Bir PID denetleyicisi nasıl yapılandırılır ve bağlanır.
Bu kılavuz, sensör kablolaması, aktüatör kontrolleri, güç bağlantıları, PID ayarı ve sıcaklık kontrolü testi hakkında bilgiler içerir.
1. Giriş
PID kontrolörü, gerekli düzeltmeyi hesaplamak ve bunu son kontrol elemanına uygulayarak hatayı en aza indirmek için bir algoritma kullanır. buPID sıcaklık kontrolörüDüzeltmeyi hesaplamak ve kontrol elemanına sürekli olarak uygulamak için Orantılı (P), Tamsayı (I) ve Türev eylemlerini birleştiren karmaşık bir algoritma kullanır. Bu, hatayı en aza indirir ve kararlılığı sağlar. Bir PID denetleyicisinin yeteneklerini en üst düzeye çıkarmanın ilk kritik adımı, onu doğru şekilde bağlamak ve yapılandırmaktır. Kılavuz, sensör bağlantıları, aktüatör kontrolleri, güç kaynakları, konfigürasyonlar, test ve sorun giderme süreçlerinin tamamında size yol gösterir. Başarılı bir uygulamayı garanti etmek için yerleşik ilkelerden yararlanır.
2. PID Sıcaklık Kontrolünün Temelleri
Bu fark ya da "hata", sizin dediğiniz şeydir.
Oransal Eylem (P): Hatanın büyüklüğüne göre çıktıyı ayarlayan bileşen. Çıktı, bir hatanın büyüklüğüne göre ayarlanır. Büyük bir hata daha büyük bir ayarlamaya neden olurken, küçük bir hata daha küçük bir ayarlamaya yol açacaktır. Oransal kontrol, hatayı hızlı bir şekilde azaltır, ancak geride artık (ofset) bir hata bırakır.
İntegral eylem (I): İntegral eylem, kümülatif hatayı hesaba katar. Çıktı, oransal eylemden kalan hatayı ortadan kaldırmak için sürekli olarak sürülür. Bu bileşen geçmiş hataları hatırlar ve ayar noktasına ulaşmak için çıkışta ayarlamalar yapar.
Türetilmiş Eylem (D), Hatadaki değişim hızına tepki veren kısımdır. Türev Eylemi, sıcaklığın hızla değişmesi durumunda sisteme uygun bir kuvvet uygular.
3. Bağlantınızın temelini atmak
Planlama, başarılı bir bağlantının anahtarıdır. Yanlış kablolama ve konfigürasyona, ekipmanın hasar görmesine veya güvenlik endişelerine neden olabileceğinden bu aşama aceleye getirilmemelidir.
Sisteminizi Tanımlayın: Sıcaklığı hassas kontrol gerektiren prosesi veya sistemi tanımlayın. Normal sıcaklık aralığı nedir? Hangi doğruluk gereklidir? Ne kadar termal kütle gereklidir ve sistemin yanıt vermesi ne kadar sürer? Kontrolör ve aktüatör özellikleri bu bilgilerle belirlenir.
Doğru denetleyiciyi seçin: PID denetleyicilerinin hepsinin eşit olması gerekmez. Aşağıdakiler gibi faktörleri göz önünde bulundurun:
Kontrol algoritması: Bu denetleyicinin standart bir PID'si veya gelişmiş algoritmaları var mı? (yani Smith tahmincisi ve filtre seçenekleri) Yoksa sargılara karşı sıfırlamaya karşı koruma sağlıyor mu?
Giriş türleri: Denetleyicinin, kullanmayı düşündüğünüz sensör sinyallerini kabul edebildiğinden emin olun.
Hangi çıktı türünü seçeceksiniz? Fanlar veya ısıtıcılar için Katı Hal Röleleri, solenoidleri veya kontaktörleri kontrol eden Röle çıkışları, Darbe Genişlik modülasyonu (PWM), fan hızlarını yönlendirmek için kullanılan çıkışlar ve diğer cihazlar veya kontrolörlerle arayüz için Analog Voltaj/Akım dahil olmak üzere birçok seçenek vardır.
İletişim: Uygulama, izleme, günlüğe kaydetme veya daha büyük bir sistemle (ör. Modbus RTU/TCP/Profibus, Ethernet/IP, vb.) entegrasyon için iletişim gerektiriyor mu?
Arayüz ve Ekran: Hangi seviyede arayüze ihtiyacınız var?
Kalibrasyon dikkate alınması gereken bir husustur: Uygulamanın gereksinimlerine ve sensörün/kontrolörün ilk kurulduğu duruma bağlı olarak ilk kalibrasyon gerekebilir. Bu, okumaların doğru olmasını ve kontrolün düzgün çalışmasını sağlayacaktır.
Ölçüm boşluğunun kapatılması: Sıcaklık sensörünün bağlanması
Sıcaklık sensörleri, kontrolörün "burnu" dur - sıcaklığı ölçerler. K, E, J veya KJ Tipi gibi termokupllar ve Direnç Sıcaklık Sensörleri, Pt100, Pt1000, yaygın endüstriyel sensörlerdir.
