Kao VFD (varijabilni frekvencijski pogon), često me pitaju o različitim funkcijama i komponentama naših proizvoda. Jedan od najvažnijih aspekata koji igra značajnu ulogu u izvedbi VFD -a je PID (proporcionalna - integralna - derivat) kontrola. U ovom postu na blogu udubit ću se u funkciju PID Control u VFD -u i objasniti zašto je to tako važno.
Razumijevanje osnova VFD -a
Prije nego što uskočimo u detalje kontrole PID -a, kratko shvatimo što je VFD. VFD je elektronički uređaj koji kontrolira brzinu izmjeničnog motora mijenjajući frekvenciju i napon koji se isporučuje na motor. Nudi nekoliko prednosti kao što su ušteda energije, poboljšana kontrola procesa i smanjena mehanički stres na motoru i povezanoj opremi.
Što je PID kontrola?
PID kontrola je široko korišteni algoritam upravljanja u industrijskoj automatizaciji. Koristi tri osnovna načina upravljanja - proporcionalni, integralni i derivat - za izračunavanje vrijednosti pogreške između zadane vrijednosti (željena vrijednost) i varijable procesa (stvarna vrijednost). Kontroler zatim prilagođava izlaz kako bi umanjio ovu pogrešku.
Proporcionalna kontrola
Proporcionalni pojam u kontroli PID izračunava pogrešku između zadane vrijednosti i varijable procesa i umnožava je proporcionalnim dobitkom (KP). Izlaz proporcionalnog kontrolera izravno je proporcionalan pogrešci. Veća vrijednost KP rezultirat će većom korekcijom za određenu pogrešku, ali također može dovesti do prevrtanja i nestabilnosti ako se postavi previsoko.
Integralna kontrola
Integralni izraz akumulira pogrešku tijekom vremena. Sažima sve prošle pogreške i umnožava zbroj s integralnim dobitkom (KI). Integralno djelovanje pomaže u uklanjanju pogrešaka u stalnom stanju koje proporcionalni regulator možda neće moći ispraviti. Međutim, ako je integralni dobitak postavljen previsoko, može uzrokovati da sustav postane nestabilan i osciliran.
Izvedenica
Izraz derivat izračunava brzinu promjene pogreške. Umnožava derivat pogreške s obzirom na vrijeme derivatnim dobitkom (KD). Derivatna akcija pomaže u predviđanju budućih pogrešaka i unaprijed pruža korektivne mjere. Može smanjiti prevrtanje i poboljšati stabilnost sustava, posebno u sustavima s visokom inercijom.
Funkcija kontrole PID -a u VFD -u
Kontrola brzine
Jedna od primarnih funkcija kontrole PID u VFD -u je kontrola brzine. U mnogim industrijskim primjenama održavanje konstantne brzine motora je presudno. Na primjer, u transportnim sustavima konstantna brzina osigurava gladak protok materijala. VFD s PID kontrolom može kontinuirano nadzirati brzinu motora (varijablu procesa) i usporediti je s željenom brzinom (zadana točka). Ako postoji razlika između dva, PID regulator će prilagoditi frekvenciju i napon koji se isporučuje u motor kako bi se brzina vratila na zadanu točku.
Pretpostavimo da imamo transportni sustav gdje je brzina zadane vrijednosti 1000 o / min. Zbog promjena u opterećenju, stvarna brzina može pasti na 950 o / min. PID regulator u VFD -u otkrit će ovu pogrešku i povećati frekvenciju i napon koji se isporučuje u motor kako bi povećao brzinu na 1000 o / min.
Kontrola tlaka
U aplikacijama kao što su crpke i kompresori, kontrola tlaka je neophodna. VFD s PID kontrolom može se koristiti za održavanje konstantnog tlaka u sustavu. Na primjer, u sustavu vodoopskrbe PID regulator može pratiti tlak vode (promjenjivu proces) i u skladu s tim prilagoditi brzinu motora crpke. Ako tlak padne ispod zadane vrijednosti, regulator će povećati brzinu motora kako bi povećao tlak, a ako je tlak previsok, smanjit će brzinu motora.
Recimo da je tlak zadane vrijednosti u sustavu vodoopskrbe 50 psi. Ako stvarni tlak padne na 45 psi, PID regulator u VFD -u povećat će brzinu motora pumpe kako bi se tlak vratio na 50 psi.
Kontrola temperature
U nekim industrijskim procesima je kontrola temperature kritična. VFD se može koristiti zajedno sa sustavom grijanja ili hlađenja za održavanje konstantne temperature. PID regulator će nadzirati temperaturu (varijablu procesa) i prilagoditi brzinu motora ventilatora ili kompresora kako bi se temperatura zadržala na zadanoj točki.
Na primjer, u postrojenju za preradu hrane, temperatura zadane vrijednosti za skladištenje je 5 ° C. Ako se stvarna temperatura poveća na 7 ° C, PID regulator u VFD -u će povećati brzinu kompresora za hlađenje kako bi se temperatura smanjila na 5 ° C.
Prednosti korištenja PID kontrole u VFD -u
Poboljšana kontrola procesa
PID kontrola omogućuje preciznu i točnu kontrolu procesne varijable. To može brzo reagirati na promjene u opterećenju ili drugim poremećajima i održati željenu zadanu vrijednost. To dovodi do bolje kvalitete proizvoda i dosljednosti u industrijskim procesima.
Ušteda energije
Podešavanjem brzine motora prema stvarnim zahtjevima postupka, VFD s PID kontrolom može uštedjeti značajnu količinu energije. Na primjer, u sustavu crpke, umjesto da pumpa pumba punom brzinom cijelo vrijeme, PID kontroler može smanjiti brzinu kada je potražnja za vodom niska, što rezultira uštedom energije.
Smanjena habanja
Budući da PID regulator može održati stabilno radno stanje, smanjuje mehanički napon na motoru i povezanoj opremi. To dovodi do manje habanja, duljeg životnog vijeka opreme i nižih troškova održavanja.
Naši VFD proizvodi s PID kontrolom
U našoj tvrtki nudimo širok raspon VFD -a s naprednom funkcionalnošću kontrole PID -a. NašeKontroler frekvencijedizajniran je za pružanje precizne kontrole u raznim aplikacijama. Ima korisničke postavke koje omogućuju jednostavno podešavanje PID parametara.
I mi imamoVFD jednofazna do 3 fazeProizvodi koji su prikladni za aplikacije gdje je dostupno jednosmjerno napajanje, ali je potreban trostruki fazni motor. Ovi VFD -ovi dolaze s PID kontrolom kako bi se osigurao stabilan i učinkovit rad.
Za veće aplikacije, naše18.5kW VFDodličan je izbor. Može podnijeti motore s visokim napajanjem i pruža izvrsnu kontrolu PID -a za regulaciju brzine, tlaka ili temperature.
Zaključak
PID kontrola je vitalna funkcija u VFD -u koji nudi brojne prednosti u smislu kontrole procesa, uštede energije i dugovječnosti opreme. Bilo da trebate kontrolirati brzinu motora, održavati konstantni tlak ili regulirati temperaturu, VFD s PID kontrolom može osigurati otopinu.
Ako vas zanimaju naši VFD proizvodi s PID Control ili imate bilo kakvih pitanja o tome kako se mogu koristiti u vašoj aplikaciji, voljeli bismo čuti vas. Kontaktirajte nas kako biste započeli raspravu o vašim specifičnim zahtjevima i istražili kako naši proizvodi mogu zadovoljiti vaše potrebe.
Reference
- Ogata, Katsuhiko. "Moderni kontrolni inženjering." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. i Robert H. Bishop. "Moderni upravljački sustavi." Pearson, 2017.