Dobór nastaw PID w praktyce

Odpowiedni dobór wartości/nastaw parametrów P I oraz D może być czasami kłopotliwy.W poradniku postaramy się pomóc w tym zadaniu.

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 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 dotępnych w naszym sklepie:

 https://termoregulatory.pl/pl/13-regulatory-pid

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

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,

Zamieszczamy również tabelkę która może okazać się pomocna.

Przykładowe wartości nastaw parametrów PID dla popularnych zastosowań:

DOBÓR NASTAW PID 

Typ procesu

P
%

I
min./odp.

I
odp. /min.

D
min.

 Typ wyjścia.

Przepływ

50 do 500

0.005 to 0.05

20 to 200

brak

Liniowy lub zmodyfikowany procentowy.

Ciśnienie cieczy

50 do 500

0.005 do 0.05

20 do 200

brak

Liniowy lub zmodyfikowany procentowy.

Ciśnienie gazu

1 do 50

0.1 do 50

0.02 do 10

0.02 do 0.1

Liniowy

Poziom cieczy

1 do 50

1 do 100

0.1 do 1

0.01 do 0.05

Liniowy lub zmodyfikowany procentowy.

Temperatura

2 do 100

0.2 do 50

0.02 do 5

0.1 do 20

Procentowy

Chromatografia

100 do 2000

10 do 120

0.008 do 0.1

0.1 do 20

Liniowy

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