Sensör giriş terminallerini bulun: PID Kontrol Panelinde, genellikle "IN", "THERM" veya "RTD" olarak işaretlenmiş olan belirlenmiş giriş Terminallerini bulun.
Sensör Tipini Belirleyin: Sensör tipini belirlediğinizden emin olun.#39; yeniden kullanıyor. Bu tür bir sensör denetleyicide yapılandırılmalıdır.
Bağlantı şemasına bakın: PID kontrol cihazının kılavuzuna ve beraberindeki kablo şemasına bakın. Şema size terminallerin nasıl bağlanacağını ve ne tür bir bağlantının gerekli olduğunu söyleyecektir (örneğin, RTD'ler için dört kablo veya standart termokupllar için üç kablo). Ayrıca polariteyi ve ihtiyaç duyulan diğer bilgileri de gösterir.
Termokupl Ex: Tipik olarak BNC, DB9 veya vidalı terminaller gibi belirli konektörler kullanarak bağlayın. Bu şema, her bir terminale hangi kabloların bağlandığını ve soğuk bağlantı telafisinin kontrolöre yerleşik olup olmadığını (tezgah üstü kontrolörlerde ortaktır) veya bir dış sensör gerektirip gerektirmediğini gösterir.
RTD örneği: Sensör elemanının kullanılıp kullanılmadığına ve nasıl kullanıldığına bağlı olarak dört adede kadar kablo gerektirebilir#39; heyecanlı. Bağlantı şemaları, doğru direnç ölçümleri için uygun bağlantıları detaylandıracaktır.
Bağlantının Güvence Altına Alınması: Sensör kablolarını kesin ve terminallere takın. Vidaları sıkın. Kısa devreleri önlemek için bağlantının güvenli ve iyi yalıtılmış olduğundan emin olun. Terminal blokları varsa, bunları kullanın. Daha fazla güvenilirlik için doğrudan vidalı bağlantılardan kaçının.
Kalibrasyon Testi (İsteğe Bağlı, ancak Önerilir): Bilinen ve kalibre edilmiş bir termometreye sahip bir sıcaklık kaynağına erişebiliyorsanız, kablolamadan sonra temel bir test yapın. Kontrolör tarafından görüntülenen sıcaklığı kalibrasyona göre doğrulayın. Kontrol cihazınızın kalibrasyon özelliklerine bağlı olarak küçük ayarlamalar mümkün olabilir.
Kontrol Komutunun Yürütülmesi: Son kontrol elemanına (Aktüatör) bağlanma.
Tüm sistemin "kası" dır. PID alıcısı, PID'den alınan sinyallere göre proses sıcaklığını ayarlar.
Aktüatörü Tanımlayın: Hangi cihazın sıcaklığı ayarlayacağını belirleyin. (örn. röle ile kontrol edilen bir ısıtıcı veya PWM ile kontrol edilen bir fan).
Çıkış Terminallerini Bulun PID kontrolünün genellikle "OUT", "AO" veya "DA" (Dijital/Röle/Analog) Çıkışlar olarak işaretlenen çıkış terminallerini arayın.
Kontrolörün çıkışının aktüatörünkiyle eşleştiğinden emin olun: Çıkış tipinin giriş gereksinimiyle aynı olduğundan emin olun.
Analog çıkış (AO/DA).
Dijital/Röle çıkışı (DA): Daha sonra büyük yükleri kontrol eden kontaktörler ve röleler gibi cihazlara güç vermek için kullanılır. Voltaj değerlerine (örn. 5V mantık veya 24V röle bobini) ve kablolama konfigürasyonuna (örn. Normalde Açık (NO) ve Normalde Kapalı (NC) ) dikkat edilmelidir. Kontrolör çıkışını doğru şekilde ayarlamak önemlidir (örn. darbe uzunluğu ve görev döngüsü).
Bir Aktüatörü Bağlayın: Aktüatörü veri sayfasına uygun olarak kurun. Cihazları değiştirmek için röle çıkışları kullanıyorsanız, cihazın çıkışın NO/COM (veya uygulamaya bağlı olarak NC/COM) terminalleri ile kaynak gücü arasına düzgün şekilde bağlandığından emin olun. Analog aktüatörün giriş kablosunu kontrolörden gelen sinyal kablosuna bağlayın.
Çıkış aralığını ve ölçeği ayarlayın: Kontrol cihazınızın yapılandırma menüsünü açın (normalde bir LCD ekran veya düğmeler aracılığıyla). Çıkışa gidin ve parametreleri aktüatörünüze uyacak şekilde ayarlayın. Çıkış aralığını ayarlayın (örn. %0-100, 0-10V) ve aktüatörün çalışma aralığına karşılık geldiğinden emin olun.
Denetleyiciye güç bağlama: Enerji Verme Sistemi
PID'nin çalışması için sabit bir güç kaynağı gereklidir. Yanlış kablolama ciddi tehlikelere yol açabilir.
Güç girişi terminallerini bulun. Denetleyicinin arkasında veya yanında bulunan "AC IN", VAC terminallerini veya diğer benzer terminalleri arayın.
Kontrolörün terminallerini güç kaynağına bağlayın (Canlı, Nötr ve Toprak). Bağlantı şeması kullanım kılavuzunda yer almaktadır.
