Dobór nastaw PID w praktyce

1. Dostosowywanie wartości członu całkującego I.


Dobranie wartość członu całkującego I wiąże się z użyciem terminu "minut na odpowiedź". Powyższe określenie oznacza jak długo człon całkujący I będzie dopasowywał się do członu proporcjonalnego P. Innymi słowy jeżeli wyjście członu P wynosi np. 20 % to "czas odpowiedzi " jest to okres po którym wyjście członu całkującego również osiągnie wartość 20 %.Ważne jest żeby pamiętać o tym że im większa jest wartość I tym szybsze dopasowanie członu I do członu P.

2. Dostosowywanie wartości członu całkującego D.


Kombinacja członu P oraz I zwykle jest wystarczająca w większość zastosowań i dlatego zestawienie członów PI jest najbardziej popularna. Regulatory PI spełniają swoje zadanie przy stosunkowo prostej budowie. Dodanie członu D pozwala na osiągnięcie większych wartości P oraz I przy zachowaniu stabilności układu i zwiększeniu prędkości odpowiedzi. Czas określający człon D oznacza jak daleko regulator ma przewidywać zmiany w sygnale sterującym.Problemem pozostają zakłócenia np. (spowodowane bliskością pracujących silników indukcyjnych) z powodu których algorytm może nie sprawdzać się już tak dobrze. Dlatego radzimy aby do czasy gdy regulator PI okaże się naprawdę wolny nie martwić się o człon D.

Dużo pracy zaoszczędza również funkcja autotuningu dostępna w regulatorach serii Transmit

3.Metoda uproszczona wyznaczania nastaw PID.


Prosta metoda która czasami przynosi zadowalające efekty.W pierwszym kroku należy wyłączyć człon I oraz D i ustawić wartość P na maksimum.W rezultacie otrzymamy oscylacje Xosc w czasie tosc

Rys. Wykres ręcznej metody nastaw pid

Dla przykładu temperatura zadana to 170 C a otrzymywana to przedział pomiędzy 174 C a temperaturą 168 C. Xosc dla tego przypadku wyniesie 6 C. Okres takich oscylacji zmierzyliśmy stoperem w telefonie i wyszło nam tosc = 5 min

Podstawiamy wartości do poniższych wzorów i obliczamy nastawy członów.

P = 2.0 * Xosc
I = 1.5 * tosc
D = I / 5

Parametry obliczone mogą powodować czasami zbyt duże tłumienie i w konsekwencji czasami konieczna jest drobna ich redukcja.

4. Przykłady nastaw.


Gdyby efekty działania auto tuningu nie były zgodne z oczekiwaniami w skutek czego regulacja jest nieprawidłowa można spróbować metody prób i błędów i samodzielnie zmieniać nastawy PID.

Poniżej kilka najpopularniejszych problemów regulacji:

a) Wolna odpowiedź skoku temperatury - gdy regulator długo dochodzi do zadanej temperatury,
-zmniejszyć zakres proporcjonalności P,
-zmniejszyć czas I i D

b) Oscylacje-gdy regulator nie potrafi utrzymać zadanej temperatury tylko występują wahania,
-zwiększyć zakres proporcjonalności P,
-zwiększyć czas całkowania I,
-zmniejszyć czas różniczkowania D

c) Przeregulowania-gdy występują duże odchyłki od temperatury zadanej,
-zwiększyć zakres proporcjonalności P,
-zwiększyć czas różniczkowania D

d) Niestabilność-gdy regulator dochodzi do temperatury w sposób nieliniowy tzn. gdy temperatura wzrasta lub opada skokowo,
-zwiększyć czas całkowania I


Poniżej zamieszczamy również tabelkę która może okazać się pomocna.

5. Przykładowe wartości nastaw parametrów PID dla popularnych zastosowań:


Typ procesuP %I min./odp.I odp./min.D min.Typ wyjścia.
Przepływ50 do 5000.005 to 0.0520 to 200brakLiniowy lub zmodyfikowany procentowy.
Ciśnienie cieczy50 do 5000.005 do 0.0520 do 200brakLiniowy lub zmodyfikowany procentowy.
Ciśnienie gazu1 do 500.1 do 500.02 do 100.02 do 0.1Liniowy
Poziom cieczy1 do 501 do 1000.1 do 10.01 do 0.05Liniowy lub zmodyfikowany procentowy.
Temperatura2 do 1000.2 do 500.02 do 50.1 do 20Procentowy
Chromatografia100 do 200010 do 1200.008 do 0.10.1 do 20Liniowy

UWAGA !!! Powyższe ustawienia są tylko poglądowe i wartości w zależności od układu regulacji mogą odbiegać od tych z tabeli.

Poniżej arkusz ,który również może pomóc w oszacowaniu wartości nastaw regulatora.

PID_model_exel

Podziel się

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Captcha
Facebook comments