pid (1032065)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

ПИД-закон регулирования. Методы нахождения ПИДкоэффициентовЗорин С.В., к. ф.-м. н.зам. директора по НИОКРООО НПП Системы контроляНаиболее простой закон регулирования температуры - позиционный. Приэтом методе, на нагреватель подается полная мощность до достижениязаданного значения температуры, после чего подача мощности прекращается.Несмотря на это, разогретый нагреватель продолжает отдавать тепло итемпература объекта какое-то время продолжает нарастать, что приводит кперегреву, иногда значительному. При последующем остывании объекта, подостижении заданного значения температуры, на нагреватель вновь подаетсяполная мощность.

Нагреватель сначала разогревает себя, затем окружающиеобласти объекта, и, таким образом, охлаждение будет продолжаться до тех пор,пока волна тепла не достигнет датчика температуры. Следовательно, реальнаятемпература может оказаться значительно ниже заданного значения. Такимобразом, при позиционном законе регулирования возможны значительныеколебания температуры около заданного значения.Этот недостаток можно уменьшить или даже вовсе устранить, применяяпропорционально-интегрально-дифференциальный закон регулирования (ПИДзакон). ПИД предполагает уменьшение мощности, подаваемой на нагреватель,по мере приближения температуры объекта к заданной температуре.

Крометого, в установившемся режиме регулирования по ПИД закону находитсявеличина тепловой мощности, необходимой для компенсации тепловых потерьи поддержания заданной температуры.Пропорционально - интегрально-дифференциальный закон регулированияобеспечивает значительно более высокую точность поддержания температуры,чем позиционный. Мощность N, которая должна выделяться нагревателем,выраженная в процентах от его максимальной мощности, рассчитывается поформуле:tN=1001dT(∆ T +∆ Tdt − Kd)∫KpKi 0dtгде Kp, Ki, Kd - пропорциональный, интегральный и дифференциальныйкоэффициенты регулирования соответственно (ПИД коэффициенты).Первое слагаемое в выражении (пропорциональная составляющая) прямопропорционально «невязке» ∆ Т= Тус – Т – разности температурной уставки Туси измеренного значения температуры Т.

Его смысл состоит в том, что при«невязке» ∆ Т=Кр (в оС) регулятор начнет снижать мощность.Второе слагаемое в установившемся режиме регулирования равно1величине тепловой мощности, необходимой для компенсации тепловых потерьпри ∆Т=0.Третья составляющая пропорциональна скорости изменения температурыс обратным знаком и должна препятствовать резким изменениям температурыобъекта (дифференциальная составляющая).Для того, чтобы достичь высокого качества регулирования температурынеобходимо правильно настроить регулятор – задать три коэффициента.Коэффициенты ПИД регулирования в приборах Термодат могут быть найденыавтоматически при запуске режима автонастройки, но могут быть заданыналадчиком оборудования в режиме ручной настройки прибора.

Нахождение инастройка коэффициентов требует от пользователя опыта. Рекомендации понастройке даются в специальной технической и научной литературе. Здесь мыприведём варианты настройки ПИД закона регулирования по методу ЗиглераНиколсона.Метод проб и ошибокПИД коэффициенты при использовании метода проб и ошибокподбираются по отдельности, чтобы наблюдать влияние каждого из них. Этотпроцесс является достаточно трудоёмким, так как требует проведениянекоторого количества испытаний.1.

Установите температуру регулирования, близкую к той, при которойбудет работать печь.2. Включите режим регулирования с произвольным пропорциональнымкоэффициентом Kp (например, 20), интегральным коэффициентом Ki=«выключено», Kd=0. Если объект не подвергается динамичным внешнимтепловым воздействиям, дифференциальный коэффициент можно будет ивпоследствии оставить равным 0, либо подобрать его в последнююочередь.3. Подождите, когда температура достигнет установившегося значения илиустановившихся колебаний. Время установления зависит от объектанагрева, его теплоемкости, теплоотдачи, свойств нагревателя.4. Если в установившемся режиме отсутствуют колебания температуры(установившаяся температура в этом случае всегда будет меньшетемпературы регулирования), уменьшайте Kp до тех пор, пока неначнутся заметные температурные колебания обязательно спревышением температурной уставки. .5.

