Penggunaan pengawal PID dalam sistem automasi pada contoh TRM148 OWEN

Pelarasan automatik, sistem pelarasan

Kawalan automatik adalah sejenis kawalan automatik. Mengekalkan kestabilan nilai tertentu yang mencirikan proses teknologi, atau perubahannya mengikut undang-undang tertentu, dijalankan dengan mengukur keadaan objek terkawal atau gangguan dengan menjejaskan badan pengawalseliaan objek.

Untuk melaksanakan peraturan automatik, satu set peranti disambungkan kepada pemasangan yang akan dikawal, gabungannya dipanggil pengawal selia.

Berdasarkan pengukuran satu atau lebih pembolehubah yang mencirikan proses, pengawal mempengaruhi proses dengan menukar satu atau lebih tindakan kawalan, mengekalkan nilai set pembolehubah terkawal.

Sistem kawalan — sistem yang direka untuk mengekalkan undang-undang perubahan tertentu bagi kuantiti fizik tertentu dipanggil kuantiti terkawal.Titik set pembolehubah terkawal mungkin tetap, atau mungkin fungsi masa atau pembolehubah lain.

Dalam proses peraturan, nilai terkawal dibandingkan dengan nilai yang ditetapkan, dan dengan adanya sisihan nilai terkawal dari nilai yang ditetapkan, tindakan pengawalseliaan memasuki objek kawalan, memulihkan nilai terkawal.

Tindakan kawal selia boleh dimasukkan secara manual oleh seseorang. Jika pengukuran pembolehubah terkawal dan pengenalan tindakan kawalan dilakukan oleh instrumen, tanpa campur tangan manusia, maka sistem kawalan dipanggil sistem autonomi.

Selain tindakan kawalan, sistem kawalan dipengaruhi oleh gangguan yang menyebabkan pembolehubah terkawal menyimpang daripada nilai yang ditetapkan dan berlakunya ralat kawalan.

Mengikut sifat perubahan dalam tindakan kawalan, sistem kawalan dibahagikan kepada sistem penstabilan automatik (tindakan kawalan ialah nilai tetap atau fungsi tertentu bagi masa sistem kawalan yang diprogramkan) dan sistem servo (perubahan dalam kawalan tindakan ditentukan oleh tindakan kawalan yang tidak diketahui sebelum ini) ).

pengawal PID

Pengawal PID ialah peranti siap sedia yang akan membolehkan pengguna melaksanakan algoritma perisian untuk mengawal satu atau satu lagi peralatan sistem automatik. Membina dan mengkonfigurasi sistem peraturan (kawalan) menjadi lebih mudah jika anda menggunakan peranti siap sedia seperti pengawal PID universal TRM148 untuk 8 saluran daripada syarikat OWEN.

Katakan anda perlu mengautomasikan penyelenggaraan keadaan iklim yang betul di rumah hijau: mengambil kira suhu tanah berhampiran akar tumbuhan, tekanan udara, kelembapan udara dan tanah, dan mengekalkan parameter yang ditentukan melalui kawalan Elemen pemanas dan peminat. Ia tidak boleh menjadi lebih mudah, hanya menala pengawal PID.

Mari kita ingat dahulu apa itu pengawal PID? Pengawal PID ialah peranti khas yang secara berterusan memperhalusi parameter output dalam tiga cara: berkadar, kamiran dan pembezaan, dan parameter awal ialah parameter input yang diperoleh daripada sensor (tekanan, kelembapan, suhu, pencahayaan, dll.).

Parameter input disalurkan kepada input pengawal PID daripada sensor, contohnya sensor kelembapan. Pengawal selia menerima nilai voltan atau arus, mengukurnya, kemudian membuat pengiraan mengikut algoritmanya dan akhirnya menghantar isyarat kepada output yang sepadan, akibatnya sistem automatik menerima tindakan kawalan. Kelembapan tanah berkurangan - penyiraman telah dihidupkan selama beberapa saat.

Matlamatnya adalah untuk mencapai nilai kelembapan yang ditentukan pengguna. Atau sebagai contoh: pencahayaan telah berkurangan - hidupkan phytolamp pada tumbuhan, dsb.

