การควบคุม PID ซึ่งหมายถึงสัดส่วน - การควบคุมอนุพันธ์ - เป็นอัลกอริทึมการควบคุมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFDs) ในฐานะซัพพลายเออร์ VFD ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการกำหนดค่าพารามิเตอร์การควบคุม PID อย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดในแอปพลิเคชันต่างๆ ในบล็อกนี้ฉันจะแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการกำหนดค่าพารามิเตอร์เหล่านี้ใน VFD
ทำความเข้าใจพื้นฐานของการควบคุม PID ใน VFDS
ก่อนที่จะดำน้ำเข้าสู่กระบวนการกำหนดค่าจำเป็นต้องเข้าใจว่าองค์ประกอบของอัลกอริทึมการควบคุม PID ทำอะไรใน VFD
คำศัพท์สัดส่วน (P) เป็นสัดส่วนกับข้อผิดพลาดปัจจุบันระหว่าง setPoint และตัวแปรกระบวนการ อัตราขยายที่ใหญ่ขึ้นจะทำให้ระบบตอบสนองต่อข้อผิดพลาดได้เร็วขึ้น อย่างไรก็ตามหากกำไรมีขนาดใหญ่เกินไปอาจนำไปสู่การเกินความจำเป็นและความไม่แน่นอน
คำศัพท์อินทิกรัล (i) สะสมข้อผิดพลาดเมื่อเวลาผ่านไป มันช่วยกำจัดข้อผิดพลาดสถานะคงที่ซึ่งหมายความว่าแม้ว่าจะมีข้อผิดพลาดคงที่เล็กน้อยคำศัพท์อินทิกรัลจะค่อยๆปรับเอาต์พุตเพื่อนำตัวแปรกระบวนการเข้าใกล้ SetPoint มากขึ้น แต่การได้รับอินทิกรัลขนาดใหญ่อาจทำให้ระบบไม่เสถียรและอาจส่งผลให้เกิดการแกว่ง
คำศัพท์อนุพันธ์ (D) ขึ้นอยู่กับอัตราการเปลี่ยนแปลงของข้อผิดพลาด คาดว่าจะเกิดข้อผิดพลาดในอนาคตและช่วยลดความผันผวนและปรับปรุงความมั่นคงของระบบ อย่างไรก็ตามคำศัพท์อนุพันธ์นั้นมีความไวต่อเสียงรบกวนและการได้รับอนุพันธ์ขนาดใหญ่สามารถขยายเสียงรบกวนและทำให้เกิดความไม่แน่นอน
ขั้นตอนที่ 1: การประมาณพารามิเตอร์เริ่มต้น
เมื่อเริ่มกระบวนการกำหนดค่าเป็นความคิดที่ดีที่จะมีการประมาณการเบื้องต้นสำหรับพารามิเตอร์ PID VFD จำนวนมากมาพร้อมกับค่าพารามิเตอร์ PID เริ่มต้นที่เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันทั่วไป ค่าเหล่านี้มักจะขึ้นอยู่กับแนวทางปฏิบัติของอุตสาหกรรมทั่วไป
สำหรับอัตราขยายสัดส่วน (KP) จุดเริ่มต้นที่พบบ่อยคือการตั้งค่าที่ค่าค่อนข้างต่ำ สิ่งนี้ช่วยให้ระบบตอบสนองต่อข้อผิดพลาดโดยไม่ก่อให้เกิด overshoot มากเกินไป กฎง่ายๆคือการเริ่มต้นด้วยค่าที่ให้การตอบสนองปานกลางกับข้อผิดพลาดเล็กน้อย
เวลาอินทิกรัล (TI) สามารถตั้งค่าเป็นค่าที่ค่อนข้างยาวในตอนแรก เวลาอินทิกรัลที่ยาวนานหมายความว่าการกระทำที่สำคัญจะช้าซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงการแก้ไข
เวลาอนุพันธ์ (TD) สามารถตั้งค่าเป็นศูนย์หรือค่าที่น้อยมากในตอนต้น เนื่องจากคำศัพท์อนุพันธ์มีความไวต่อเสียงรบกวนการเริ่มต้นด้วยค่าเล็ก ๆ ช่วยลดความเสี่ยงของการขยายเสียงรบกวนและทำให้เกิดความไม่แน่นอน
