Налаштування пид регулятора, кипиа портал

Налаштування ПІД регуляторів по відгуку (Метод №1).

1. Перевести регулятор в ручний режим, дочекатися поки стабілізується процес і зробити одноразова зміна вихідного сигналу (виходу на клапан) X, яке забезпечить прийнятний відгук змінної технологічного процесу Y (рісунок.1).
2. Після отримання відгуку повернутися до початкового значення вихідного параметра сигналу регулятора. Мінлива технологічного процесу також повинна повернутися до початкового значення. Якщо відмінність значно, спробуйте ще раз відгуку.
3. Визначити коефіцієнт посилення процесу (Kp = Y / X), час запізнювання d, і тимчасову константу Т усреднением значень верхнього і нижнього відгуків.
4. Розрахувати коефіцієнти настройки ПІД регулятора за формулами наведеними в таблиці 1.
5. Для більш стійкої роботи регулятора можливо необхідно буде збільшити тимчасову константу замкнутого контуру (E).

Малюнок 1. Відгук процесу на поетапне вплив.

Таблиця 1. Формули обчислення коефіцієнтів для ПІД регуляторів

Де: Х - значення зміни вихідного впливу (в%);
Y - значення зміни змінної процесу (в% від шкали);
Kp - коефіцієнт посилення процесу;
d - час запізнювання реакції процесу (в хвилинах);
Т - тимчасова константа процесу (в хвилинах);
E - задана тимчасова константа замкнутого контуру (хвилини). Мінімально можливий час протягом якого настроюється регулятор може привести значення змінної процесу до завдання.

Для більш стійкої роботи регулятора значення E потрібно збільшити.
При налаштуванні каскадних регуляторів, спочатку налаштовується ведений регулятор, потім ведучий регулятор. Причому, тимчасова константа E провідного регулятора повинна бути більше тимчасової константи E веденого регулятора мінімум в 5 разів.

Налаштування ПІД регулятора за методом максимального коефіцієнта посилення (Метод №2).

1. Увімкніть регулятор в ручний режим роботи, коли процес досить стабільний і на установці не очікується різких відхилень від заданого режиму. Встановіть Td (постійну диференціювання регулятора) і K (пропорційний коефіцієнт регулятора) в значення рівне нулю, а Ti (постійну інтегрування регулятора) на максимальне значення.
2. Запам'ятайте вихідне положення клапана на той випадок, якщо вам буде потрібно повернутися до нього в процесі настройки. Переведіть регулятор в автоматичний режим.
3. Поступово збільшуйте значення пропорційного коефіцієнта до тих пір, поки не почнуться коливання. Потрібно домогтися, щоб коливання були з постійною амплітудою. Якщо коливання будуть зі зростаючою амплітудою, то пропорційний коефіцієнт потрібно зменшити. При сильній розгойдування необхідно перевести регулятор в ручний режим, виставити запомненное рані в пункті 2 значення виходу на клапан, зменшити пропорційний коефіцієнт і повторити спробу. Коли вийдуть рівномірні коливання, заміряйте період коливання tc (час відпрацювання одного повного циклу) (див. Рисунок 2). Одержаний пропорційний коефіцієнт буде максимальним для даної системи регулювання (Kmax).
4. За отриманими tc і Kmax, розрахувати коефіцієнти настройки ПІД регулятора за формулами наведеними в таблиці 2.

Малюнок 2. Визначення періоду коливань

Таблиця 2.Формули обчислення коефіцієнтів для ПІД регуляторів

Загальні правила для настройки регуляторів:
Регулятор не буде нормально працювати, якщо клапан майже повністю закритий або майже повністю відкритий.
Налаштовувати регулятор потрібно в тій зоні шкали, імовірно в якій йому належить працювати.
Не слід використовувати вплив диференціальної складової для регуляторів витрати.
Не слід використовувати малі значення інтегральної складової в регуляторах рівня.
Не слід використовувати вплив диференціальної складової в регуляторах рівня.
Після настройки регулятора, необхідно перевірити його стійкість, змінивши значення завдання на значну величину. Якщо буде спостерігатися розгойдування, то необхідно зменшить коефіцієнт посилення.
Слід пам'ятати про те, що безпечними для стійкості регулятора, є великі значення Ti і малі значення Td.
При зашумленних результатах вимірювань використання диференціальної складової, як правило, неможливо. Ні в якому разі не встановлюйте диференціальну складову, яка перевищує інтегральну.
При налаштуванні каскадних регуляторів час інтегрування провідного регулятора має бути в 4 рази більше ніж час інтегрування веденого регулятора.
Примітка: Після налаштування регулятора за методом 1 або методу 2, для більш точної роботи регулятора можна підлаштувати його коефіцієнти спираючись на малюнок 3.

Малюнок 3. Графіки для уточнення настройки регулятора.

З додатковими матеріалами з налаштування ПІД регуляторів Ви можете ознайомитися тут.

Дізнатися більше про регулятори і алгоритми роботи регуляторів Ви можете тут.

Для закріплення отриманих знань пропонуємо Вам скористатися програмою імітації контурів регулювання Перейти