Kawalan PID

Malah, walaupun semuanya kelihatan mudah, matematik di dalam pengawal selia adalah lebih rumit, tidak semuanya berlaku dalam satu langkah. Selepas pengairan dihidupkan, pengawal PID mengukur sekali lagi, mengukur berapa banyak nilai input kini telah berubah-ini ialah ralat kawalan.Tindakan seterusnya pada pemacu kini akan diperbetulkan, dengan mengambil kira ralat pelarasan yang diukur, dan seterusnya pada setiap langkah kawalan sehingga sasaran — parameter yang ditentukan pengguna — dicapai.

Tiga komponen terlibat dalam peraturan: berkadar, kamiran dan pembezaan. Setiap komponen mempunyai tahap kepentingan tersendiri dalam setiap sistem tertentu, dan lebih besar sumbangan komponen ini atau itu, lebih penting ia perlu diubah dalam proses pengawalseliaan.

Komponen berkadar adalah yang paling mudah, lebih besar perubahan, lebih besar pekali (perkadaran dalam formula), dan untuk mengurangkan kesan, cukup untuk mengurangkan pekali (pendarab).

Katakan bahawa kelembapan tanah di rumah hijau jauh lebih rendah daripada titik set - maka masa penyiraman harus selagi kelembapan semasa lebih rendah daripada titik set. Ini adalah contoh kasar, tetapi prinsipnya lebih kurang sama.

Komponen integral — adalah perlu untuk meningkatkan ketepatan kawalan berdasarkan peristiwa kawalan sebelumnya: ralat sebelumnya disepadukan dan pembetulan dibuat ke atasnya untuk akhirnya memperoleh sisihan sifar dalam kawalan masa hadapan.

Dan akhirnya, komponen pembezaan. Di sini kadar perubahan pembolehubah terkawal dipertimbangkan. Tidak kira sama ada titik tetapan ditukar dengan lancar atau tiba-tiba, tindakan kawalan tidak boleh membawa kepada penyelewengan yang berlebihan dalam nilai semasa kawalan.

Ia kekal untuk memilih peranti untuk kawalan PID. Hari ini terdapat banyak daripada mereka di pasaran, terdapat berbilang saluran yang membolehkan anda menukar beberapa parameter sekaligus, seperti dalam contoh di atas dengan rumah hijau.

Mari lihat peranti pengawal selia menggunakan contoh pengawal selia PID universal TRM148 dari syarikat OWEN.

Lapan sensor input memberi isyarat kepada input masing-masing. Isyarat diskalakan, ditapis, diperbetulkan, nilainya boleh dilihat pada paparan dengan menukar dengan butang.

Output peranti dihasilkan dalam pelbagai pengubahsuaian dalam kombinasi yang diperlukan seperti berikut:

• geganti 4 A 220 V;

• optocoupler transistor n-p-n-jenis 400 mA 60 V;

• optocoupler triac 50 mA 300 V;

• DAC «parameter — semasa 4 … 20 mA»;

• DAC «parameter-voltan 0 … 10 V»;

• 4 … 6 V 100 mA keluaran kawalan geganti keadaan pepejal.

Jadi, tindakan kawalan boleh menjadi analog atau digital. Isyarat digital — ini adalah denyutan lebar berubah-ubah, dan analog — dalam bentuk voltan ulang-alik berterusan atau arus dalam julat seragam: dari 0 hingga 10 V untuk voltan dan dari 4 hingga 20 mA — untuk isyarat semasa.

Isyarat keluaran ini hanya digunakan untuk mengawal penggerak, katakan pam sistem pengairan atau geganti yang menghidupkan dan mematikan elemen pemanas atau motor untuk mengawal injap penggerak. Terdapat penunjuk isyarat pada panel kawalan.

Untuk interaksi dengan komputer, pengawal selia TPM148 dilengkapi dengan antara muka RS-485 yang membolehkan:

• konfigurasikan peranti pada komputer (perisian konfigurasi disediakan secara percuma);

• menghantar ke rangkaian nilai semasa nilai yang diukur, kuasa keluaran pengawal selia, serta semua parameter boleh atur cara;

• menerima data operasi daripada rangkaian untuk menjana isyarat kawalan.