Ako dodávateľ VFD (variabilný frekvenčný jednotka) sa často pýtam na rôzne funkcie a komponenty našich výrobkov. Jedným z najdôležitejších aspektov, ktoré hrá významnú úlohu pri výkone VFD, je kontrola PID (proporcionálna - integrálna - derivátná) kontrola. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do funkcie kontroly PID vo VFD a vysvetlím, prečo je to také dôležité.
Pochopenie základov VFD
Predtým, ako skočíme do detailov ovládania PID, stručne pochopme, čo je VFD. VFD je elektronické zariadenie, ktoré riadi rýchlosť striedavého motora zmenou frekvencie a napätia dodávaného do motora. Ponúka niekoľko výhod, ako sú úspory energie, vylepšené riadenie procesu a znížené mechanické napätie na motore a pripojenom zariadení.
Čo je kontrola PID?
Ovládanie PID je široko používaný riadiaci algoritmus v priemyselnej automatizácii. Používa tri základné riadiace režimy - proporcionálne, integrálne a derivát - na výpočet chybovej hodnoty medzi požadovanou hodnotou (požadovaná hodnota) a procesnou premennou (skutočná hodnota). Ovládač potom nastaví výstup, aby sa minimalizovala táto chyba.
Úmerná kontrola
Proporcionálny termín v regulácii PID vypočíta chybu medzi požadovanou hodnotou a procesnou premennou a vynásobí ju proporcionálnym ziskom (KP). Výstup proporcionálneho ovládača je priamo úmerný chybe. Vyššia hodnota KP bude mať za následok väčšiu korekciu pre danú chybu, ale môže tiež viesť k prekročeniu a nestabilite, ak je nastavená príliš vysoká.
Integrálna kontrola
Integrálny výraz hromadí chybu v priebehu času. Zahŕňa všetky minulé chyby a vynásobí súčet integrálnym ziskom (KI). Integrálna akcia pomáha eliminovať stabilné chyby stavu, ktoré proporcionálny ovládač nemusí byť schopný opraviť. Ak je však integrálny zisk nastavený príliš vysoký, môže spôsobiť, že systém sa stane nestabilným a oscilovaním.
Kontrola derivátu
Derivátový výraz vypočíta rýchlosť zmeny chyby. Vynásobí derivát chyby vzhľadom na čas derivátovým ziskom (KD). Derivátová akcia pomáha predpovedať budúce chyby a vopred poskytuje nápravné opatrenia. Môže znížiť prekročenie a zlepšiť stabilitu systému, najmä v systémoch s vysokou zotrvačnosťou.
Funkcia riadenia PID v VFD
Riadenie rýchlosti
Jednou z primárnych funkcií riadenia PID v VFD je riadenie rýchlosti. V mnohých priemyselných aplikáciách je rozhodujúce udržiavanie konštantnej rýchlosti motora. Napríklad v dopravných systémoch zaisťuje konštantnú rýchlosť hladký tok materiálov. VFD s reguláciou PID môže nepretržite monitorovať rýchlosť motora (procesná premenná) a porovnávať ju s požadovanou rýchlosťou (požadovaná hodnota). Ak je medzi nimi rozdiel, ovládač PID upraví frekvenciu a napätie dodané motoru, aby sa rýchlosť vrátila späť na požadovanú hodnotu.
Predpokladajme, že máme dopravný systém, v ktorom je rýchlosť požadovanej hodnoty 1 000 ot./min. V dôsledku zmien v zaťažení môže skutočná rýchlosť klesnúť na 950 ot./min. Ovládač PID vo VFD zistí túto chybu a zvýši frekvenciu a napätie dodávané do motora, aby sa zvýšila rýchlosť späť na 1 000 ot./min.
Riadenie tlaku
V aplikáciách, ako sú čerpadlá a kompresory, je riadenie tlaku nevyhnutné. VFD s reguláciou PID sa môže použiť na udržanie konštantného tlaku v systéme. Napríklad v systéme prívodu vody môže regulátor PID monitorovať tlak vody (procesná premenná) a podľa toho upraviť rýchlosť motora čerpadla. Ak tlak klesne pod požadovanú hodnotu, regulátor zvýši rýchlosť motora, aby sa zvýšil tlak, a ak je tlak príliš vysoký, zníži rýchlosť motora.