Genellikle AC ana gücünden gelen sigortalı kablo olan güç kaynağını bağlayın.
Güvenlik ve Polarite: Tüm bağlantıları kontrol edin. Herhangi bir kabloya dokunmadan önce elektriğin kapalı olduğundan emin olun. AC gücünün fazını kontrol edin (L1/L/N/G). DC gücü kullanılırken yanlış polarite nedeniyle kontrolör zarar görebilir.
PID denetleyicisi için Algoritmaları Ayarlama
Kontrolör ve#39; S Intelligent, yapılandırma sırasında hayat bulur. Bu adımda dikkat edilmesi gereken bir husustur.
Yapılandırma Modu Erişimi: Kontrol cihazınızdaki tuş takımını veya düğmeleri kullanarak ya da bir PC arabirim yazılımı kullanarak programlama moduna girin. Bu, belirli LED desenleriyle veya ekran modundaki bir değişiklikle gösterilebilir.
İlk PID parametrelerinin ayarlanması (ayarlama): Genellikle en karmaşık kısım. Genellikle, ilk parametrelerin ayarlanması gerekir ("ayarlama") Birçok denetleyicinin bir özelliği olan Otomatik Ayar veya "Otomatik Ayar", nasıl tepki verdiğini gözlemlemek için ayar noktasında (genellikle küçük bir adımla) bir değişiklik içeren otomatik bir test gerçekleştirir. Daha sonra P, I ve D değerlerini hesaplar. Tercih ederseniz veya ihtiyacınız varsa manuel PID ayarlama kaynaklarına (Ziegler Nichols yöntemi gibi) bakın. Muhafazakar değerlerden başlayarak artımlı olarak ayarlayın. Sürecin yanıtını izleyin (minimum aşma ve hızlı yerleşme). İstikrarlı, duyarlı ve salınımsız bir süreç elde etmek için kontrol sistemini ayarlamak önemlidir.
Çıkış filtresi ve nemlendirme: Bazı kontrolörler, sensörlerden gelen gürültü sinyallerini yumuşatan ve düzensiz eylemleri önleyen bir çıkış filtresi ayarına sahiptir. Bazı kontrolörler, avlanmayı veya aşmayı azaltabilen sönümleme işlevlerine sahiptir (ayar noktasına yakın küçük salınımlar).
Darbesiz İletim: Denetleyici yetenekliyse darbesiz iletimi yapılandırın. Bu, sinyalin aniden sıçramasına gerek kalmadan parametreleri veya ayar noktasını değiştirmenize olanak tanır. Aşmaya neden olabilir, hatta sisteminize zarar verebilir.
Ayarları Kaydedin ve Çıkın: Yapılandırmadan sonra, ayarların denetleyicinin belleğinde saklandığından emin olun (tam kaydetme komutunu öğrenmek için kılavuzunuza bakın). Yapılandırma modundan çıkın.
Doğrulama ve Test: Performansın Doğrulanması
Doğru performansı sağlamak ve işlemi doğrulamak için fiziksel yapılandırma ve bağlantıdan sonra kapsamlı bir şekilde test etmek önemlidir.
Görsel inceleme: Tüm kabloları yalıtım, doğruluk ve güvenlik açısından kontrol edin.
Güç: Güç kaynağındaki sigortayı veya devre kesiciyi değiştirin.
İlk Yanıt İzleyicisi: Oyun kumandanızın ekranına bakın. Doğru sıcaklığı gösteriyor mu?
Kapalı döngü kontrolü: Ayar Noktasını (SP) değiştirin. Sistemin yanıtını izleyin. Sistem ayar noktasına doğru bir şekilde ulaşabiliyor mu? Doğru mu? Ayar noktası çevresinde herhangi bir aşırı salınım veya aşma var mı? Yaklaşma hızını ve kararlılığını izleyin.
Son Ayar: Gerekirse, ilk performansa göre PID parametrelerinde ince ayar yapın. Optimum performans için küçük ayarlamalar gerekebilir. Bu, özellikle kararlı durum hatalarını azaltmak için İntegral Eylem ve kararlılığı artırmak için Türev Eylem için geçerlidir.
Veri kaydı (isteğe bağlı). Kontrol cihazınızın veri kaydetme özellikleri varsa, veri kaydedicinin sıcaklık verilerini günlüğe kaydetmesini ve kontrol verilerini çıkarmasını sağlayabilirsiniz. Sisteminizin performansını analiz etmede ve sorun gidermede paha biçilmez olabilir.
Yaygın Sorunlar ve Sorun Giderme: Nasıl Çözülür?
Dikkatli bir planlama ile bile, sorunlar yine de ortaya çıkabilir. İşte ortaya çıkabilecek bazı belirtiler ve olası nedenleri.
Sıcaklık Değişmiyor / Kontrolör Çıkışı Aktif Değil:
Ayar noktasının doğru şekilde ayarlandığını ve işlem aralığında olduğunu doğrulayın.
Çıkış konfigürasyonunun aktüatör gereksinimleriyle uyumlu olup olmadığını kontrol edin.