Seite 1
DIE PID-REGELUNG DIE PID-REGELUNG FUNKTION UND ANWENDUNG FUNKTION UND ANWENDUNG Hitachi Frequenzumrichter Modellreihen SJ100 und L100 Modellreihen SJ100 und L100 Deviation Target of Fan, pump, etc. P : Proportional control operation Load Target I : Integral Inverter Motor operation Sensor &...
I N H A L T S V E R Z E I C H N I S KAPITEL 1 – EINFÜHRUNG ...................1-1 KAPITEL 2 – L100/SJ100 PID-REGLER PID-R EGELUNG P: Proportionaler Anteil..................2-1 I: Integrierender Anteil...................2-2 D: Differenzierender Anteil ..................2-2 Der PID-Regler ......................2-2...
Kapitel 1 – Einführung Kapitel 1 – Einführung Die Frequenzumrichter der L100- und SJ100-Modellreihen verfügen standardmäßig über eine PID- Regelung. Diese kann unter anderem für Durchflußregelungen bei Lüftern und Pumpen verwendet werden und verfügt über die folgenden Merkmale: Der Sollwert kann nicht nur über die Bedieneinheit des Frequenzumrichters, sondern auch über ein externes digitales Signal vorgegeben werden, wobei 16 unterschiedliche Sollwerte möglich sind.
Anwendungen. Die Ausgangsfrequenz des Umrichters wird dabei mittels eines PID-Regel- algorithmus so geregelt, daß die Abweichung zwischen Soll- und Istwert möglichst klein wird. Das folgende Bild zeigt das Blockdiagramm einer PID-Regelung (der im L100/SJ100 integrierte PID- Regler wird hier von einer gepunkteten Linie umschlossen gezeichnet):...
Abweichung zu Null gemacht werden kann. Der reziproke Wert der Integrationsverstärkung ist die sogenannte Integrationszeit Ti=1/Ki. Bei den L100/SJ100-Frequenzumrichtern wird die Integrationszeit (Ti) eingestellt. Der Wert darf zwischen 0,5s und 150s liegen. Bei Eingabe einer 0,0 ist der integrierende Anteil unwirksam.
Kapitel 2 – L100/SJ100 PID-Regler reagiert und so das System instabil machen kann. Normalerweise wird für Durchfluß-, Druck- und Temperaturregelungen keine differenzierende Regelung benötigt. Einstellung der PID-Parameter Die Werte der einzustellenden PID-Parameter variieren je nach Anwendung. Es ist notwendig, die jeweiligen Regeleigenschaften des Systems zu berücksichtigen.
Integrierte Bedieneinheit: Funktion A 71 : 00 / 01 F 43 : PID SW ON / OFF DOP, DRW: L100/SJ100-Frequenzumrichter können in einem der folgenden zwei Regelungs-Modi arbeiten: • Frequenz-Regelung aktiv (d.h. PID-Regelung inaktiv) • PID-Regelung aktiv Zwischen beiden Modi kann mit Funktion A 71 ( „PID-Regler aktiv/inaktiv”) umgeschaltet werden.
Kapitel 3 – PID-Regler verwenden Reglerinterne Berechnungen Jegliche Berechnung innerhalb des PID-Algorithmus erfolgt prozentual, so daß unterschiedliche physikalische Einheiten verwendet werden können, wie z.B. Druck (N/m ), Durchfluß (m /min), Temperatur (°C) usw. Beispielsweise werden auch Soll- und rückgeführter Istwert auf prozentualer Ebene verglichen.
Kapitel 3 – PID-Regler verwenden Zusammenfassung der relevanten Parameter Bei den Frequenzumrichtern der Modellreihen L100 und SJ100 werden sowohl für den Frequenz- regelungs-Modus als auch für den PID-Modus die gleichen Parameter verwendet. Die Bezeich- nungen der jeweiligen Funktionen im Handbuch zu den Frequenzumrichtern beziehen sich aber nur auf den Frequenzregelungs-Modus, da in den meisten Fällen dieser Modus verwendet wird.
Bei der Einstellung des Sollwertes über die Digitaleingänge (4 Bit) sind folgende Punkte zu beachten: Zuweisung der digitalen Eingänge Die Frequenzumrichter der Modellreihen L100/SJ100 besitzen 5 programmierbare Digitaleingänge. Weisen Sie zuerst vier Eingängen davon die Eigenschaften „CF1“ bis „CF4“ zu. Verwenden Sie hierzu die Funktionen C 01 bis C 05 , entsprechend den Eingängen 1 bis 5 des Umrichters.
Bitte überprüfen Sie parallel zur Änderung der Parameter die Ausgangsfrequenz oder das rück- geführte Istwertsignal mit einem Oszilloskop (siehe hierzu auch die Bilder unter „Einstellung der PID-Parameter” im Kapitel „L100/SJ100 PID-Regler“). Verwenden Sie zwei unterschiedliche Sollwerte, zwischen denen Sie mittels der digitalen Steuer- klemmen hin- und herschalten können.
Kapitel 3 – PID-Regler verwenden verhalten erreichen. (Alternativ können Sie auch einen sehr großen P-Anteil einstellen und dann das Verhalten des Ausgangssignal beobachten. Zeigt sich ein instabiles Verhalten, so stellen Sie einen mittleren Wert ein und überprüfen das Ergebnis. Wiederholen Sie diesen Vorgang...) Im Falle eines instabilen Verhaltens ist der P-Anteil zu verringern.
Das Bild unten enthält ein Beispiel für eine Temperaturregelung mit den beiden Sollwerten 20 und 30°C: Temperatur beträgt Rückführung konstant 20 oder 30 °C L100 / Sollwert 0 - 10V SJ100 Temperatur- (50 °C bei 10V) Digitaler Soll- Meßumformer Sensor wert (4 Bit) Lüfter Motor 50 °C 100...