Если в установившемся режиме уже наблюдаются колебаниятемпературы, увеличивайте Kp до тех пор, пока колебания температурыне прекратятся.6. Запишите критическое значение пропорционального коэффициента Кркрпри котором появляются температурные колебания (пункт 4) илипрекращаются (пункт 5).27. Измерьте и запишите период температурных колебаний τ после ихпоявления (пункт 4) или перед их прекращением (пункт 5).8. Установите значения коэффициентов Kp, Ki, Kd в соответствии стаблицей.ТипрегулированияПропорциональны Интегральныйй коэффициент Kp коэффициент KiДефференциальныйкоэффициент KdТолько P2*КркрВыключеноВыключеноP+I2.2*Кркр0,8*τВыключеноP+I+D1.7*Кркр0.5*τ0.12*τТангенциальный метод нахождения ПИД коэффициентовВ тангенциальном методе для нахождения ПИД коэффициентовиспользуется кривая начального разогрева объекта.1.

В режиме ручного управления контроллера задается некоторое значениемощности на нагрузке (приборы Термодат позволяют это сделать).Значение мощности должно быть таким, чтобы установившаясятемпература не превысила допустимого значения. Нужно дождатьсяустановления температуры Т1 в этомрежиме и в некоторый момент временискачком изменить значение мощности(например: на 5%).

Записать процессизменения температуры (на компьютере,на самописце или по точкам, вручную)до установления нового устоявшегосязначения температуры Т2.2. Провести касательную к полученнойкривой в точке, где наклон касательнойбудет максимален.3. Определить «мёртвое» время процессакак промежуток времени, прошедший смомента изменения мощности домомента времени, определяемого точкойпересечения касательной и среднейлинии температуры первого устойчивогосостояния Т1.4. Определить величину относительногонаклона касательной по формуле:3К=∆Т ∆t,∆NгдеΔT – изменение температуры в ºС,Δt – соответствующее изменение времени в секундах,ΔN – изменение мощности в %.5. Установите значения коэффициентов Kp, Ki, Kd в соответствии с таблицей.ТипрегулированияПропорциональный Интегральный Дефференциальныйкоэффициент Kpкоэффициент Ki коэффициент KdТолько P100*τ м * KВыключеноВыключеноP+I111*τ м * K3.3∗τ мВыключеноP+I+D83*τ м * K2∗τ м0.25*τ мУдобный метод нахождения ПИД коэффициентов для электропечейсреднего размера1.

НазначитьуставкуТус,равнойтемпературерегулирования (или 0.7Тус,если перегрев во времянастройки нежелателен, а онможет быть значительным).2. Включитьпозиционныйрежим регулирования.3. В установившемся режимеколебанийтемпературыизмерить период τ колебанийтемпературы (время междусоседними максимальнымиилиминимальнымизначениямитемпературы).Измерить также полный размах колебаний температуры ΔТ=Тmax-Тmin(разность максимального и минимального значений температуры).4.

Установите значения коэффициентов Kp, Ki, Kd в соответствии стаблицей. Параметр «Ограничение ПИД» или «Зона» (если он есть вприборе) сделать равным Kp.ТипрегулированияПропорциональны Интегральныйй коэффициент Kp коэффициент KiДефференциальныйкоэффициент KdТолько P1.4* ΔТВыключеноВыключеноP+I1.6* ΔТ2.4*τВыключено4P+I+D1.2* ΔТ1.5*τ0.2*τЗаключение. Как уже говорилось, приборы Термодат с ПИДрегулированием позволяют подобрать ПИД коэффициетны в режимеавтоматической настройки. Но в некоторых случаях эта процедура не приводитк успеху, например, в случае очень инерционных печей или для печей сизменяющейся во времени загрузкой.Для этих случаев в данной статье приведены три метода настройки ПИДкоэффициентов «вручную».

В специальной технической и научной литературеможно найти и другие методы. Нахождение и настройка ПИД коэффициентовсложный и трудоёмкий процесс. Как видно из описания методов, в каждом изних нужно построить один или несколько графиков процесса изменениятемпературы. Делать это с секундомером и листком бумаги утомительно инепродуктивно, особенно в случаеинерционных печей, где тестовыеэксперименты могут продолжаться несколько часов. Даже для одного и того жеобъекта процедуру настройки ПИД регулятора следует повторять, еслиизменились параметры объекта (например, загрузка печи) или значительноизменилась рабочая температура.Приборы Термодат с архивом и интерфейсом позволяют существенноупростить этот процесс.

Компьютерная программа позволяет организоватьавтоматический опрос прибора, наблюдать и распечатывать графиктемпературы. Другой вариант использования архивной памяти приборовТермодат: измеренная температура записывается во встроенную Flash памятьприбора с привязкой к реальному времени, затем «скачивается» на компьютерпо интерфейсу, где и представляется в виде таблиц или графиков длядальнейшей обработки.© ООО НПП Системы контроля5.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов учебной работы