Instrumento de controle de regulação de fluxo PID inteligente

NegociávelAtualização em12/04

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Visão geral

O controlador de regulação de fluxo é usado em conjunto com o medidor de fluxo e a válvula de regulação para permitir o controle automático do tamanho do fluxo instantâneo do meio. Adota principalmente o controle de regulação de relé, controle de regulação de nível S S R, controle de regulação de quantidade analógica de corrente. O instrumento de regulação tem dois relés integrados, o valor de alarme de cada relé, a função de alarme de limite superior e inferior, a diferença de alarme pode ser definida separadamente, o atraso de alarme e a função de supressão da primeira ligação podem ser definidos. O instrumento pode personalizar o menu do operador, o limite superior e inferior do valor de configuração, o limite superior e inferior da saída de controle, o limite máximo da saída de controle, a diferença de controle, etc., para atender às necessidades de uso de diferentes usuários. Além disso, o instrumento com saída de controle de alarme de relé, saída de controle de ajuste analógico, seleção de saída de transmissão anormal do instrumento e várias funções de saída, com tela dupla de alto brilho de tubo digital.

Detalhes do produto

O controlador de regulação de fluxo é usado em conjunto com o medidor de fluxo e a válvula de regulação para permitir o controle automático do tamanho do fluxo instantâneo do meio. Adota principalmente o controle de regulação de relé, controle de regulação de nível S S R, controle de regulação de quantidade analógica de corrente.
O instrumento de regulação tem dois relés integrados, o valor de alarme de cada relé, a função de alarme de limite superior e inferior, a diferença de alarme pode ser definida separadamente, o atraso de alarme e a função de supressão da primeira ligação podem ser definidos. O instrumento pode personalizar o menu do operador, o limite superior e inferior
Limite superior e inferior de saída de controle, limite máximo de saída de controle da faixa eficaz, diferença de retorno de controle, etc., para alcançar as necessidades de uso de diferentes usuários. Além disso, o instrumento com saída de controle de alarme de relé, saída de controle de ajuste analógico, seleção de saída de transmissão anormal do instrumento e várias funções de saída, com tela dupla de alto brilho de tubo digital.

Parâmetros técnicos
Precisão da medição± 0,3% FS
Precisão de controle：±0.5%
Entrada de sinal:Entrada 4-20ma
Saída de controle:Saída de volume analógico 4-20ma, saída de relé JZC, capacidade: AC220V / 3A, DC24V / 3A.
Saída de alarme:Com função de alarme de limite superior e inferior, a diferença pode ser definida.
Tensão de trabalho:Alimentação AC/DC 110～240V， Frequência 50/60HZ, consumo de energia ≤5W, fonte de alimentação de comutação: DC12-36V, consumo de energia ≤3W.
Ambiente de utilização:-10～50℃。

A chave para a integração de parâmetros é entender corretamente o impacto de cada parâmetro no sistema de controle. Quando o desempenho do sistema não é satisfatório, saber qual parâmetro deve ser ajustado, o parâmetro deve ser aumentado ou diminuído. Devido às restrições experimentais, juntamente com as limitações das aulas de multimídia, os alunos sentem o processo de controle de PID muito abstrato e têm certas dificuldades para analisar. O controle, o efeito dos parâmetros no processo de transição tem sido um dos problemas estudados. Após o sistema de controle automático em estado de equilíbrio ser interferido, a variável controlada mudará e desviará-se do valor dado, o sistema entrará no processo de transição. O papel do controle automático é detectar mudanças, calcular desvios e eliminar desvios. Neste processo, a mudança da variável controlada, o máximo desvio do valor dado e a velocidade, a precisão da eliminação do desvio do sistema são a base para medir a qualidade do sistema de controle automático.
O papel de vários parâmetros, como suas mudanças afetam o sistema de controle, a explicação teórica é difícil de entender. Se a simulação do sistema de controle MATLAB / SIMULINK for introduzida no ensino, a comparação de simulação de diferentes parâmetros reflete intuitivamente o impacto de cada parâmetro no processo de controle, facilitando a análise.
1 Princípios e algoritmos do sistema de controle PID
Proporcional-Integral-Derivative (PID) é a estratégia de controle mais comum e mais amplamente aplicada no controle de processos industriais, que foi apresentada em pesquisas sobre a navegação automática de navios na década de 1920. Até a década de 1940, os controladores PID foram amplamente utilizados no controle de processos. Apesar de muitos algoritmos de controle avançados serem continuamente introduzidos, os controladores PID são amplamente usados em uma variedade de controles de processos industriais devido às vantagens de estrutura simples, fácil implementação e robustez.
1.1 Princípios e algoritmos do sistema de controle PID
1.1.1 Princípios do sistema de controle PID
1.1.2 O algoritmo do sistema de controle PID O controlador PID é principalmente baseado no valor dado r(t) e no valor de saída real y(t), representado pela fórmula e(t) = r(t) - y(t).
Leis de controle do PID
1.2 Papel dos diferentes componentes do controlador PID
1.2.1 Enlace proporcional reflete proporcionalmente o sinal de desvio do sistema de controle e (t), uma vez que o desvio é gerado, o controlador produz um efeito de controle imediato para reduzir o desvio. Como a quantidade de variação de saída do regulador proporcional corresponde ao desvio de entrada, o controle é oportuno, onde o tamanho de Kp determina a força do controle proporcional.
1.2.2 Enlace integral é usado principalmente para eliminar a diferença e melhorar a indiferencialidade do sistema. A força e a fraqueza do efeito integral dependem da constante do tempo de integração Ti, quanto maior Ti, mais fraco o efeito integral e, ao contrário, mais forte.
1.2.3 Enlace diferencial para ajustar de acordo com a tendência de mudança do sinal de desvio, e pode começar a ajustar antes que o sinal de desvio se torne muito grande, acelerando assim a velocidade de ação do sistema e reduzindo o tempo de ajuste.
2 Simulação MATLAB
Simulação de controle do PID com o software MATLAB e análise de como proporções, integrais e diferenciais afetam o processo de controle.
2.1 Criação de modelos matemáticos
Defina a função de transmissão do objeto controlado como G(s) =
2.2 Modelagem de simulação
Modelo do sistema de controle PID [4] ver Figura 2.
2.3 Simulação experimental
2.3.1 Controle de proporção Remova primeiro os elementos integrais e diferenciais da Figura 2 e, em seguida, pegue os diferentes coeficientes de proporção Kp para realizar a simulação.
Com o mesmo tamanho de interferência, quanto maior o coeficiente proporcional do regulador, maior o efeito proporcional,
5
s(s + 5) 。

