Bir VFD (değişken frekans sürücüsü) tedarikçisi olarak, genellikle ürünlerimizin çeşitli işlevleri ve bileşenleri hakkında sorulur. Bir VFD'nin performansında önemli bir rol oynayan en önemli yönlerden biri PID (orantılı - integral - türev) kontrolüdür. Bu blog yazısında, bir VFD'deki PID kontrolünün işlevini araştıracağım ve neden bu kadar önemli olduğunu açıklayacağım.
VFD'nin temellerini anlamak
PID kontrolünün ayrıntılarına atlamadan önce, bir VFD'nin ne olduğunu kısaca anlayalım. VFD, motora verilen frekans ve voltajı değiştirerek bir AC motorunun hızını kontrol eden elektronik bir cihazdır. Enerji tasarrufu, gelişmiş proses kontrolü ve motor ve bağlı ekipman üzerindeki mekanik stres gibi çeşitli avantajlar sunar.
PID kontrolü nedir?
PID kontrolü, endüstriyel otomasyonda yaygın olarak kullanılan bir kontrol algoritmasıdır. Bir ayar noktası (istenen değer) ile bir işlem değişkeni (gerçek değer) arasında bir hata değerini hesaplamak için üç temel kontrol modu - orantılı, integral ve türev - kullanır. Kontrolör daha sonra bu hatayı en aza indirmek için çıkışı ayarlar.
Orantılı kontrol
PID kontrolündeki orantılı terim, ayar noktası ile işlem değişkeni arasındaki hatayı hesaplar ve orantılı bir kazanç (KP) ile çarpar. Orantılı kontrolörün çıkışı hatayla doğru orantılıdır. Daha yüksek bir KP değeri, belirli bir hata için daha büyük bir düzeltmeye neden olur, ancak çok yüksek ayarlanırsa aşma ve dengesizliğe yol açabilir.
Entegre kontrol
İntegral terim, hatayı zamanla biriktirir. Geçmişteki tüm hataları özetler ve toplamı ayrılmaz bir kazanç (KI) ile çoğaltır. İntegral eylem, orantılı denetleyicinin düzeltemeyeceği sabit durum hatalarını ortadan kaldırmaya yardımcı olur. Bununla birlikte, integral kazanç çok yüksek ayarlanırsa, sistemin kararsız ve salınmasına neden olabilir.
Türev kontrol
Türev terimi, hatanın değişim oranını hesaplar. Hatanın türevini, türev bir kazanç (KD) ile zamana göre çoğaltır. Türev eylem, gelecekteki hataları tahmin etmeye yardımcı olur ve önceden düzeltici bir eylem sağlar. Özellikle yüksek ataleti olan sistemlerde sistemin stabilitesini azaltabilir ve istikrarını artırabilir.
Bir VFD'de PID kontrolünün işlevi
Hız kontrolü
Bir VFD'deki PID kontrolünün birincil işlevlerinden biri hız kontrolüdür. Birçok endüstriyel uygulamada, sabit bir motor hızını korumak çok önemlidir. Örneğin, konveyör sistemlerinde, sabit bir hız düzgün bir malzeme akışı sağlar. PID kontrollü VFD, motor hızını (işlem değişkeni) sürekli olarak izleyebilir ve istenen hızla (ayar noktası) karşılaştırabilir. İkisi arasında bir fark varsa, PID kontrolörü, hızı ayar noktasına geri getirmek için motora verilen frekansı ve voltajı ayarlayacaktır.
Diyelim ki ayar noktası hızının 1000 rpm olduğu bir konveyör sistemimiz var. Yükdeki değişiklikler nedeniyle, gerçek hız 950 rpm'ye düşebilir. VFD'deki PID kontrolörü bu hatayı algılayacak ve hızını 1000 rpm'ye yükseltmek için motora verilen frekans ve voltajı artıracaktır.
Basınç kontrolü
Pompalar ve kompresörler gibi uygulamalarda basınç kontrolü esastır. Bir sistemde sabit bir basıncı korumak için PID kontrollü bir VFD kullanılabilir. Örneğin, bir su temini sisteminde, PID kontrolörü su basıncını (proses değişkeni) izleyebilir ve pompa motorunun hızını buna göre ayarlayabilir. Basınç ayar noktasının altına düşerse, kontrolör basıncı artırmak için motor hızını artırır ve basınç çok yüksekse, motor hızını azaltır.
