Als VFD -Lieferant (Variable Frequency Drive) werde ich häufig nach den verschiedenen Funktionen und Komponenten unserer Produkte gefragt. Einer der wichtigsten Aspekte, die eine wichtige Rolle bei der Leistung eines VFD spielen, ist die PID -Kontrolle (proportional - integral - Derivat). In diesem Blog -Beitrag werde ich mich mit der Funktion der PID -Kontrolle in einem VFD befassen und erklären, warum es so wichtig ist.
Verständnis der Grundlagen von VFD
Bevor wir uns mit den Details der PID -Kontrolle einlassen, verstehen wir kurz, was ein VFD ist. Ein VFD ist ein elektronisches Gerät, das die Geschwindigkeit eines Wechselstrommotors steuert, indem die am Motor gelieferte Frequenz und Spannung variiert. Es bietet mehrere Vorteile wie Energieeinsparungen, verbesserte Prozesskontrolle und verringerte mechanische Belastung des Motors und der angeschlossenen Geräte.
Was ist PID -Kontrolle?
Die PID -Steuerung ist ein weit verbreiteter Steueralgorithmus in der industriellen Automatisierung. Es verwendet drei grundlegende Kontrollmodi - proportional, integral und abgeleitet -, um einen Fehlerwert zwischen einem Sollwert (dem gewünschten Wert) und einer Prozessvariablen (dem tatsächlichen Wert) zu berechnen. Der Controller passt dann den Ausgang an, um diesen Fehler zu minimieren.
Proportionalkontrolle
Der proportionale Term in der PID -Steuerung berechnet den Fehler zwischen dem Sollwert und der Prozessvariablen und multipliziert ihn mit einer proportionalen Verstärkung (KP). Die Ausgabe des proportionalen Controllers ist direkt proportional zum Fehler. Ein höherer KP -Wert führt zu einer größeren Korrektur für einen bestimmten Fehler, kann jedoch auch zu Überschwingen und Instabilität führen, wenn sie zu hoch eingestellt sind.
Integrale Kontrolle
Der integrale Term akkumuliert den Fehler im Laufe der Zeit. Es fasst alle früheren Fehler zusammen und multipliziert die Summe mit einem integrierten Gewinn (KI). Die integrale Aktion hilft, stetige Zustandsfehler zu beseitigen, die der proportionale Controller möglicherweise nicht korrigieren kann. Wenn der integrale Verstärkung jedoch zu hoch eingestellt ist, kann das System instabil und oszillieren.
Derivatkontrolle
Der abgeleitete Term berechnet die Änderungsrate des Fehlers. Es multipliziert die Ableitung des Fehlers in Bezug auf die Zeit mit einem Derivatgewinn (KD). Die abgeleitete Aktion hilft bei der Vorhersage zukünftiger Fehler und liefert im Voraus eine Korrekturmaßnahme. Es kann das Überschwingen verringern und die Stabilität des Systems verbessern, insbesondere in Systemen mit hoher Trägheit.
Funktion der PID -Kontrolle in einem VFD
Geschwindigkeitskontrolle
Eine der Hauptfunktionen der PID -Steuerung in einem VFD ist die Geschwindigkeitskontrolle. In vielen industriellen Anwendungen ist die Aufrechterhaltung einer konstanten Motordrehzahl von entscheidender Bedeutung. Beispielsweise sorgt eine konstante Geschwindigkeit in Fördersystemen für einen reibungslosen Materialfluss. Die VFD mit PID -Steuerung kann die Motordrehzahl (Prozessvariable) kontinuierlich überwachen und mit der gewünschten Geschwindigkeit (Sollwert) vergleichen. Wenn es einen Unterschied zwischen den beiden gibt, passt der PID -Controller die Frequenz und Spannung an den Motor ein, um die Geschwindigkeit wieder auf den Sollwert zu bringen.
Angenommen, wir haben ein Fördersystem, bei dem die Sollwertgeschwindigkeit 1000 U / min beträgt. Aufgrund von Änderungen der Last kann die tatsächliche Geschwindigkeit auf 950 U / min sinken. Der PID -Controller im VFD erkennt diesen Fehler und erhöht die dem Motor versorgte Frequenz und Spannung, um die Geschwindigkeit auf 1000 U / min zu erhöhen.
Druckregelung
In Anwendungen wie Pumpen und Kompressoren ist die Druckregelung unerlässlich. Ein VFD mit PID -Kontrolle kann verwendet werden, um einen konstanten Druck in einem System aufrechtzuerhalten. Beispielsweise kann der PID -Controller in einem Wasserversorgungssystem den Wasserdruck (Prozessvariable) überwachen und die Geschwindigkeit des Pumpenmotors entsprechend einstellen. Wenn der Druck unter den Sollwert fällt, erhöht der Controller die Motordrehzahl, um den Druck zu steigern, und wenn der Druck zu hoch ist, verringert er die Motordrehzahl.
