В частотных преобразователях AS3 Toshiba присутствует 4 встроенных PID-регулятора. PID1 и PID2 являются внутренними регуляторами, PID3 и PID4 — наружными. Внутренние PID-регуляторы позволяют оперировать выходной частотой инвертора. Наружные PID-регуляторы можно свободно использовать для управления заслонками или другой запорно-регулирующей арматурой.
Внутренние регуляторы PID1 и PID2 настраиваются на любой из 4-х режимов работы:
1.Контроль процесса (температура, давление, расход и т.д.)
2.Контроль скорости (для перемоточных станков)
3.Контроль позиционирования (для механизмов)
4.Контроль позиции в измерителе натяжения (для перемоточных станков)
Внутренние PID-регуляторы
Использование двух PID-регуляторов для поддержания независимых величин
Частотный преобразователь AS3 Toshiba позволяет в процессе работы переключаться между двумя внутренними PID-регуляторами. Принцип работы изображен на схеме ниже.
Допустим, требуется поддерживать давление воздуха в системе на уровне 100 кПа, но при этом температура воздуха в системе не должна превышать 38 °С. Для поддержания давления используется регулятор PID1 (основной), для температуры — PID2. В связи с тем, что производится управление одним компрессором, то два PID-регулятора не могут работать одновременно.
В частотнике AS3 Toshiba настраивается значение, при котором должен включиться второй PID-регулятор. Допустим, это должно происходить при превышении температуры 50 °С. Также необходимо задавать гистерезис на переключение регуляторов (диапазон пропуска) для обеспечения стабильности работы. Таким образом, при понижении температуры ниже 38 °С частотник переключит управление на первый PID-регулятор.
Использование двух PID-регуляторов для разных режимов поддержания величины
Рассмотрим возможность переключения между двумя PID-регуляторами, настроенными на разную реакцию изменения величины обратной связи. Оба они работают на один и тот же датчик температуры.
Если значение обратной связи PID1 от датчика температуры быстро возрастает и становится в течение 5 секунд ≥ 55% от задания, привод переключается с регулятора PID1 на PID2. Затем, если значение обратной связи уменьшается и становится в течение 5 секунд ≤ 45% от задания, привод переключается с регулятора PID2 на PID1. Это говорит о том, что регулятор PID2 настроен на более быструю реакцию, чем PID1.
Характерные настройки параметров
| Параметр | Название | Диапазон настройки | Настройка по умолчанию | Задание для примера | Примечание |
|---|---|---|---|---|---|
| F359 | Регулятор PID1 | 0: Отключено 1: PID-контроль процесса 2: PID-контроль скорости 3: PID-контроль простого позиционирования 4: PID-контроль регулятора натяжения 5…10: — 11: Минус PID-контроль процесса 12: Минус PID-контроль скорости 13: Минус PID-контроль простого позиционирования 14: Минус PID-контроль регулятора натяжения |
0 | 1 | PID-контроль процесса |
| A310 | Регулятор PID2 | 0: Полярность, идентичная регулятору PID1 1: Полярность, реверсивная регулятору PID1 |
0 | 0 | Полярность, идентичная регулятору PID1 |
| A300 | Канал переключения PID1/PID2 | 0: Отключено 1: Обратная связь PID1 2: Обратная связь PID2 3: Входная клемма 4: Время |
0 | 1 | Обратная связь PID1 |
| A301 | Уровень переключения PID1/PID2 | 0 — 200 (%) | 0 | 50 | Когда значение обратной связи PID1 достигает ≥ 55% ([A301] + [A302]) от установленного значения, происходит переключение на PID2. PID1 активируется, когда значение обратной связи становится ≤ 45% ([A301] — [A302])% от установленного значения. |
| A302 | Гистерезис переключения PID1/PID2 | 0 — 200 (%) | 0 | 5 | Когда значение обратной связи PID1 достигает ≥ 55% ([A301] + [A302]) от установленного значения, происходит переключение на PID2. PID1 активируется, когда значение обратной связи становится ≤ 45% ([A301] — [A302])% от установленного значения. |
| A303 | Время переключения с PID1 на PID2 | 0: Отключено 1 — 2400 (сек) |
0 | 0 | Переключение с PID1 на PID2 по истечении времени [A303] от начала PID1. |
| A304 | Время переключения с PID2 на PID1 | 0: Отключено 1 — 2400 (сек) |
0 | 0 | Переключение с PID2 на PID1 по истечении времени [A304] от начала PID2. |
Внешние PID -регуляторы
Для управления оборудованием, не связанным с выходной частотой инвертора в ПЧ AS3 Toshiba, можно воспользоваться двумя независимыми PID-регуляторами PID3 и PID4. В качестве единиц измерения величины задания, величины выхода и величины обратной связи применяются проценты.
Важно! Выходной сигнал в момент включения внешнего PID-регулятора равен нулю. Когда внешний PID-регулятор выключается, выходной сигнал также становится равен нулю.
