El control de PID, que significa control proporcional de derivada integral - es un algoritmo de control ampliamente utilizado en unidades de frecuencia variable (VFDS). Como proveedor de VFD, entiendo la importancia de configurar adecuadamente los parámetros de control PID para lograr un rendimiento óptimo en varias aplicaciones. En este blog, compartiré algunas ideas sobre cómo configurar estos parámetros en un VFD.
Comprender los conceptos básicos del control de PID en VFDS
Antes de sumergirse en el proceso de configuración, es esencial comprender qué hace cada componente del algoritmo de control PID en un VFD.
El término proporcional (p) es proporcional al error actual entre el punto de ajuste y la variable de proceso. Una ganancia proporcional mayor hará que el sistema responda más rápidamente a los errores. Sin embargo, si la ganancia es demasiado grande, puede conducir a un sobreimpulso e inestabilidad.
El término integral (i) acumula el error con el tiempo. Ayuda a eliminar el error de estado estacionario, lo que significa que incluso si hay un pequeño error constante, el término integral ajustará gradualmente la salida para acercar la variable del proceso al punto de ajuste. Pero una gran ganancia integral puede hacer que el sistema se vuelva inestable y puede provocar oscilaciones.
El término derivado (d) se basa en la tasa de cambio del error. Anticipa errores futuros y ayuda a amortiguar las oscilaciones y mejorar la estabilidad del sistema. Sin embargo, el término derivado es sensible al ruido, y una gran ganancia derivada puede amplificar el ruido y causar inestabilidad.
Paso 1: Estimación de parámetros iniciales
Al comenzar el proceso de configuración, es una buena idea tener algunas estimaciones iniciales para los parámetros PID. Muchos VFD vienen con valores de parámetros PID predeterminados que son adecuados para aplicaciones generales. Estos valores a menudo se basan en prácticas comunes de la industria.
Para la ganancia proporcional (KP), un punto de partida común es establecerlo en un valor relativamente bajo. Esto permite que el sistema responda a los errores sin causar un exceso excesivo. Una buena regla general es comenzar con un valor que da una respuesta moderada a pequeños errores.
El tiempo integral (TI) se puede establecer en un valor relativamente largo inicialmente. Un tiempo integral largo significa que la acción integral será lenta, lo que ayuda a evitar la corrección en exceso.
El tiempo derivado (TD) se puede establecer en cero o un valor muy pequeño al principio. Dado que el término derivado es sensible al ruido, comenzar con un valor pequeño reduce el riesgo de amplificar el ruido y causar inestabilidad.
Paso 2: ajustar la ganancia proporcional
Una vez que tenga las estimaciones iniciales, el siguiente paso es sintonizar la ganancia proporcional. Puede hacerlo aumentando gradualmente la ganancia proporcional mientras observa la respuesta del sistema.
Comience aplicando un pequeño cambio de paso al punto de ajuste. A medida que aumente la ganancia proporcional, notará que el sistema responde más rápidamente al cambio de punto de ajuste. Sin embargo, si la ganancia es demasiado grande, el sistema sobrepasará el punto de ajuste y puede comenzar a oscilar.
El objetivo es encontrar el valor de la ganancia proporcional que proporciona una respuesta rápida sin un sobreímetro excesivo. Puede usar un osciloscopio o las características de monitoreo del VFD para observar la variable de proceso y la salida del VFD.
Paso 3: Ajustar el tiempo integral
Después de ajustar la ganancia proporcional, es hora de ajustar el tiempo integral. El término integral se utiliza para eliminar el error de estado estacionario.
Si hay un error constante entre el punto de ajuste y la variable de proceso después de que el sistema se haya establecido, significa que la acción integral no es lo suficientemente fuerte. Puede reducir el tiempo integral para aumentar la ganancia integral y acelerar la eliminación del error de estado estable.
Sin embargo, tenga cuidado de no reducir demasiado el tiempo integral. Un tiempo integral muy corto puede hacer que el sistema se vuelva inestable y puede conducir a oscilaciones. Observe la respuesta del sistema a medida que ajusta el tiempo integral y encuentra el valor que elimina el error de estado estable sin causar inestabilidad.
Paso 4: Fino: sintonizar el tiempo derivado
El término derivado se utiliza para mejorar la estabilidad del sistema y amortiguar las oscilaciones. Si el sistema está oscilando después de ajustar los términos proporcionales e integrales, puede intentar aumentar el tiempo derivado.
Sin embargo, como se mencionó anteriormente, el término derivado es sensible al ruido. Por lo tanto, comience con un valor muy pequeño y aumente gradualmente mientras monitorea la respuesta del sistema. Notará que a medida que aumente el tiempo derivado, las oscilaciones se reducirán. Pero si el tiempo derivado es demasiado grande, el sistema puede ser lento o puede comenzar a responder erráticamente debido a la amplificación de ruido.
Consideraciones prácticas
En aplicaciones reales y mundiales, hay varias consideraciones prácticas al configurar los parámetros de control PID en un VFD.
Características de carga: Diferentes cargas tienen diferentes características, como inercia, fricción y amortiguación. Por ejemplo, una carga de inercia alta requerirá una respuesta más lenta y diferentes parámetros de PID en comparación con una carga de inercia baja. Debe tener en cuenta las características de carga al sintonizar los parámetros PID.
Ruido y perturbaciones: El ruido y las perturbaciones en el sistema pueden afectar el rendimiento del control PID. Como se mencionó anteriormente, el término derivado es particularmente sensible al ruido. Es posible que deba usar filtros u otras técnicas para reducir el impacto del ruido en el sistema.
Seguridad y protección: Al sintonizar los parámetros PID, es importante asegurarse de que el sistema permanezca seguro y protegido. Debe establecer los límites apropiados para la salida del VFD para evitar la corriente sobre el voltaje y otras condiciones peligrosas.
Nuestros productos VFD y sus capacidades PID
Como proveedor de VFD, ofrecemos una amplia gama de productos adecuados para diferentes aplicaciones. NuestroAccionamiento de frecuencia para motor trifásicoestá diseñado para proporcionar un control preciso para motores de tres fase. Tiene capacidades avanzadas de control de PID que se pueden configurar fácilmente para cumplir con los requisitos específicos de su aplicación.
NuestroVFD al aire libreestá construido para soportar condiciones ambientales duras. Viene con algoritmos de control de PID robustos que aseguran un funcionamiento estable incluso en entornos desafiantes al aire libre.
ElImpulso del inversorSuministramos es conocido por su alta eficiencia y flexibilidad. Los parámetros de control PID en nuestras unidades de inversor se pueden ajustar para optimizar el rendimiento de varios tipos de cargas.
Conclusión
Configurar los parámetros de control PID en un VFD es un paso crucial para lograr un rendimiento óptimo. Al comprender los conceptos básicos del control de PID, comenzar con las estimaciones iniciales y ajustar cuidadosamente cada parámetro, puede asegurarse de que su sistema VFD responda de manera rápida, precisa y estable.
Si está interesado en nuestros productos VFD y necesita más información sobre la configuración de control de PID o cualquier otro aspecto técnico, no dude en contactarnos para una discusión de adquisiciones. Tenemos un equipo de expertos que pueden ayudarlo a elegir el VFD correcto y configurar los parámetros PID para su aplicación específica.
Referencias
- Ogata, K. (2010). Ingeniería de control moderno. Prentice Hall.
- Åström, KJ y Murray, RM (2010). Sistemas de retroalimentación: una introducción para científicos e ingenieros. Princeton University Press.