Figura 2 Modelo do sistema de controle PID
Quanto maior a saída do regulador, menor o desvio da variável controlada do valor dado, menor o tempo necessário para que a variável controlada seja puxada de volta para o valor dado e a diferença residual do sistema também
Ao mesmo tempo, a velocidade de resposta do sistema acelera, mas a sobreregulação do sistema também aumenta, com o aumento do fator de proporção, quando atingir um determinado valor, o sistema tenderá a ser instável. Quanto menor o fator de proporção, menor a mudança de saída do regulador, mais lenta a mudança da variável controlada, mais suave o processo de transição, mas o tempo de transição aumenta, maior a diferença no equilíbrio do sistema.
2.3.2 Controle integral Kp permanece inalterado na Figura 2 (neste experimento, Kp = 15), remover os itens diferenciais e, em seguida, tomar diferentes coeficientes integrais Ki, realizar a simulação, observar os resultados da simulação e analisar o impacto das mudanças de Ki no sistema de controle.
Como pode ser visto na Figura 4, a redução da sobreregulação, a diminuição da oscilação e a estabilidade do sistema, a velocidade de resposta depende de Ki. À medida que Ki aumenta, o efeito da integração aumenta constantemente, sob o mesmo efeito de perturbação, a saída do regulador aumenta e a eliminação do residuo acelera; Ao mesmo tempo, a oscilação do sistema aumenta e a estabilidade diminui. Ki é muito grande e também pode causar instabilidade do sistema.
1.1.1 Controle diferencial Kp permanece inalterado na Figura 2 (neste experimento, tomando Kp = 200) remover os itens integrais, em seguida, tomar diferentes coeficientes diferenciais Kd, realizar a simulação, observar os resultados da simulação e analisar o impacto das mudanças de Kd no sistema de controle (ver Figura 5).
Como pode ser visto na Figura 5, sob a mesma variável de entrada, o coeficiente diferencial
Muito pequeno tem pouco impacto na qualidade do sistema (ver curva 1 na figura). À medida que o coeficiente de diferenciação Kd aumenta, o efeito diferencial é maior; Quando Kd é adequado, para a estabilidade do sistema
A sexualidade, a aceleração da resposta e a redução da sobreregulação melhoram (ver gráfico).
na curva 2); K é muito grande e pode tornar o sistema instável [5-7].
Figura 5 Curva de transição do controle diferencial
Nota: as curvas 1, 2 e 3 são curvas de resposta escalonadas de Kd = 0,5, 3 e 6, respectivamente.
3 Conclusões
Princípio de controle de PID, usando a simulação MATLAB para entender o papel dos parâmetros e o impacto sobre o sistema de controle [8-10]. Os parâmetros do controlador podem ser ajustados de acordo com a relação qualitativa entre os parâmetros do controlador e o desempenho dinâmico do sistema e o desempenho de estado estável, usando métodos experimentais para ajustar os parâmetros do controlador.
Em suma, a depuração de parâmetros PID é um processo integrado, vários parâmetros influenciam uns aos outros, várias tentativas no processo de depuração real são muito importantes e necessárias. com base nas numerosas vantagens do sistema de controle PID, tornando-o a lei de controle do regulador mais amplamente aplicada na produção industrial, o controle PID ou vários tipos de PID melhorados baseados no controle PID são cada vez mais amplamente utilizados, com perspectivas muito amplas.

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