Povedzme, že tlak požadovaného bodu v systéme prívodu vody je 50 psi. Ak skutočný tlak klesne na 45 psi, regulátor PID vo VFD zvýši rýchlosť motora čerpadla, aby sa zvýšil tlak späť na 50 psi.
Regulácia teploty
V niektorých priemyselných procesoch je kontrola teploty kritická. VFD sa môže použiť v spojení so systémom vykurovania alebo chladenia na udržanie konštantnej teploty. Regulátor PID bude monitorovať teplotu (premenná procesu) a upraví rýchlosť motora ventilátora alebo kompresora tak, aby udržala teplotu v požadovanej hodnote.
Napríklad v závode na spracovanie potravín je teplota požadovanej pre skladovaciu miestnosť 5 ° C. Ak skutočná teplota stúpa na 7 ° C, regulátor PID vo VFD zvýši rýchlosť chladiaceho kompresora, aby sa znížila teplota späť na 5 ° C.
Výhody použitia riadenia PID v VFD
Vylepšené riadenie procesu
Kontrola PID umožňuje presné a presné riadenie procesnej premennej. Môže rýchlo reagovať na zmeny zaťaženia alebo iných porúch a udržiavať požadovanú požadovanú hodnotu. To vedie k lepšej kvalite a konzistentnosti výrobkov v priemyselných procesoch.
Úspory energie
Úpravou rýchlosti motora podľa skutočných požiadaviek procesu môže VFD s reguláciou PID ušetriť značné množstvo energie. Napríklad v systéme čerpadla, namiesto toho, aby sa čerpadlo neustále pohybovalo v plnej rýchlosti, ovládač PID môže znížiť rýchlosť, keď je dopyt po vode nízky, čo vedie k úspore energie.
Znížené opotrebenie
Pretože regulátor PID dokáže udržať stabilný prevádzkový stav, znižuje mechanické namáhanie motora a pripojeného zariadenia. To vedie k menšiemu opotrebeniu, dlhšej životnosti zariadení a nižším nákladom na údržbu.
Naše produkty VFD s kontrolou PID
V našej spoločnosti ponúkame širokú škálu VFD s pokročilou funkciou riadenia PID. NášOvládač frekvencieje navrhnutý tak, aby poskytoval presnú kontrolu v rôznych aplikáciách. Má používateľské nastavenia, ktoré umožňujú ľahké nastavenie parametrov PID.
Máme tiežVFD jedno fázová až 3 fázaVýrobky, ktoré sú vhodné pre aplikácie, v ktorých je k dispozícii jednofázový napájací zdroj, ale je potrebný trojfázový motor. Tieto VFD sa dodávajú s reguláciou PID, aby sa zabezpečila stabilná a efektívna prevádzka.
Pre väčšie aplikácie, naše18,5 kW VFDje skvelá voľba. Dokáže manipulovať s vysoko - výkonovými motormi a poskytuje vynikajúce reguláciu PID pre reguláciu rýchlosti, tlaku alebo teploty.
Záver
Kontrola PID je životne dôležitou funkciou vo VFD, ktorá ponúka početné výhody z hľadiska kontroly procesu, úspory energie a dlhovekosti zariadení. Či už potrebujete regulovať rýchlosť motora, udržať konštantný tlak alebo regulovať teplotu, roztok môže poskytnúť VFD s reguláciou PID.
Ak vás zaujíma naše produkty VFD s kontrolou PID alebo máte akékoľvek otázky o tom, ako sa dajú použiť vo vašej aplikácii, radi by sme sa od vás dozvedeli. Kontaktujte nás a začnite diskusiu o vašich konkrétnych požiadavkách a preskúmajte, ako naše výrobky môžu vyhovieť vašim potrebám.
Odkazy
- Ogata, Katsuhiko. "Moderné riadiace inžinierstvo." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. a Robert H. Bishop. "Moderné riadiace systémy." Pearson, 2017.