ขั้นตอนที่ 2: ปรับอัตรากำไรตามสัดส่วน
เมื่อคุณมีการประมาณการเริ่มต้นขั้นตอนต่อไปคือการปรับอัตรากำไรตามสัดส่วน คุณสามารถทำได้โดยค่อยๆเพิ่มอัตรากำไรตามสัดส่วนในขณะที่สังเกตการตอบสนองของระบบ
เริ่มต้นด้วยการใช้การเปลี่ยนขั้นตอนเล็ก ๆ กับ setpoint ในขณะที่คุณเพิ่มกำไรตามสัดส่วนคุณจะสังเกตเห็นว่าระบบตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของจุดเริ่มต้นได้เร็วขึ้น อย่างไรก็ตามหากกำไรมีขนาดใหญ่เกินไประบบจะเกินจุดตั้งค่าและอาจเริ่มแกว่ง
เป้าหมายคือการหาคุณค่าของกำไรสัดส่วนที่ให้การตอบสนองอย่างรวดเร็วโดยไม่ต้องใช้งานมากเกินไป คุณสามารถใช้ออสซิลโลสโคปหรือคุณสมบัติการตรวจสอบของ VFD เพื่อสังเกตตัวแปรกระบวนการและเอาต์พุตของ VFD
ขั้นตอนที่ 3: การปรับเวลาอินทิกรัล
หลังจากปรับอัตรากำไรตามสัดส่วนก็ถึงเวลาปรับเวลาที่สำคัญ คำศัพท์อินทิกรัลใช้เพื่อกำจัดข้อผิดพลาดสถานะคงที่
หากมีข้อผิดพลาดคงที่ระหว่าง setPoint และตัวแปรกระบวนการหลังจากระบบได้ตัดสินหมายความว่าการกระทำแบบอินทิกรัลนั้นไม่แข็งแรงพอ คุณสามารถลดเวลาที่สำคัญเพื่อเพิ่มอัตราขยายที่สำคัญและเพิ่มความเร็วในการกำจัดข้อผิดพลาดของสถานะคงที่
อย่างไรก็ตามระวังอย่าลดเวลาที่สำคัญมากเกินไป เวลาที่สำคัญมากอาจทำให้ระบบไม่เสถียรและอาจนำไปสู่การแกว่ง สังเกตการตอบสนองของระบบในขณะที่คุณปรับเวลาอินทิกรัลและค้นหาค่าที่กำจัดข้อผิดพลาดสถานะคงที่ - โดยไม่ทำให้เกิดความไม่แน่นอน
ขั้นตอนที่ 4: ปรับ - ปรับเวลาอนุพันธ์
คำศัพท์อนุพันธ์ใช้เพื่อปรับปรุงความมั่นคงของระบบและการแกว่งของระบบ หากระบบกำลังสั่นหลังจากปรับข้อกำหนดตามสัดส่วนและอินทิกรัลคุณสามารถลองเพิ่มเวลาอนุพันธ์
อย่างไรก็ตามดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้คำศัพท์อนุพันธ์นั้นมีความไวต่อเสียงรบกวน ดังนั้นเริ่มต้นด้วยค่าที่น้อยมากและค่อยๆเพิ่มขึ้นในขณะที่ตรวจสอบการตอบสนองของระบบ คุณจะสังเกตเห็นว่าเมื่อคุณเพิ่มเวลาอนุพันธ์ความผันผวนจะลดลง แต่ถ้าเวลาอนุพันธ์มีขนาดใหญ่เกินไประบบอาจจะเฉื่อยชาหรืออาจเริ่มตอบสนองอย่างผิดพลาดเนื่องจากการขยายเสียงรบกวน
การพิจารณาในทางปฏิบัติ
ในแอปพลิเคชันจริง - โลกมีข้อควรพิจารณาในทางปฏิบัติหลายประการเมื่อกำหนดค่าพารามิเตอร์การควบคุม PID ใน VFD
ลักษณะการโหลด: โหลดที่แตกต่างกันมีลักษณะที่แตกต่างกันเช่นความเฉื่อยแรงเสียดทานและการทำให้หมาด ๆ ตัวอย่างเช่นโหลดความเฉื่อยสูงจะต้องตอบสนองช้าลงและพารามิเตอร์ PID ที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับโหลดความเฉื่อยต่ำ คุณต้องคำนึงถึงคุณสมบัติการโหลดเมื่อปรับพารามิเตอร์ PID
