Употреба ПИД контролера у системима аутоматизације на примеру ТРМ148 ОВЕН

Аутоматско подешавање, систем подешавања

Аутоматско управљање је врста аутоматске контроле. Одржавање константности одређене вредности која карактерише технолошки процес, или његова промена по датом закону, врши се мерењем стања контролисаног објекта или сметњи утицајем на регулационо тело објекта.

Да би се извршила аутоматска регулација, на инсталацију која се регулише повезује се скуп уређаја, чија се комбинација назива регулатор.

На основу мерења једне или више варијабли које карактеришу процес, контролер утиче на процес тако што мења једну или више контролних радњи, одржавајући задату вредност контролисане променљиве.

Контролни систем — систем дизајниран да одржава дати закон промене одређене физичке величине назива се контролисана величина.Задата вредност контролисане променљиве може бити константна, или може бити функција времена или неке друге променљиве.

У процесу регулације, контролисана вредност се упоређује са задатом вредношћу, а у присуству одступања контролисане вредности од задате вредности, регулационо дејство улази у објекат управљања, враћајући контролисану вредност.

Регулаторну радњу особа може унети ручно. Ако се мерење контролисане варијабле и увођење контролног дејства врше инструментима, без људске интервенције, онда се систем управљања назива аутономним системом.

Поред контролног дејства, на системе управљања утичу и поремећаји који узрокују одступање контролисане променљиве од задате вредности и појаву грешака у управљању.

По природи промене управљачког дејства, управљачки системи се деле на системе аутоматске стабилизације (управљачко дејство је константна вредност или је дата функција времена програмираног управљачког система) и серво системе (промена управљачког система). радња је одређена претходно непознатом контролном радњом) ).

ПИД контролери

ПИД контролер је готов уређај који ће омогућити кориснику да имплементира софтверски алгоритам за управљање једном или другом опремом аутоматизованог система. Изградња и конфигурисање регулационих (контролних) система постаје много лакше ако користите готове уређаје као што је универзални ПИД контролер ТРМ148 за 8 канала компаније ОВЕН.

Рецимо да морате аутоматизовати одржавање правих климатских услова у стакленику: узети у обзир температуру земљишта у близини корена биљака, ваздушни притисак, влажност ваздуха и тла и одржавати наведене параметре. кроз контролу Грејач и фанови. Не може бити лакше, само подесите ПИД контролер.

Хајде да се прво подсетимо шта је ПИД контролер? ПИД контролер је посебан уређај који континуално рафинира излазне параметре на три начина: пропорционални, интегрални и диференцијални, а почетни параметри су улазни параметри добијени од сензора (притисак, влажност, температура, осветљеност, итд.).

Улазни параметар се доводи на улаз ПИД контролера са сензора, на пример сензора влажности. Регулатор прима вредност напона или струје, мери је, затим врши прорачуне према свом алгоритму и на крају шаље сигнал на одговарајући излаз, услед чега аутоматизовани систем добија контролно дејство. Смањена је влага у земљишту - заливање је било укључен на неколико секунди.

Циљ је да се постигне вредност влажности коју дефинише корисник. Или на пример: осветљење се смањило - укључите фитолампе на биљкама итд.

ПИД контрола

У ствари, иако све изгледа једноставно, математика унутар регулатора је компликованија, не дешава се све у једном кораку. Након што је наводњавање укључено, ПИД контролер поново мери, мерећи колико се улазна вредност сада променила - ово је контролна грешка.Следећа радња на драјву ће сада бити исправљена, узимајући у обзир измерену грешку подешавања, и тако даље у сваком контролном кораку док се не достигне циљ — кориснички дефинисани параметар.

У регулацију су укључене три компоненте: пропорционална, интегрална и диференцијална. Свака компонента има свој степен важности у сваком конкретном систему, и што је већи допринос ове или оне компоненте, то је битније мењати у процесу регулације.

Пропорционална компонента је најједноставнија, што је промена већа, то је већи коефицијент (пропорционалности у формули), а за смањење утицаја довољно је једноставно смањити коефицијент (множилац).

Рецимо да је влажност земљишта у стакленику много нижа од задате тачке - тада би време заливања требало да буде онолико колико је тренутна влага нижа од задате тачке. Ово је груб пример, али принцип је отприлике исти.

Интегрална компонента — потребно је побољшати тачност управљања на основу претходних контролних догађаја: претходне грешке се интегришу и на њима се врши корекција како би се на крају добила нулта девијација у будућој контроли.

И на крају, диференцијална компонента. Овде се разматра стопа промене контролисане варијабле. Без обзира да ли се задата вредност мења глатко или нагло, регулација не сме да доведе до превеликих одступања вредности током регулације.

Остаје да изаберете уређај за ПИД контролу. Данас их има много на тржишту, постоје вишеканални који вам омогућавају да промените неколико параметара одједном, као у горњем примеру са стаклеником.

Погледајмо уређај регулатора на примеру универзалног ПИД регулатора ТРМ148 компаније ОВЕН.

Осам улазних сензора шаље сигнале на одговарајуће улазе. Сигнали се скалирају, филтрирају, коригују, њихове вредности се могу видети на дисплеју пребацивањем помоћу дугмади.

Излази уређаја се производе у различитим модификацијама у потребним комбинацијама следећег:

• релеј 4 А 220 В;

• транзисторски оптокаплери н-п-н-тип 400 мА 60 В;

• триак оптокаплери 50 мА 300 В;

• ДАЦ «параметар — струја 4 … 20 мА»;

• ДАЦ «параметар-напон 0 … 10 В»;

• 4 … 6 В 100 мА полупроводнички релејни контролни излаз.

Дакле, контролна акција може бити аналогна или дигитална. Дигитални сигнал — то су импулси променљиве ширине, и аналогни — у облику непрекидног наизменичног напона или струје у униформном опсегу: од 0 до 10 В за напон и од 4 до 20 мА — за струјни сигнал.

Ови излазни сигнали се користе само за управљање актуаторима, рецимо пумпом система за наводњавање или релејем који укључује и искључује грејни елемент или мотором за управљање вентилом актуатора. На контролној табли постоје индикатори сигнала.

За интеракцију са рачунаром, ТПМ148 регулатор је опремљен РС-485 интерфејсом који омогућава:

• конфигуришите уређај на рачунару (софтвер за конфигурацију се добија бесплатно);

• преносити у мрежу тренутне вредности измерених вредности, излазну снагу регулатора, као и све програмабилне параметре;

• примају оперативне податке из мреже за генерисање контролних сигнала.