Diyelim ki bir su temini sistemindeki ayar noktası basıncı 50 psi. Gerçek basınç 45 psi'ye düşerse, VFD'deki PID kontrolörü, basıncı 50 psi'ye yükseltmek için pompa motor hızını artıracaktır.
Sıcaklık kontrolü
Bazı endüstriyel süreçlerde sıcaklık kontrolü kritiktir. Bir VFD, sabit bir sıcaklığı korumak için bir ısıtma veya soğutma sistemi ile birlikte kullanılabilir. PID kontrolörü sıcaklığı (işlem değişkeni) izleyecek ve sıcaklığı ayar noktasında tutmak için fan veya kompresör motorunun hızını ayarlayacaktır.
Örneğin, bir gıda işleme tesisinde, bir depolama odası için ayar noktası sıcaklığı 5 ° C'dir. Gerçek sıcaklık 7 ° C'ye yükselirse, VFD'deki PID kontrolörü, sıcaklığı 5 ° C'ye düşürmek için soğutma kompresörünün hızını artıracaktır.
Bir VFD'de PID kontrolünü kullanmanın avantajları
Geliştirilmiş proses kontrolü
PID kontrolü, işlem değişkeninin kesin ve doğru kontrolünü sağlar. Yük veya diğer rahatsızlıklardaki değişikliklere hızlı bir şekilde yanıt verebilir ve istenen ayar noktasını koruyabilir. Bu, endüstriyel süreçlerde daha iyi ürün kalitesi ve tutarlılığına yol açar.
Enerji tasarrufu
Motor hızını işlemin gerçek gereksinimlerine göre ayarlayarak, PID kontrollü bir VFD önemli miktarda enerji tasarrufu sağlayabilir. Örneğin, bir pompa sisteminde, pompayı her zaman tam hızda çalıştırmak yerine, PID kontrolörü su talebi düşük olduğunda hızı azaltabilir ve bu da enerji tasarrufuna neden olabilir.
Azaltılmış aşınma ve yıpranma
PID kontrolörü kararlı bir çalışma koşulunu koruyabildiğinden, motor ve bağlı ekipman üzerindeki mekanik stresi azaltır. Bu, daha az aşınma ve yıpranma, daha uzun ekipman ömrü ve daha düşük bakım maliyetlerine yol açar.
PID kontrollü VFD ürünlerimiz
Şirketimizde, gelişmiş PID kontrol işlevselliğine sahip çok çeşitli VFD'ler sunuyoruz. BizimFrekans sürücü denetleyicisiçeşitli uygulamalarda hassas kontrol sağlamak için tasarlanmıştır. PID parametrelerinin kolayca ayarlanmasına izin veren kullanıcı dostu ayarları vardır.
Biz de varVFD Tek Faz - 3 FazTek bir fazlı güç kaynağının mevcut olduğu ancak üç fazlı bir motora ihtiyaç duyulan uygulamalar için uygun ürünler. Bu VFD'ler, kararlı ve verimli çalışma sağlamak için PID kontrolü ile birlikte gelir.
Daha büyük uygulamalar için bizim18.5kw VFDmükemmel bir seçim. Yüksek güç motorlarını işleyebilir ve hız, basınç veya sıcaklık düzenlemesi için mükemmel PID kontrolü sağlar.
Çözüm
PID kontrolü, bir VFD'de süreç kontrolü, enerji tasarrufu ve ekipman ömrü açısından çok sayıda fayda sağlayan hayati bir işlevdir. İster bir motorun hızını kontrol etmeniz, sabit bir basınç tutmanız veya sıcaklığı düzenlemeniz gerekir, PID kontrollü bir VFD çözelti sağlayabilir.
PID kontrollü VFD ürünlerimizle ilgileniyorsanız veya uygulamanızda nasıl kullanılabilecekleri hakkında herhangi bir sorunuz varsa, sizden haber almak isteriz. Özel gereksinimleriniz hakkında bir tartışma başlatmak ve ürünlerimizin ihtiyaçlarınızı nasıl karşılayabileceğini keşfetmek için bizimle iletişime geçin.
Referanslar
- Ogata, Katsuhiko. "Modern Kontrol Mühendisliği." Prentice Hall, 2010.
- Dorf, Richard C. ve Robert H. Bishop. "Modern Kontrol Sistemleri." Pearson, 2017.