Som en VFD -leverantör (variabel frekvensdrivning) blir jag ofta frågad om de olika funktionerna och komponenterna i våra produkter. En av de mest avgörande aspekterna som spelar en viktig roll i utförandet av en VFD är PID (proportionell - integrerad - derivat) kontroll. I det här blogginlägget ska jag fördjupa funktionen av PID -kontroll i en VFD och förklara varför det är så viktigt.
Förstå grunderna i VFD
Innan vi hoppar in i detaljerna om PID -kontroll, låt oss kort förstå vad en VFD är. En VFD är en elektronisk anordning som styr hastigheten på en växelströmsmotor genom att variera frekvensen och spänningen som levereras till motorn. Det erbjuder flera fördelar som energibesparingar, förbättrad processkontroll och minskad mekanisk stress på motorn och ansluten utrustning.
Vad är PID -kontroll?
PID -kontroll är en allmänt använt kontrollalgoritm i industriell automatisering. Den använder tre grundläggande kontrolllägen - proportionell, integrerad och derivat - för att beräkna ett felvärde mellan ett börvärde (önskat värde) och en processvariabel (det verkliga värdet). Kontrollern justerar sedan utgången för att minimera detta fel.
Proportionell kontroll
Den proportionella termen i PID -kontroll beräknar felet mellan börvärdet och processvariabeln och multiplicerar det med en proportionell förstärkning (KP). Produktionens utgång är direkt proportionell mot felet. Ett högre KP -värde kommer att resultera i en större korrigering för ett givet fel, men det kan också leda till överskridande och instabilitet om den är för hög.
Integrerad kontroll
Den integrerade termen ackumuleras felet över tid. Det sammanfattar alla tidigare fel och multiplicerar summan med en integrerad vinst (KI). Den integrerade åtgärden hjälper till att eliminera stabila tillståndsfel som den proportionella styrenheten kanske inte kan korrigera. Men om den integrerade förstärkningen är inställd för hög kan det få systemet att bli instabilt och oscillat.
Derivatkontroll
Derivattermen beräknar felhastigheten för felet. Det multiplicerar derivatet av felet med avseende på tid med en derivatförstärkning (KD). Derivatåtgärden hjälper till att förutsäga framtida fel och ger en korrigerande åtgärd i förväg. Det kan minska överskotten och förbättra systemets stabilitet, särskilt i system med hög tröghet.
Funktion av PID -kontroll i en VFD
Hastighetskontroll
En av de primära funktionerna för PID -kontroll i en VFD är hastighetskontroll. I många industriella applikationer är det viktigt att upprätthålla en konstant motorhastighet. I transportsystem garanterar till exempel en konstant hastighet ett jämnt flöde av material. VFD med PID -kontroll kan kontinuerligt övervaka motorhastigheten (processvariabel) och jämföra den med önskad hastighet (börvärde). Om det finns en skillnad mellan de två kommer PID -styrenheten att justera frekvensen och spänningen som levereras till motorn för att återföra hastigheten till börvärdet.
Anta att vi har ett transportsystem där börvärdshastigheten är 1000 varv / minut. På grund av förändringar i lasten kan den faktiska hastigheten sjunka till 950 rpm. PID -styrenheten i VFD kommer att upptäcka detta fel och öka frekvensen och spänningen som levereras till motorn för att öka hastigheten tillbaka till 1000 varv / minut.
Tryckkontroll
I applikationer som pumpar och kompressorer är tryckkontroll viktigt. En VFD med PID -kontroll kan användas för att upprätthålla ett konstant tryck i ett system. Till exempel, i ett vattenförsörjningssystem, kan PID -styrenheten övervaka vattentrycket (processvariabel) och justera pumpmotorns hastighet i enlighet därmed. Om trycket sjunker under börvärdet kommer styrenheten att öka motorhastigheten för att öka trycket, och om trycket är för högt kommer det att minska motorhastigheten.
Låt oss säga att börvärdstrycket i ett vattenförsörjningssystem är 50 psi. Om det faktiska trycket sjunker till 45 psi kommer PID -styrenheten i VFD att öka pumpmotorhastigheten för att höja trycket tillbaka till 50 psi.
Temperaturkontroll
I vissa industriella processer är temperaturkontroll avgörande. En VFD kan användas i samband med ett uppvärmnings- eller kylsystem för att upprätthålla en konstant temperatur. PID -styrenheten övervakar temperaturen (processvariabel) och justerar fläktens eller kompressormotorns hastighet för att hålla temperaturen vid börvärdet.
I en livsmedelsförädlingsanläggning är till exempel börvärdetemperaturen för ett förrådsrum 5 ° C. Om den faktiska temperaturen stiger till 7 ° C kommer PID -styrenheten i VFD att öka hastigheten på kylkompressorn för att sänka temperaturen tillbaka till 5 ° C.
Fördelar med att använda PID -kontroll i en VFD
Förbättrad processkontroll
PID -kontroll möjliggör exakt och korrekt kontroll av processvariabeln. Det kan snabbt svara på förändringar i belastningen eller andra störningar och upprätthålla önskat börvärde. Detta leder till bättre produktkvalitet och konsistens i industriella processer.
Energibesparing
Genom att justera motorhastigheten enligt de faktiska kraven i processen kan en VFD med PID -kontroll spara en betydande mängd energi. I ett pumpsystem, istället för att köra pumpen i full hastighet hela tiden, kan PID -styrenheten minska hastigheten när efterfrågan på vatten är låg, vilket resulterar i energibesparingar.
Minskat slitage
Eftersom PID -styrenheten kan upprätthålla ett stabilt driftstillstånd minskar den den mekaniska spänningen på motor och ansluten utrustning. Detta leder till mindre slitage, livslängd för längre utrustning och lägre underhållskostnader.
Våra VFD -produkter med PID -kontroll
Hos vårt företag erbjuder vi ett brett utbud av VFD: er med avancerad PID -kontrollfunktionalitet. VårFrekvensdrivkraftär utformad för att ge exakt kontroll i olika applikationer. Den har användar - vänliga inställningar som möjliggör enkel justering av PID -parametrarna.
Vi har ocksåVFD enfas till 3 fasProdukter som är lämpliga för applikationer där en enda fas strömförsörjning är tillgänglig men en tre -fasmotor krävs. Dessa VFD: er har PID -kontroll för att säkerställa stabil och effektiv drift.
För större applikationer, våra18,5 kW VFDär ett bra val. Den kan hantera kraftmotorer med hög kraft och ger utmärkt PID -kontroll för hastighet, tryck eller temperaturreglering.
Slutsats
PID -kontroll är en viktig funktion i en VFD som erbjuder många fördelar när det gäller processkontroll, energibesparingar och utrustningslängd. Oavsett om du behöver styra hastigheten på en motor, upprätthålla ett konstant tryck eller reglera temperaturen, kan en VFD med PID -kontroll ge lösningen.
Om du är intresserad av våra VFD -produkter med PID -kontroll eller har några frågor om hur de kan användas i din applikation, skulle vi gärna höra från dig. Kontakta oss för att starta en diskussion om dina specifika krav och utforska hur våra produkter kan tillgodose dina behov.
Referenser
- Ogata, Katsuhiko. "Modern kontrollteknik." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. och Robert H. Bishop. "Moderna kontrollsystem." Pearson, 2017.