Nehmen wir an, der Sollwert in einem Wasserversorgungssystem beträgt 50 psi. Wenn der tatsächliche Druck auf 45 psi sinkt, erhöht der PID -Controller in der VFD die Pumpenmotordrehzahl, um den Druck auf 50 psi wieder zu erhöhen.
Temperaturregelung
In einigen industriellen Prozessen ist die Temperaturkontrolle von entscheidender Bedeutung. Ein VFD kann in Verbindung mit einem Heiz- oder Kühlsystem verwendet werden, um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten. Der PID -Controller überwacht die Temperatur (Prozessvariable) und passt die Geschwindigkeit des Lächer- oder Kompressormotors an, um die Temperatur am Sollwert zu halten.
In einer Lebensmittelverarbeitungsanlage beträgt die Solltemperatur für einen Lagerraum beispielsweise 5 ° C. Wenn die tatsächliche Temperatur auf 7 ° C steigt, erhöht der PID -Controller in der VFD die Geschwindigkeit des Kühlkompressors auf 5 ° C zurück.
Vorteile der Verwendung der PID -Kontrolle in einem VFD
Verbesserte Prozesskontrolle
Die PID -Steuerung ermöglicht eine präzise und genaue Kontrolle der Prozessvariablen. Es kann schnell auf Änderungen der Last oder anderer Störungen reagieren und den gewünschten Sollwert beibehalten. Dies führt zu einer besseren Produktqualität und -konsistenz in industriellen Prozessen.
Energieeinsparung
Durch die Einstellung der Motordrehzahl entsprechend den tatsächlichen Anforderungen des Prozesses kann ein VFD mit PID -Kontrolle eine erhebliche Menge an Energie einsparen. In einem Pumpensystem kann der PID -Controller beispielsweise die Pumpe ständig mit voller Geschwindigkeit ausführen, wenn der Bedarf an Wasser niedrig ist, was zu Energieeinsparungen führt.
Reduzierter Abnutzung
Da der PID -Controller einen stabilen Betriebszustand aufrechterhalten kann, verringert er die mechanische Spannung des Motors und der angeschlossenen Geräte. Dies führt zu weniger Verschleiß, einer längeren Lebensdauer der Ausrüstung und einer geringeren Wartungskosten.
Unsere VFD -Produkte mit PID -Kontrolle
In unserem Unternehmen bieten wir eine breite Palette von VFDs mit fortschrittlicher PID -Kontrollfunktionalität an. UnserFrequenzantriebsreglerist so konzipiert, dass es in verschiedenen Anwendungen eine präzise Kontrolle liefert. Es hat Benutzer - freundliche Einstellungen, die eine einfache Einstellung der PID -Parameter ermöglichen.
Wir haben auchVFD Einphase bis 3 PhaseProdukte, die für Anwendungen geeignet sind, bei denen eine einzelne Phasenleistung erhältlich ist, aber ein Phasenmotor von drei Phasen ist erforderlich. Diese VFDs sind mit der PID -Kontrolle geliefert, um einen stabilen und effizienten Betrieb zu gewährleisten.
Für größere Anwendungen unsere unsere18,5 kW VFDist eine gute Wahl. Es kann mit hohen Leistungsmotoren umgehen und bietet eine hervorragende PID -Steuerung für Geschwindigkeit, Druck oder Temperaturregulierung.
Abschluss
Die PID -Kontrolle ist eine wichtige Funktion in einer VFD, die zahlreiche Vorteile in Bezug auf die Prozesskontrolle, Energieeinsparungen und die Langlebigkeit der Ausrüstung bietet. Unabhängig davon, ob Sie die Geschwindigkeit eines Motors steuern, einen konstanten Druck beibehalten oder die Temperatur regulieren müssen, kann ein VFD mit PID -Steuerung die Lösung liefern.
Wenn Sie an unseren VFD -Produkten mit PID -Kontrolle interessiert sind oder Fragen dazu haben, wie sie in Ihrer Anwendung verwendet werden können, würden wir gerne von Ihnen hören. Kontaktieren Sie uns, um eine Diskussion über Ihre spezifischen Anforderungen zu beginnen und zu untersuchen, wie unsere Produkte Ihren Anforderungen entsprechen können.
Referenzen
- Ogata, Katsuhiko. "Moderne Control Engineering." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. und Robert H. Bishop. "Moderne Steuerungssysteme." Pearson, 2017.