비례 - 적분 - 미분 제어를 나타내는 PID 제어는 가변 주파수 드라이브 (VFD)에서 널리 사용되는 제어 알고리즘입니다. VFD 공급 업체는 다양한 응용 프로그램에서 최적의 성능을 달성하기 위해 PID 제어 매개 변수를 올바르게 구성하는 것의 중요성을 이해합니다. 이 블로그에서는 VFD에서 이러한 매개 변수를 구성하는 방법에 대한 통찰력을 공유하겠습니다.
VFD의 PID 제어의 기본 사항 이해
구성 프로세스에 뛰어 들기 전에 PID 제어 알고리즘의 각 구성 요소가 VFD에서 수행하는 작업을 이해해야합니다.
비례 (p) 항은 설정 점과 프로세스 변수 사이의 전류 오차에 비례합니다. 비례 적 이득이 많으면 시스템이 오류에 더 빨리 응답하게됩니다. 그러나 게인이 너무 커지면 오버 슈트와 불안정성이 발생할 수 있습니다.
적분 (i) 용어는 시간이 지남에 따라 오류를 축적합니다. 정상 상태 오류를 제거하는 데 도움이됩니다. 이는 약간의 상수 오류가 있더라도 적분 용어가 출력을 점차적으로 조정하여 프로세스 변수를 설정 점에 더 가깝게 만듭니다. 그러나 큰 통합 이득으로 인해 시스템이 불안정 해져 진동이 발생할 수 있습니다.
미분 (D) 항은 오차의 변화율에 기초합니다. 미래의 오류를 예상하고 진동을 약화시키고 시스템의 안정성을 향상시키는 데 도움이됩니다. 그러나, 파생 용어는 노이즈에 민감하며, 큰 파생 상승은 노이즈를 증폭시키고 불안정성을 유발할 수 있습니다.
1 단계 : 초기 매개 변수 추정
구성 프로세스를 시작할 때 PID 매개 변수에 대한 초기 추정치가있는 것이 좋습니다. 많은 VFD에는 일반 응용 프로그램에 적합한 기본 PID 매개 변수 값이 있습니다. 이러한 가치는 종종 일반적인 산업 관행을 기반으로합니다.
비례 이득 (KP)의 경우, 일반적인 출발점은 상대적으로 낮은 값으로 설정하는 것입니다. 이를 통해 시스템은 과도한 오버 슈트를 유발하지 않고 오류에 응답 할 수 있습니다. 경험의 좋은 규칙은 작은 오류에 대한 적당한 응답을 제공하는 값으로 시작하는 것입니다.
적분 시간 (TI)은 처음에 비교적 긴 값으로 설정할 수 있습니다. 통합 시간이 길다는 것은 통합 동작이 느려서 과도한 교정을 피하는 데 도움이된다는 것을 의미합니다.
미분 시간 (TD)은 처음에 0 또는 매우 작은 값으로 설정할 수 있습니다. 미분 항은 노이즈에 민감하기 때문에 작은 값으로 시작하면 노이즈를 증폭시키고 불안정성을 유발합니다.
2 단계 : 비례 이득을 조정합니다
초기 추정치가 있으면 다음 단계는 비례 이득을 조정하는 것입니다. 시스템의 응답을 관찰하면서 비례 이득을 점차적으로 증가시켜이를 수행 할 수 있습니다.
세트 포인트에 작은 단계 변경을 적용하여 시작하십시오. 비례 이득을 늘리면 시스템이 설정 점 변경에 더 빨리 반응한다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 게인이 너무 커지면 시스템이 설정 점을 오버 슈트하여 진동하기 시작할 수 있습니다.
목표는 과도한 오버 슈트없이 빠른 응답을 제공하는 비례 이득의 가치를 찾는 것입니다. 오실로스코프 또는 VFD의 모니터링 기능을 사용하여 공정 변수 및 VFD의 출력을 관찰 할 수 있습니다.
3 단계 : 적분 시간 조정
비례 게인을 조정 한 후에는 적분 시간을 조정해야합니다. 적분 항은 정상 상태 오류를 제거하는 데 사용됩니다.
시스템이 해결 된 후 설정 점과 프로세스 변수 사이에 일정한 오차가있는 경우, 이는 적분 동작이 충분히 강하지 않음을 의미합니다. 통합 시간을 줄이면 적분 게인을 높이고 정상 상태 오류의 제거 속도를 높일 수 있습니다.
