ้นงาน ด้วยการปรับความเร็วมอเตอร์และแรงบิดในเวลาจริงโหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนสามารถมั่นใจได้ว่าเครื่องมือเครื่องจักรทำงานในสภาพการตัดที่ดีที่สุดปรับปรุงคุณภาพและความแม่นยำของกระบวนการตัดเฉือน
บทสรุป
โดยสรุปโหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนของไดรฟ์ควบคุม AC เป็นกลยุทธ์การควบคุมที่ทรงพลังและหลากหลายซึ่งให้ประโยชน์ที่สำคัญในแง่ของประสิทธิภาพการควบคุมการปฏิเสธการรบกวนความยืดหยุ่นของระบบและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน ด้วยการใช้ลูปควบคุมหลายตัวที่ทำงานควบคู่ไปแล้วโหมดการควบคุมแบบเรียงซ้อนสามารถให้การควบคุมที่แม่นยำและมีเสถียรภาพของตัวแปรกระบวนการทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานอุตสาหกรรมที่หลากหลาย
หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับไดรฟ์ควบคุม AC ของเราหรือวิธีที่โหมดการควบคุม Cascade จะเป็นประโยชน์ต่อแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณติดต่อเราเพื่อกำหนดเวลาการปรึกษาหารือกับหนึ่งในผู้เชี่ยวชาญของเรา เรายินดีที่จะหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณและจัดหาโซลูชันที่กำหนดเองที่ตรงกับความต้องการของคุณ
การอ้างอิง
- Johnson, R. (2018) ระบบควบคุมอุตสาหกรรม: หลักการและการใช้งาน การศึกษาของ McGraw-Hill
- Smith, J. (2019) เทคนิคการควบคุมขั้นสูงสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้า Wiley-Ieee Press
- Brown, A. (2020) Cascade Control: ทฤษฎีและการปฏิบัติ สปริงเกอร์
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับไดรฟ์ควบคุม AC ของเรากรุณาเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา:
เราหวังว่าจะได้รับการติดต่อจากคุณและช่วยให้คุณค้นหาโซลูชันการควบคุม AC ที่สมบูรณ์แบบสำหรับธุรกิจของคุณ