Optimierung Des Prozessreglers; Einstellverfahren Nach Ziegler-Nichols - VLT AutomationDrive FC 300 Handbuch

Einführung in das Produkt

3.4.10 Optimierung des Prozessreglers

Wenn Sie die Grundeinstellungen vorgenommen haben,
können Sie die folgenden Parameter optimieren:
•
Proportionalverstärkung
•
Integrationszeit
•
Differentiationszeit
Dies kann bei den meisten Prozessen durch Befolgen der
nachstehenden Anweisungen geschehen:
1. Starten Sie den Motor.
2. Setzen Sie 7-33 PID-Prozess P-Verstärkung auf 0,3
und erhöhen Sie den Wert, bis das Istwertsignal
gleichmäßig zu schwingen beginnt. Verringern Sie
danach den Wert, bis das Istwertsignal stabilisiert
ist. Senken Sie die Proportionalverstärkung jetzt
um 40-60 %.
3. Setzen Sie 7-34 PID-Prozess I-Zeit auf 20 s und
setzen Sie den Wert dann herab, bis das Istwert-
signal gleichmäßig zu schwingen beginnt.
Erhöhen Sie die Integrationszeit, bis sich das
Istwertsignal stabilisiert, gefolgt von einer
Erhöhung um 15-50 %.
4. Verwenden Sie 7-35 PID-Prozess D-Zeit nur bei
sehr schnellen Systemen (Differentiationszeit). Der
typische Wert ist das Vierfache der eingestellten
Integrationszeit. Sie sollten den Differentiator nur
benutzen, wenn Proportionalverstärkung und
Integrationszeit optimal eingestellt sind. Stellen
Sie sicher, dass Schwingungen des Istwertsignals
durch das Tiefpassfilter des Istwertsignals
ausreichend gedämpft werden.
HINWEIS
Bei Bedarf können Sie Start/Stopp mehrfach aktivieren,
um eine konstante Schwankung des Istwertsignal zu
erzielen.
3.4.11 Einstellverfahren nach Ziegler-
Nichols
Zum Einstellen der PID-Regler des Frequenzumrichters
stehen mehrere Methoden zur Verfügung. Ein Ansatz ist
die Verwendung des Ziegler-Nichols-Verfahrens.
HINWEIS
Das beschriebene Verfahren muss für Anwendungen
verwendet werden, die durch die Schwingungen von
nicht vollkommen stabilen Steuerungseinstellungen
Schaden nehmen können.
Die Kriterien zum Einstellen der Parameter basieren auf der
Auswertung des Systems an der Stabilitätsgrenze anstelle
MG34S203
Projektierungshandbuch
der Ermittlung einer Schrittreaktion. Wir erhöhen die
Proportionalverstärkung, bis sich eine kontinuierliche
Schwingung (gemessen am Istwert) einstellt, d. h., bis das
System annähernd stabil ist. Die entsprechende
Verstärkung (K
die Schwingperiode (P
bezeichnet) werden wie in Abbildung 3.25 festgelegt.
Abbildung 3.25 Annähernd stabiles System
Messen Sie P
plitude ziemlich klein ist. Machen Sie anschließend die
Verstärkung rückgängig (siehe Tabelle 3.12).
K ist die Verstärkung, bei der die Schwingung erreicht
u
wird.
Regelungstyp
PI-Regelung
Exakte PID-
Regelung
Geringe PID-
Übersteuerung
Tabelle 3.12 Ziegler-Nichols-Verfahren für Regler,
basierend auf einer Stabilitätsgrenze
Die Erfahrung hat gezeigt, dass die unten beschriebene
Reglereinstellung nach Ziegler-Nichols bei vielen Systemen
eine gute Rückführung bietet. Der Prozessoperator kann
die abschließende Optimierung der Regelung wiederholt
durchführen, um eine zufriedenstellende Regelung zu
erzielen.
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), als kritische Verstärkung bezeichnet, und
u
) (auch als kritische Periodendauer
u
y(t)
P u
an einer Stelle, an der die Schwingungsam-
u
Proportional- Integrati-
verstärkung onszeit
0,45 * K 0,833 * P
u
0,6 * K 0,5 * P
u u
0,33 * K 0,5 * P
u u
3
t
Differentiati-
onszeit
-
u
0,125 * P
u
0,33 * P
u
41
3