그러나 통합 시간을 너무 많이 줄이지 않도록주의하십시오. 매우 짧은 통합 시간으로 인해 시스템이 불안정 해져 진동으로 이어질 수 있습니다. 통합 시간을 조정하고 불안정성을 유발하지 않고 정상 상태 오류를 제거하는 값을 찾을 때 시스템의 응답을 관찰하십시오.
4 단계 : 미세 - 파생 시간을 조정합니다
파생어 용어는 시스템의 안정성을 향상시키고 진동을 약화시키는 데 사용됩니다. 비례 및 적분 항을 조정 한 후 시스템이 진동하는 경우 파생 시간을 늘릴 수 있습니다.
그러나, 앞에서 언급했듯이, 파생 용어는 노이즈에 민감하다. 따라서 매우 작은 가치로 시작하여 시스템의 응답을 모니터링하면서 점차적으로 증가하십시오. 파생 시간을 늘리면 진동이 줄어 듭니다. 그러나 파생 시간이 너무 커지면 소음 증폭으로 인해 시스템이 느려지거나 불규칙하게 반응하기 시작할 수 있습니다.
실질적인 고려 사항
실제 - 세계 애플리케이션에서는 VFD에서 PID 제어 매개 변수를 구성 할 때 몇 가지 실질적인 고려 사항이 있습니다.
로드 특성: 다른 하중마다 관성, 마찰 및 댐핑과 같은 특성이 다릅니다. 예를 들어, 높은 관성 부하는 낮은 관성 부하와 비교하여 느린 응답과 다른 PID 매개 변수가 필요합니다. PID 매개 변수를 조정할 때로드 특성을 고려해야합니다.
소음과 교란: 시스템의 소음과 교란은 PID 제어의 성능에 영향을 줄 수 있습니다. 앞에서 언급했듯이, 파생 용어는 특히 노이즈에 민감합니다. 시스템에 대한 노이즈의 영향을 줄이기 위해 필터 또는 기타 기술을 사용해야 할 수도 있습니다.
안전 및 보호: PID 매개 변수를 조정할 때 시스템이 안전하고 보호되는지 확인하는 것이 중요합니다. 오버 전류, 오버 전압 및 기타 위험한 조건을 방지하기 위해 VFD의 출력에 대한 적절한 한계를 설정해야합니다.
VFD 제품 및 PID 기능
VFD 공급 업체로서 우리는 다양한 응용 프로그램에 적합한 광범위한 제품을 제공합니다. 우리의3 상 모터의 주파수 구동3 단계 모터를 정확하게 제어하도록 설계되었습니다. 응용 프로그램의 특정 요구 사항을 충족하도록 쉽게 구성 할 수있는 고급 PID 제어 기능이 있습니다.
우리의야외 VFD가혹한 환경 조건을 견딜 수 있도록 만들어졌습니다. 도전적인 야외 환경에서도 안정적인 작동을 보장하는 강력한 PID 제어 알고리즘이 제공됩니다.
그만큼인버터 드라이브우리는 공급이 높은 효율과 유연성으로 유명합니다. 인버터 드라이브의 PID 제어 매개 변수는 다양한 유형의 하중의 성능을 최적화하기 위해 조정할 수 있습니다.
결론
VFD에서 PID 제어 매개 변수를 구성하는 것은 최적의 성능을 달성하기위한 중요한 단계입니다. PID 제어의 기본 사항을 이해하고 초기 추정치부터 시작하여 각 매개 변수를 신중하게 조정하면 VFD 시스템이 빠르고 정확하며 안정적으로 응답 할 수 있습니다.
VFD 제품에 관심이 있고 PID 제어 구성 또는 기타 기술적 측면에 대한 자세한 정보가 필요한 경우 조달 토론을 위해 문의하십시오. 올바른 VFD를 선택하고 특정 응용 프로그램에 대한 PID 매개 변수 구성을 도울 수있는 전문가 팀이 있습니다.
참조
- Ogata, K. (2010). 현대 제어 엔지니어링. 프렌 티스 홀.
- Åström, KJ 및 Murray, RM (2010). 피드백 시스템 : 과학자와 엔지니어를위한 소개. 프린스턴 대학 출판부.