ГлавнаяКарта сайтаПечатьE-mail
КонтрАвт
Увлекая к успеху
Поиск продукции КонтрАвт
Поиск по сайту
Подписка
формаКаталог по почте
Оформите подписку и получайте по почте Каталог продукции и буклеты о Новинках


Порядок настройки ПИД-регуляторов типа Т-424, МЕТАКОН-5х3/515/613


Алексей Костерин, директор "КонтрАвт"

Настройка проводится последовательно в три этапа. На каждом этапе настраивается один из параметров, характеризующих работу ПИД-регулятора, а именно: зона пропорциональности Pb, постоянная времени интегрирования ti, постоянная времени дифференцирования td.

Этап 1. Настройка пропорциональной компоненты Pb

Перед настройкой зоны пропорциональности интегральная и дифференциальная компоненты отключаются, либо постоянная интегрирования устанавливается максимально возможной, а постоянная дифференцирования – минимально возможной. Устанавливается необходимая уставка SP. Зона пропорциональности устанавливается равной 0 (минимально возможной). В этом случае регулятор выполняет функции  двухпозиционного регулятора. Регистрируется переходная характеристика. Ее примерный вид показан на рис. 1.

Настройка пропорциональной компоненты

Установить зону пропорциональности равной размаху колебаний температуры: Pb=ΔТ. Это значение служит первым приближением для зоны пропорциональности. Следует проанализировать переходную характеристику еще раз и при необходимости скорректировать зна чение зоны пропорциональности. Возможные варианты переходных характеристик показаны на рис. 2.

Порядок настройки ПИД-регуляторов

Переходная характеристика типа 1

Значение зоны пропорциональности по-прежнему очень мало, переходная характеристика (а значит, и настройка регулятора) далека от оптимальной. Зону пропорциональности следует значительно увеличить.

Переходная характеристика типа 2

В переходной характеристике наблюдаются затухающие колебания (5-6 периодов). Если в дальнейшем предполагается использовать и дифференциальную компоненту ПИД-регулятора, то выбранное значение зоны пропорциональности является оптимальным. Для этого случая
настройка зоны пропорциональности считается законченной.

Если в дальнейшем дифференциальная компонента использоваться не будет, то рекомендуется еще увеличить зону пропорциональности так, чтобы получились переходные характеристики типа 3 или 4.

Переходная характеристика типа 3

В переходной характеристике наблюдаются небольшой выброс и быстро затухающие колебания (1 – 2 периода). Этот тип переходной характеристики обеспечивает хорошее быстродействие и быстрый выход на заданную температуру. В большинстве случаев его можно  считать оптимальным, если в системе допускаются выбросы (перегревы) при переходе с одной температуры на другую.

Выбросы устраняются дополнительным увеличением зоны пропорциональности так, чтобы получилась переходная характеристика типа 4.

Переходная характеристика типа 4

Температура плавно подходит к установившемуся значению без выбросов и колебаний. Этот тип переходной характеристики также можно считать оптимальным, однако быстродействие регулятора несколько снижено.

Переходная характеристика типа 5

Сильно затянутый подход к установившемуся значению говорит о том, что зона пропорциональности чрезмерно велика. Динамическая и статическая точность регулирования здесь мала. Следует обратить внимание на два обстоятельства. Во-первых, во всех рассмотренных выше  случаях установившееся значение температуры в системе не совпадает со значением уставки. Чем больше зона пропорциональности, тем больше остаточное рассогласование. Во-вторых, длительность переходных процессов тем больше, чем больше зона пропорциональности. Таким образом, нужно стремиться выбирать зону пропорциональности как можно меньше. Вместе с тем, остаточное рассогласование, характерное для чисто пропорциональных регуляторов (П-регуляторов), убирается интегральной компонентой регулятора.

Этап 2. Настройка дифференциальной компоненты td

Этот этап присутствует только в том случае, если применяется полнофункциональный ПИД-регулятор. Если дифференциальная компонента применяться не будет (используется пропорциональноинтегральный (ПИ) регулятор), то следует сразу перейти к этапу 3.

На этапе 1 установлена зона пропорциональности, соответствующая переходной характеристике типа 2, в которой присутствуют затухающие колебания (см. рис. 2, кривая 2, рис. 3, кривая 1). Следует установить постоянную времени дифференцирования так, чтобы переходная характеристика имела вид кривой 2 на рис. 3. В качестве первого приближения постоянная времени дифференцирования делается равной ti = 0,2Δt.

Примечательно то, что дифференциальная компонента устраняет затухающие колебания и делает переходную характеристику похожей на тип 3 (см. рис. 2). При этом зона пропорциональности меньше, чем для типа 3. Это значит, что динамическая и статическая точность регулирования при наличии дифференциальной компоненты (ПД-регулятор) может быть выше, чем для П-регулятора.

Этап 3. Настройка интегральной компоненты ti

После настройки пропорциональной компоненты (а при необходимости – и дифференциальной компоненты) получается переходная характеристика, показанная на рис. 4, кривая 1. Интегральная компонента предназначена для того, чтобы убрать остаточное  рассогласование между установившимся в системе значением температуры и уставкой. Начинать настраивать постоянную времени  интегрирования следует с величины, равной Δt.

Настройка интегральной компоненты

Переходная характеристика типа 2

Получается при чрезмерно большой величине постоянной времени интегрирования. Выход на уставку получается очень затянутым и длится примерно (3…4)ti.

Переходная характеристика типа 4

Получается при слишком малой величине постоянной времени интегрирования. Выход на уставку также длится (3…4)ti. Если постоянную времени интегрирования уменьшить еще, то в системе могут возникнуть колебания.

Переходная характеристика типа 3

Оптимальная.

Замечания

Таким образом, мы рассмотрели процесс поэтапной настройки различных компонент ПИД-регулятора. На каждом этапе контролировался вид переходной характеристики и при необходимости корректировались значения параметров ПИД-регулятора. При этом начальными значениями параметров служили параметры переходной характеристики, полученной для двухпозиционного регулятора, а именно: Pb = ΔТ; ti= Δt; td = 0.2Δt. Опыт показывает, что для большинства случаев эти значения параметров обеспечивают настройку ПИД-регулятора, близкую к оптимальной, и дальнейшая коррекция параметров не требуется.

Автонастройка ПИД-регуляторов

В ПИД-регуляторах, производимых НПФ КонтрАвт, реализован режим автоматической настройки параметров. В этом режиме регулятор выполняет двухпозиционное регулирование и по колебаниям измеренного сигнала рассчитывает параметры ПИД-регулятора, а затем автоматически переходит в режим ПИД-регулирования. Длительность настройки – один период колебаний в системе. Найденные таким образом параметры сохраняются в энергонезависимой памяти, поэтому при работе с одной и той же системой настройка производится только
один раз. При необходимости параметры могут быть скорректированы вручную оператором. Характерный вид процесса на этапах выхода
на заданный уровень, автоматической настройки и автоматического регулирования показан на рис. 5.




Copyright © 2003-2016 КонтрАвт
Телефон: +7 (831) 260-13-08 (многоканальный)
Почта: sales@contravt.ru



Powered by TreeGraph (Graphit Ltd.)