Настройки внешних PID-регуляторов PID3 и PID4
| Параметр | Название | Диапазон настройки | Значение по умолчанию |
|---|---|---|---|
| A340 | A370 | PID-регулятор 3 | 4 | 0: Отключено 1: Внешний PID-контроль процесса 2: Внешний PID-контроль процесса (связь с входной клеммой) 3…10: — 11: Минус внешний PID-контроль процесса 12: Минус внешний PID-контроль процесса (связь с входной клеммой) | 0 |
| A341 | A371 | Выбор задания PID-регулятора 3 | 4 | 0: задается параметром FMOd/F207 1: Клемма RR 2: Клемма RX 3: Клемма II 4: Клемма AI4 (опция) 5…11: — 12: A357 | A387 | 0 |
| A342 | A372 | Выбор входа обратной связи PID-регулятора 3 | 4 | 0: — 1: Клемма RR 2: Клемма RX 3: Клемма II 4: Клемма AI4 (опция) | 0 |
| A344 | A374 | Пропорциональный коэффициент PID-регулятора 3 | 4 | 0.01 — 100.0 | 0.30 |
| A345 | A375 | Интегральный коэффициент PID-регулятора 3 | 4 | 0.01 — 100.0 | 0.20 |
| A346 | A376 | Верхний предел изменения PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — 250.0 (%) | 100.0 |
| A347 | A377 | Нижний предел изменения PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — 250.0 (%) | 100.0 |
| A348 | A378 | Дифференциальный коэффициент PID-регулятора 3 | 4 | 0.00 — 2.55 | 0.00 |
| A349 | A379 | Верхний предел задания PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — 250.0 (%) | 100.0 |
| A350 | A380 | Нижний предел задания PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — A349 | 0.0 — A379 (%) | 0.0 |
| A351 | A381 | Время задержки старта PID-регулятора 3 | 4 | 0 — 2400 (s) | 0 |
| A352 | A382 | Верхний предел выхода PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — 250.0 (%) | 100.0 |
| A353 | A383 | Нижний предел выхода PID-регулятора 3 | 4 | 0.0 — 250.0 (%) | 0.0 |
| A357 | A387 | Величина задания PID-регулятора 3 | 4 | A350 — A349 | A380 — A379 (%) | 0.0 |
Настройка клемм дискретного входа/выхода ПЧ
| Клемма | Внешний регулятор PID3 | Внешний регулятор PID4 | Функция | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Положительная логика | Отрицательная логика | Положительная логика | Отрицательная логика | ||
| Входная | |||||
| 154 | 155 | 156 | 157 | Включение внешнего PID-регулятора | |
| 162 | 163 | 170 | 171 | Сброс расчетов интегрального и дифференциального коэффициентов внешнего PID-регулятора | |
| 164 | 165 | 172 | 173 | Переключение плюс/минус характеристики [A340] | [A370] внешнего PID-регулятора | |
| Выходная | |||||
| 206 | 207 | 210 | 211 | Регулирование в пределах заданного диапазона изменения [A346]…[A347] | [A376]…[A377] внешнего PID-регулятора | |
| 204 | 205 | 208 | 209 | Внешнее PID-регулирование в процессе работы | |
Мониторинг параметров работы внешнего PID-регулятора
| Мониторинг и клеммы аналогового выхода FM/AM/импульсы | Функция | |||
|---|---|---|---|---|
| Внешний регулятор PID3 | Внешний регулятор PID4 | |||
| Задание параметра | Регистр для мониторинга по цифровой сети | Задание параметра | Регистр для мониторинга по цифровой сети | |
| 130 | FD96 | 133 | FE96 | Величина задания внешнего PID-регулятора |
| 131 | FD97 | 134 | FE97 | Величина обратной связи внешнего PID-регулятора |
| 132 | FD98 | 135 | FE98 | Выходная величина внешнего PID-регулятора |
Примеры использования PID-регуляторов
Преобразователь частоты HVAC
Пример использования как внутренних, так и внешних PID-регуляторов для системы подготовки воздуха:
На представленной схеме вентилирования помещения показан процесс охлаждения воздуха с помощью водовоздушного теплообменника. Водяной контур служит для циркуляции холодной воды через теплообменник с помощью насоса.
PID-регуляторы PID1 и PID2 управляют вентилятором для обеспечения заданного расхода и, в критических случаях, для обеспечения заданной температуры воздуха. Например, при больших отрицательных температурах воздуха расходом можно пренебречь, достигая вторым регулятором улучшенного прогрева воздуха за счет более медленного его движения через нагреватель.
PID-регулятор PID3 по аналоговому каналу управляет насосом водяного контура для поддержания заданного давления. PID-регулятор PID4 может управлять другими вспомогательными системами (на схеме не показаны).
Компания СПИК СЗМА, как единственный официальный дилер Toshiba, предлагает купить для решения задач управление насосами, вентиляторами и станками частотники серии VF-AS3 по доступной цене. Вы получаете максимально качественную техническую поддержку и гарантию долгой работы преобразователя частоты.