เสียงรบกวนและการรบกวน: เสียงรบกวนและการรบกวนในระบบสามารถส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของการควบคุม PID ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้คำศัพท์อนุพันธ์นั้นมีความไวต่อเสียงรบกวนเป็นพิเศษ คุณอาจต้องใช้ตัวกรองหรือเทคนิคอื่น ๆ เพื่อลดผลกระทบของเสียงรบกวนในระบบ
ความปลอดภัยและการป้องกัน: เมื่อปรับพารามิเตอร์ PID สิ่งสำคัญคือต้องให้แน่ใจว่าระบบยังคงปลอดภัยและได้รับการปกป้อง คุณควรกำหนดขีด จำกัด ที่เหมาะสมสำหรับเอาต์พุตของ VFD เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดกระแสไฟฟ้าเกินแรงดันไฟฟ้าและเงื่อนไขที่เป็นอันตรายอื่น ๆ
ผลิตภัณฑ์ VFD ของเราและความสามารถ PID ของพวกเขา
ในฐานะซัพพลายเออร์ VFD เรานำเสนอผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่แตกต่างกัน ของเราไดรฟ์ความถี่สำหรับมอเตอร์สามเฟสได้รับการออกแบบมาเพื่อให้การควบคุมที่แม่นยำสำหรับมอเตอร์สามเฟส มีความสามารถในการควบคุม PID ขั้นสูงที่สามารถกำหนดค่าได้อย่างง่ายดายเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะของแอปพลิเคชันของคุณ
ของเราVFD กลางแจ้งถูกสร้างขึ้นเพื่อทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง มันมาพร้อมกับอัลกอริทึมการควบคุม PID ที่แข็งแกร่งซึ่งทำให้มั่นใจได้ว่าการทำงานที่มั่นคงแม้ในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่ท้าทาย
ที่ไดรฟ์อินเวอร์เตอร์เราจัดหาเป็นที่รู้จักกันดีในเรื่องประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นสูง พารามิเตอร์การควบคุม PID ในไดรฟ์อินเวอร์เตอร์ของเราสามารถปรับแต่งเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของโหลดประเภทต่างๆ
บทสรุป
การกำหนดค่าพารามิเตอร์การควบคุม PID ใน VFD เป็นขั้นตอนสำคัญเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด โดยการทำความเข้าใจพื้นฐานของการควบคุม PID เริ่มต้นด้วยการประมาณการเริ่มต้นและการปรับค่าพารามิเตอร์แต่ละพารามิเตอร์อย่างระมัดระวังคุณสามารถมั่นใจได้ว่าระบบ VFD ของคุณตอบสนองอย่างรวดเร็วแม่นยำและเสถียร
หากคุณมีความสนใจในผลิตภัณฑ์ VFD ของเราและต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกำหนดค่าการควบคุม PID หรือด้านเทคนิคอื่น ๆ โปรดติดต่อเราสำหรับการอภิปรายการจัดซื้อจัดจ้าง เรามีทีมผู้เชี่ยวชาญที่สามารถช่วยคุณในการเลือก VFD ที่เหมาะสมและกำหนดค่าพารามิเตอร์ PID สำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะของคุณ
การอ้างอิง
- Ogata, K. (2010) วิศวกรรมการควบคุมที่ทันสมัย Prentice Hall
- Åström, KJ, & Murray, RM (2010) ระบบตอบรับ: บทนำสำหรับนักวิทยาศาสตร์และวิศวกร สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน