Как поставщик VFD (переменный частотный диск), меня часто спрашивают о различных функциях и компонентах наших продуктов. Одним из наиболее важных аспектов, который играет значительную роль в производительности VFD, является контроль PID (пропорциональный - интегральный - производный). В этом посте я углубляюсь в функцию управления PID в VFD и объясню, почему это так важно.
Понимание оснований VFD
Прежде чем мы перейдем к деталям управления пидом, давайте кратко поймем, что такое VFD. VFD - это электронное устройство, которое управляет скоростью двигателя переменного тока, варьируя частоту и напряжение, поставляемое на двигатель. Он предлагает несколько преимуществ, таких как экономия энергии, улучшение управления процессами и уменьшение механического напряжения на двигатель и подключенное оборудование.
Что такое контроль PID?
Управление PID является широко используемым алгоритмом управления в промышленной автоматизации. Он использует три основных режима управления - пропорциональные, интегральные и производные - для вычисления значения ошибки между установленной точкой (желаемое значение) и переменной процесса (фактическое значение). Затем контроллер регулирует выход, чтобы минимизировать эту ошибку.
Пропорциональный контроль
Пропорциональный термин в управлении PID вычисляет ошибку между установленной точкой и переменной процесса и умножает ее на пропорциональное усиление (KP). Выход пропорционального контроллера прямо пропорционален ошибке. Более высокое значение KP приведет к более крупной коррекции для данной ошибки, но оно также может привести к перехвате и нестабильности, если он будет установлен слишком высоким.
Интегральный контроль
Интегральный термин накапливает ошибку с течением времени. Это суммирует все прошлые ошибки и умножает сумму на интегральный усиление (KI). Интегральное действие помогает устранить устойчивые и состоятельные ошибки, которые пропорциональный контроллер не может исправить. Однако, если интегральное усиление установлено слишком высоким, это может привести к тому, что система станет нестабильной и колебанием.
Производный контроль
Термин «производный» рассчитывает скорость изменения ошибки. Он умножает производную ошибки в отношении времени на производное усиление (KD). Деривативное действие помогает предсказать будущие ошибки и обеспечивает корректирующее действие заранее. Это может уменьшить перехват и улучшить стабильность системы, особенно в системах с высокой инерцией.
Функция управления PID в VFD
Управление скоростью
Одной из основных функций управления PID в VFD является управление скоростью. Во многих промышленных применениях важно поддерживать постоянную скорость двигателя. Например, в конвейерных системах постоянная скорость обеспечивает плавный поток материалов. VFD с управлением PID может непрерывно контролировать скорость двигателя (переменная процесса) и сравнить его с желаемой скоростью (установленная точка). Если между ними существует разница, контроллер PID отрегулирует частоту и напряжение, поставляемое на двигатель, чтобы вернуть скорость обратно в установку.
Предположим, у нас есть конвейерная система, где скорость заданной точки составляет 1000 об / мин. Из -за изменений нагрузки фактическая скорость может упасть до 950 об / мин. Контроллер PID в VFD обнаружит эту ошибку и увеличит частоту и напряжение, поставляемое на двигатель, чтобы увеличить скорость до 1000 об / мин.
Контроль давления
В таких приложениях, как насосы и компрессоры, контроль давления имеет важное значение. VFD с управлением PID может использоваться для поддержания постоянного давления в системе. Например, в системе водоснабжения контроллер PID может контролировать давление воды (переменная процесса) и соответствующим образом отрегулировать скорость двигателя насоса. Если давление падает ниже заданной точки, контроллер увеличит скорость двигателя, чтобы повысить давление, и если давление слишком высокое, это снизит скорость двигателя.
Допустим, давление установки в системе водоснабжения составляет 50 фунтов на квадратный дюйм. Если фактическое давление падает до 45 фунтов на квадратный дюйм, контроллер PID в VFD увеличит скорость двигателя насоса, чтобы повысить давление до 50 фунтов на квадратный дюйм.
Контроль температуры
В некоторых промышленных процессах контроль температуры имеет решающее значение. VFD может использоваться в сочетании с системой отопления или охлаждения для поддержания постоянной температуры. Контроллер PID будет следить за температурой (переменной процесса) и отрегулирует скорость вентилятора или двигателя компрессора, чтобы сохранить температуру в заданной точке.
Например, в пищевой переработке температура заданной точки для хранения 5 ° C. Если фактическая температура повысится до 7 ° C, контроллер PID в VFD увеличит скорость охлаждающего компрессора, чтобы снизить температуру назад до 5 ° C.
Преимущества использования контроля PID в VFD
Улучшенное управление процессом
Управление PID допускает точное и точное управление переменной процесса. Это может быстро реагировать на изменения в нагрузке или других нарушениях и поддерживать желаемую установку. Это приводит к лучшему качеству продукции и последовательности в промышленных процессах.
Экономия энергии
Регулируя скорость двигателя в соответствии с фактическими требованиями процесса, VFD с управлением PID может сэкономить значительное количество энергии. Например, в насосной системе, вместо того, чтобы постоянно запускать насос на полной скорости, контроллер PID может снизить скорость, когда спрос на воду низкий, что приводит к экономии энергии.
Уменьшенный износ
Поскольку контроллер PID может поддерживать стабильное рабочее состояние, он уменьшает механическое напряжение на двигателе и подключенном оборудовании. Это приводит к меньшему износу, более длительному сроку службы оборудования и снижению затрат на техническое обслуживание.
Наши продукты VFD с контролем PID
В нашей компании мы предлагаем широкий спектр VFD с расширенной функцией управления PID. НашКонтроллер частотного приводапредназначен для обеспечения точного управления в различных приложениях. У него есть пользовательские настройки, которые позволяют легко регулировать параметры PID.
У нас также естьЕдинственная фаза VFD до 3 фазыПродукты, которые подходят для применений, где доступен единый фазовый источник питания, но требуется трехфазный двигатель. Эти VFD поставляются с управлением PID, чтобы обеспечить стабильную и эффективную работу.
Для более крупных приложений наш18,5 кВт VFDотличный выбор. Он может обрабатывать высокие - мощные двигатели и обеспечивает отличное управление ПИД для скорости, давления или регулирования температуры.
Заключение
Управление PID является жизненно важной функцией в VFD, которая предлагает многочисленные преимущества с точки зрения управления процессами, экономии энергии и долговечности оборудования. Независимо от того, нужно ли вам контролировать скорость двигателя, поддерживать постоянное давление или регулировать температуру, VFD с управлением PID может обеспечить решение.
Если вы заинтересованы в наших продуктах VFD с контролем PID или у вас есть какие -либо вопросы о том, как их можно использовать в вашем приложении, мы бы хотели услышать от вас. Свяжитесь с нами, чтобы начать обсуждение ваших конкретных требований и изучить, как наши продукты могут удовлетворить ваши потребности.
Ссылки
- Огата, Кацухико. «Современное управление инженерией». Prentice Hall, 2010.
- Дорф, Ричард С. и Роберт Х. Бишоп. «Современные системы управления». Пирсон, 2017.