차동 비례 적분 조정기는 주어진 매개 변수를 변경할 수 있도록 유지하기 위해 자동화 시스템에 설치되는 장치입니다.
언뜻 보기에는 혼란스럽지만 PID 조절과 더미에 대해 설명할 수 있습니다. 전자 시스템 및 장치에 익숙하지 않은 사람들.
PID 레귤레이터란?
PID 레귤레이터는 필수 피드백이 있는 제어 회로에 내장된 장치입니다. 예를 들어 공기 온도와 같은 설정 값의 설정 수준을 유지하도록 설계되었습니다.
장치는 센서 또는 센서로부터 수신된 데이터를 기반으로 제어 신호 또는 출력 신호를 제어 장치에 보냅니다. 컨트롤러는 설정된 작업의 높은 과도 정확도와 실행 품질을 가지고 있습니다.
PID 제어기의 3가지 계수 및 작동 원리
PID 제어기의 동작은 조정된 매개변수를 미리 결정된 수준으로 유지하는 데 필요한 전력의 출력 신호를 제공하는 것입니다. 지수를 계산하려면 비례, 적분, 미분의 3가지 계수를 포함하는 복잡한 수학 공식을 사용하십시오.
증기로 밸브의 개방도를 조절하여 온도를 일정 수준으로 유지해야 하는 물탱크를 규제 대상으로 합시다.
입력 데이터와 일치하지 않는 순간에 비례 성분이 나타납니다. 간단히 말해서, 실제 온도와 원하는 온도의 차이를 구하고 조정 가능한 계수를 곱하여 밸브에 적용해야 하는 출력 신호를 구합니다. 즉. 온도가 떨어지자 마자 가열 프로세스가 시작되고 온도가 원하는 수준 이상으로 올라가 자마자 꺼지거나 냉각됩니다.
다음은 환경의 영향이나 온도를 설정점으로 유지하는 데 방해가 되는 기타 영향을 보상하도록 설계된 통합 구성요소입니다. 제어되는 장치에 영향을 미치는 추가 요소가 항상 있기 때문에 비례 성분을 계산하기 위해 데이터가 도착할 때 이미 숫자가 변경되고 있습니다. 그리고 외부 영향이 클수록 그림의 변동이 커집니다. 공급되는 전원에 스파이크가 있습니다.
적분 구성 요소는 변경된 경우 과거 값을 기반으로 온도 값을 반환하려고 합니다. 이 과정은 아래 동영상에 자세히 설명되어 있습니다.
그런 다음 계수에 따라 조절기의 출력이 온도를 높이거나 낮추기 위해 공급됩니다. 시간이 지남에 따라 외부 요인을 보상하는 값이 선택되고 점프가 사라집니다.
적분은 정적 오류를 계산하여 오류를 제거하는 데 사용됩니다. 이 프로세스에서 가장 중요한 것은 올바른 계수를 선택하는 것입니다. 그렇지 않으면 오류(불일치)가 적분 구성요소에도 영향을 미칩니다.
세 번째 PID 구성 요소는 차동 구성 요소입니다. 시스템에 미치는 영향과 피드백 사이에 발생하는 지연의 영향을 보상하도록 설계되었습니다.비례 레귤레이터는 온도가 원하는 지점에 도달할 때까지 전력을 공급하지만 특히 값이 큰 경우 정보가 기기로 전달될 때 항상 오류가 발생합니다. 이는 과열로 이어질 수 있습니다. 디퍼렌셜은 지연이나 환경적 영향으로 인한 편차를 예측하고 미리 공급되는 전력을 줄입니다.
PID 컨트롤러 설정
PID 컨트롤러 설정은 2가지 방법을 사용하여 수행됩니다.
- 합성에는 시스템 모델을 기반으로 매개변수를 계산하는 작업이 포함됩니다. 이러한 튜닝은 정확하지만 자동 제어 이론에 대한 깊은 지식이 필요합니다. 그것은 엔지니어와 과학자만이 할 수 있습니다. 유동 특성을 잡아야 하고 계산을 많이 해야 하기 때문입니다.
- 수동 방법은 시행 착오 방법을 기반으로 합니다. 이를 위해 이미 준비된 시스템의 데이터를 기반으로 하고 하나 이상의 레귤레이터 계수를 일부 조정합니다. 전원을 켜고 최종 결과를 관찰한 후 매개변수가 올바른 방향으로 변경됩니다. 원하는 수준의 작동 가능성이 달성될 때까지 계속됩니다.
이론적인 분석 및 튜닝 방법은 실제로 거의 사용되지 않는데, 이는 제어 대상의 특성에 대한 무지와 가능한 많은 교란 영향 때문입니다. 시스템 관찰에 기반한 실험 방법이 더 일반적입니다.
최신 자동화 프로세스는 조절기 계수를 조정하는 프로그램의 제어하에 특수 모듈로 구현됩니다.
PID 레귤레이터의 목적
PID 레귤레이터는 자동 제어 밸브와 같은 액츄에이터의 제어 동작을 다음을 사용하여 변경하여 온도, 압력, 탱크 수위, 파이프라인의 유량, 무언가의 농도 등과 같은 일부 값을 필요한 수준으로 유지하도록 설계되었습니다. 설정에 대한 비례, 통합, 미분 값.
사용 목적은 대규모 산업 및 발전소 원자로까지 제어할 수 있는 정밀한 제어 신호를 얻는 것입니다.
온도 제어 회로의 예
PID 컨트롤러는 종종 온도 제어에 사용됩니다. 이 자동 프로세스를 살펴보기 위해 탱크에서 물을 가열하는 간단한 예를 사용하겠습니다.
탱크는 원하는 온도로 가열하고 원하는 수준으로 유지해야 하는 액체로 채워져 있습니다. 탱크 내부에는 온도를 측정하는 센서가 있습니다 - 열전대 또는 저항 온도계 PID 제어기에 직접 연결됩니다.
자동 제어 밸브로 아래 그림과 같이 액체를 가열하기 위해 증기를 공급합니다. 밸브 자체는 컨트롤러로부터 신호를 받습니다. 작업자는 탱크에서 유지해야 하는 PID 컨트롤러에 온도 설정점 값을 입력합니다.
레귤레이터 계수가 정확하지 않으면 수온이 상승하고 밸브가 완전히 열리거나 완전히 닫힙니다. 이 경우 PID 계수를 계산하고 다시 입력해야 합니다. 모든 것이 올바르게 완료되면 짧은 시간 후에 시스템이 프로세스를 균등화하고 탱크의 온도가 설정점으로 유지되고 제어 밸브의 개방 정도가 중간 위치에 있게 됩니다.
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