Optimierung Des Pid-Reglers; Einstellverfahren Nach Ziegler-Nichols - Danfoss VLT HVAC Drive Projektierungshandbuch

Projektierungshandbuch für VLT

2.8.5. Optimierung des PID-Reglers

Nachdem der PID-Regler des Frequenzumrichters eingestellt wurde, sollte seine Leistung getestet werden. In vielen Fällen weist er eine akzeptable
Leistung auf, wenn die Werkseinstellungen für die PID-Proportionalverstärkung (Par. 20-93) und PID-Integrationszeit (Par. 20-94) verwendet werden.
In einigen Fällen kann es jedoch hilfreich sein, diese Parameterwerte zu optimieren, um ein schnelleres Ansprechen des Systems zu ermöglichen, gleich-
zeitig jedoch Übersteuern der Drehzahl zu kontrollieren. Dies kann in vielen Fällen wie nachfolgend beschrieben geschehen.
1. Motor starten.
2. Par. 20-93 (PID-Proportionalverstärkung) auf 0,3 einstellen und anschließend erhöhen, bis das Istwertsignal gleichmäßig zu schwingen beginnt.
Ggf. mehrfach Stopp/Start betätigen oder stufenweise Änderungen am Sollwert vornehmen, um ein Schwingen des Istwertsignals zu erzielen.
Anschließend die PID-Proportionalverstärkung reduzieren, bis sich das Istwertsignal stabilisiert. Jetzt die Proportionalverstärkung um weitere 40
- 60 % senken.
3. Par. 20-94 (PID-Integrationszeit) auf 20 Sek. einstellen und den Wert anschließend reduzieren, bis das Istwertsignal zu schwingen beginnt. Ggf.
mehrfach Stopp/Start betätigen oder stufenweise Änderungen am Sollwert vornehmen, um ein Schwingen des Istwertsignals zu erzielen. An-
schließend die Integrationszeit heraufsetzen, bis das Istwertsignal stabilisiert ist. Danach die Integrationszeit um 15 - 50 % erhöhen.
4. Par. 20-95 (PID-Differentiationszeit) sollte nur bei sehr schnell reagierenden Systemen verwendet werden. Der typische Wert liegt bei 25 % der
PID-Integrationszeit (Par. 20-94). Der Differentiator sollte nur benutzt werden, wenn Proportionalverstärkung und Integrationszeit optimal ein-
gestellt sind. Stellen Sie sicher, dass Schwingungen des Istwertsignals durch das Tiefpassfilter des Istwertsignals ausreichend bedämpft werden
(Par. 6-16, 6-26, 5-54 oder 5-59 nach Bedarf).

2.8.6. Einstellverfahren nach Ziegler-Nichols

In der Regel reicht die obige Vorgehensweise für HLK-Anwendungen aus. Es können jedoch auch kompliziertere Verfahren verwendet werden. Eine
Möglichkeit ist die Verwendung eines in den 1940ern entwickelten Verfahrens, das sich bis heute bewährt hat. Es wird als Ziegler-Nichols-Verfahren
bezeichnet. Es sorgt in der Regel anhand eines einfachen Versuchs und einer Parameterberechnung für akzeptables Regelverhalten.
ACHTUNG!
Das Verfahren darf nicht bei Anwendungen verwendet werden, die durch die Schwingung des Reglers Schaden nehmen können.
Abbildung 2.5: Annähernd stabiles System
1. Wählen Sie nur Proportionalregelung, d. h., die Integrationszeit (Par. 20-94) wird auf den maximalen Wert (10000 s) eingestellt, während die
Differentiationszeit (Par. 20-95) auf 0 s gesetzt wird.
2. Erhöhen Sie den Wert der PID-Proportionalverstärkung (Par. 20-93), bis der Punkt der Instabilität erreicht ist. Dies zeigt sich durch kontinuierliche
Schwingungen des Istwertsignals. Die PID-Proportionalverstärkung, die kontinuierliche Schwingungen verursacht, wird als kritischer Verstär-
kungswert K bezeichnet.
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3. Messen Sie die Schwingungsperiode, P
HINWEIS: P sollte an einer Stelle gemessen werden, an der die Schwingungsamplitude relativ klein ist. Der Ausgang darf während des Tests
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nicht den maximalen oder minimalen Wert des Istwertsignals erreichen.
4. Berechnen Sie anhand der nachstehenden Tabelle die erforderlichen PID-Reglerparameter.
®
HVAC Drive
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MG.11.B6.03 - VLT ® ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss.
2. Einführung zum VLT HVAC Drive
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