Диференциалният пропорционално-интегрален регулатор е устройство, което се инсталира в автоматизирани системи за поддържанеденраметър, който може се променя.
На пръв поглед това е объркващо, но е възможно се обясни PID контролът и занекени, т.е. хора, които не добре запознати с електронните системи и уреди.
Съдържание
Какво представлява PID контролерът?
PID-контролерът е устройство, интегрирано във веригата за управление със задължителна обратна връзка. Той е предназначен за поддържане зададени нива,пример температура въздуха.
Устройството подава управляващ сигнал или изходен сигнал към контролера въз основанните, получени от сензорите или предавателите. Контролерите се отличават с висока точност ичествобота в преходни режими.
Три коефициента PID контролера и принципбота
Функцията ПИД-регулатора е подава изходен сигнал за мощността, необходима за поддържане контролиранияраметър предварително определено ниво. За се изчисли стойността, се използва сложнатематическа формула, която включва 3 коефициента - пропорционален, интегрален и диференциален.
Нека вземем за обект управление резервоар с вода, в който е необходимо се поддържа температура определено ниво чрез регулиране степента отварянерен клапан.
Пропорционалният компонент се появява в момента несъответствие с входнитенни.й-простозано,зликата между действителната температура и желаната температура се взема, умножава се по регулируем коефициент и се получава изходният сигнал, който трябва се подаде към клапана. С други думи, веднага щом температурата спадне, започва процесътгряване; веднага щом се повишид желаната температура, той се изключва или дори се охлажда.
След това идва интегралният компонент, който е предназначен компенсира въздействието околната среда или други смущаващи влияния върху поддържането зададената температура. Тъйто винаги има допълнителниктори, влияещи върху управляваните уреди, цифрата се променя още при постъпванетонните за изчисляване пропорционалния компонент. И колкото по-големи външните влияния, толкова по-големи колебанията фигурата. Възникват скокове в подаването мощност.
Интегралният компонент се опитва върне стойността температурата въз основа предишни стойности, ако тя се е променила. Процесът е описан по-подробно във видеото по-долу.
След това изходният сигнал регулатора се подава в зависимост от коефициента за повишаване или понижаване температурата. С течение времето се избира стойност, която компенсира външнитектори, и скоковете изчезват.
Интегралът се използва за елиминиране грешки чрез изчисляване статичната грешка. Основното в този процес е се избере правилният коефициент, в противен случай грешката (несъответствието) ще се отрази и интегралния компонент.
Третият компонент PID е диференциалният компонент. Тя е предназначена компенсира ефектите от забавянията, които възникват между въздействието върху системата и обратната връзка. Пропорционалният контролер подава енергия, докато температурата достигне правилната стойност, но при предаването информация към устройството винаги има грешки, особено при високи стойности. Това може доведе до прегряване. Диференциалът предвижда отклонения, причинени от закъснения или влияния околната среда, и предварителномалява подаваната мощност.
Настройване PID контролер
PID контролерът сестройва по два метода:
- Синтезът включва изчисляванераметрите въз основа модела системата. Подобнастройка е точна, но изисква задълбочени познания по теория автоматичното управление. Това могатправятмо инженери и учени. Тъйто е необходимо се взематрактеристиките потока и сеправят много изчисления.
- Ръчният метод се основава проба и грешка. Това става,то се взематнни от вече съществуваща система и сеправят някои корекции един или повече коефициенти регулатора. След включването иблюдението крайния резултатраметрите се променят в желаната посока. Икататък, докато се постигне желаното ниво ефективност.
Теоретичният анализ и методите застройка рядко се използват в практиката поради непознаванерактеристиките обекта управление и множеството възможни смущаващи влияния. Експерименталните методи, основаниблюдение системата, по-разпространени.
Съвременните автоматизирани процеси се изпълняватто специализирани модули под контрола софтуер за регулиране регулаторните коефициенти.
Предназначение PID контролера
PID контролерът е предназначен за поддържане определена стойност - температура,лягане, ниво в резервоар, дебит в тръбопровод, концентрация нещо и т.н. - необходимото ниво чрез промяна управляващото действие изпълнителните механизми,топример автоматични регулиращи клапани,то застройката му се използват пропорционални, интегриращи и диференциращи стойности.
Целта приложението е се получи прецизен управляващ сигнал, който може контролира големи инсталации и дори реактори електроцентрали.
Пример за схема за контрол температурата
PID контролерите често се използват за контрол температурата, нека вземем простия пример за загряване вода в резервоарто пример за този автоматичен процес.
Резервоарът се пълни с течност, която трябва сегрява до желаната температура и се поддържа желаното ниво. В резервоара има температурентчик - термодвойка. Термодвойка или термометър за съпротивление и е директно свързан с PID контролера.
Ще подавамера за загряване течността,кто е показано илюстрацията по-долу, с помощта автоматичния контролен клапан.мият клапан получава сигнал от контролера. Операторът въвежда в PID контролера стойността зададената температура, която трябва се поддържа в резервоара.
Ако коефициентите контролера неправилни, температурата водата ще скочи и вентилът ще бъдепълно отворен ипълно затворен. В този случай трябва се изчислят и въведат отново PID коефициентите. Ако това еправено правилно, след кратък период от време системата ще се изравни и температурата в резервоара ще се поддържа зададената температура,то степента отваряне регулиращия вентил е в средно положение.
Свързани статии:
