Optimierung Des Prozessreglers; Ziegler-Nichols-Verfahren - Danfoss VLT Decentral Drive FCD 302 Projektierungshandbuch

Produktübersicht

2.4.8 Optimierung des Prozessreglers

Die Grundeinstellungen sind nun vorgenommen worden,
sodass jetzt nur noch eine Optimierung der Proportional-
verstärkung, der Integrationszeit und der
Differentiationszeit (Parameter 7-33 PID-Prozess P-
Verstärkung, Parameter 7-34 PID-Prozess I-Zeit,
Parameter 7-35 PID-Prozess D-Zeit) aussteht. Dies kann bei
den meisten Prozessen durch Befolgen der nachstehenden
Anweisungen geschehen:
1. Starten Sie den Motor.
2. Stellen Sie Parameter 7-33 PID-Prozess P-
Verstärkung auf 0,3 und erhöhen Sie den Wert
anschließend, bis das Istwertsignal gleichmäßig
zu schwingen beginnt. Verringern Sie dann den
Wert, bis das Istwertsignal stabilisiert ist. Senken
Sie die Proportionalverstärkung jetzt um 40-60 %.
3. Stellen Sie Parameter 7-34 PID-Prozess I-Zeit auf 20
s ein und setzen Sie den Wert anschließend
herab, bis das Istwertsignal gleichmäßig zu
schwingen beginnt. Erhöhen Sie die Integrati-
onszeit, bis sich das Istwertsignal stabilisiert,
gefolgt von einer Erhöhung um 15-50 %.
4. Verwenden Sie Parameter 7-35 PID-Prozess D-Zeit
nur bei sehr schnellen Systemen (Differentiati-
onszeit). Der typische Wert ist das Vierfache der
eingestellten Integrationszeit. Sie sollten den
Differentiator nur benutzen, wenn Proportional-
verstärkung und Integrationszeit optimal
eingestellt sind. Stellen Sie sicher, dass
Schwingungen des Istwertsignals durch den
Tiefpassfilter des Istwertsignals ausreichend
gedämpft werden.
HINWEIS
Bei Bedarf können Sie Start/Stopp mehrfach aktivieren,
um eine konstante Schwankung des Istwertsignals zu
erzielen.
MG04H303
Projektierungshandbuch

2.4.9 Ziegler-Nichols-Verfahren

Zum Einstellen der PID-Regler des Frequenzumrichters
empfiehlt Danfoss das Ziegler-Nichols-Verfahren.
HINWEIS
Verwenden Sie das Ziegler-Nichols-Verfahren nicht für
Anwendungen, 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
der Ermittlung einer Schrittreaktion. Erhöhen Sie die
Proportionalverstärkung, bis Sie eine kontinuierliche
Schwingung (gemessen am Istwert) beobachten, d. h., bis
das System annähernd stabil ist. Die entsprechende
Verstärkung (K
bei der die Schwingung erreicht wird. Die Schwingperiode
(P ) (als kritische Periodendauer bezeichnet) legen Sie
u
gemäß Abbildung 2.17 fest. Messen sollten Sie sie, wenn
die Amplitude der Schwingung klein ist.
1.
2.
3.
4.
Der Prozessoperator kann die abschließende Einstellung
der Steuerung wiederholt durchführen, um eine zufriedens-
tellende Steuerung zu erzielen.
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) wird als kritische Verstärkung bezeichnet,
u
Wählen Sie nur eine proportionale Steuerung, d.
h., die Integrationszeit wird auf den maximalen
Wert eingestellt, während die Differentiationszeit
auf Null gesetzt wird.
Erhöhen Sie den Wert der Proportionalver-
stärkung, bis der Punkt der Instabilität
(kontinuierliche Schwingungen) und somit der
kritische Verstärkungswert K
u
Messen Sie den Schwingungszeitraum, um die
kritische Zeitkonstante P zu erhalten.
u
Berechnen Sie anhand Tabelle 2.8 die erforder-
lichen PID-Reglerparameter.
2
erreicht ist.
29
2