PID vezérlőrendszer hangolási útmutató a hűtési és HVAC szabályozási hurokhoz

A mínusz 18 Celsius-fokra beállított fagyasztószekrényben, amely mínusz 15 és mínusz 20 között sodródik, rövid ideig tart a kompresszor és az elpárologtató egyik vége fagyos, általában nem hiányzik a hűtőközeg. Kevés a jó irányítás. A PID vezérlőrendszer dönti el, hogy meddig nyílik ki a tágulási szelep, mikor zár a folyadékvezeték mágnesszelepe, és milyen gyorsan áll helyre a helyiség egy ajtó nyitva hagyása után. Semmilyen töltésbeállítás nem oldja meg az önmagával küzdő hurkot.

Először a rövid válasz. A PID vezérlőrendszer egy zárt hurkú szabályozó, amely összehasonlítja a mért értéket a célértékkel, és három súlyozott kifejezéssel korrigálja a különbséget: arányos, integrál és derivált. A hűtési és klímatechnikai munkákban az aritmetika az egyszerű rész. Az érzékelő, az aktuátor dönti el, hogy a hurok megtartja-e a célját, és hogy a hangolás megfelel-e a terhelés hőtehetetlenségének.

Hogyan javítja ki a PID vezérlőrendszer a hibát

Minden ciklus ugyanazt a sorozatot futja. A vezérlő beolvassa a folyamatváltozót, kivonja azt az alapjelből, hogy megkapja a hibát, kiszámítja a három tagot, összeadja őket, és az eredményt elküldi egy végső vezérlőelemnek. Az elem működik, a folyamat reagál, az érzékelő jelent, és a ciklus megismétlődik. Az az időzítő, amely tíz percig járatja a kompresszort, és öt percig pihenteti, mindezt nem teszi meg, ezért a nyílt hurkú vezérlés nem tudja megtartani a helyiséget a változó terhelésen keresztül.

A három feltétel és az, amit mindegyik javít

Arányos cselekvés

Az arányos művelet az aktuális hibával arányos kimenetet eredményez. Ha a helyiség 2 K-vel az alapjel felett van, és az erősítés úgy van beállítva, hogy minden kelvin 8 százalékkal nyit egy moduláló szelepet, a szelep 16 százalékra mozog. Ez a kifejezés végzi el a munka nagy részét a lehúzás során.

Egyedül nem tudja befejezni a munkát. Ahogy a helyiség az alapjelhez közeledik, a hiba csökken, és ezzel együtt a teljesítmény is csökken, amíg a szelephelyzet pontosan kiegyenlíti a terhelést. Ez az egyensúlyi pont az alapjeltől távol helyezkedik el, és eltolásnak vagy állandósult állapotú hibának nevezik. A csak arányos szabályozás gyakran 1-2 K-vel leállítja a célt, ami kényelmes hűtés esetén tolerálható, gyorsfagyasztónál nem.

Integrált cselekvés

Az integrált művelet összegzi a hibát az idő múlásával, és addig nyomul, amíg az összeg növekedése meg nem áll, ami megszünteti az eltolást. A költség az idő, és ha agresszíven van beállítva, akkor túllépés. Ha az összeg felgyülemlik egy olyan időszak alatt, amikor a kimenet nem tud reagálni, például egy leolvasztási zárolás, akkor erősen meghajtja a kimenetet abban a pillanatban, amikor a zárolás megszűnik. Ez egy integrált felszámolás, és ez a gyakori oka annak, hogy a leolvasztás után a bolt 5 K-vel túllép.

Származékos Akció

A származékos művelet a hiba változási sebességére reagál, ami tompítja a túllövésre hajlamos hurkot. Reagál az érzékelő zajára is, mert a nyomás-átalakító, amely minden mintavételi periódusonként 0,2 bar-t rángat, rendkívül gyors változási sebességnek tűnik. A legtöbb hűtőberendezés a származékos kifejezést a folyamatváltozóra alkalmazza, nem pedig a hibára, és egy-három másodperces szűrővel párosítja. Ahol a szállítási késleltetés dominál, ami a legtöbb áramkör, a derivált nullán marad, és helyette egy PI hurkot használnak.

Egy konkrét példa. Egy elektronikus expanziós szelep, amely a túlhevülést 5-8 K között tartja, arányos működésre támaszkodik a terhelés nyomon követésére és integrált működésre az álláshiba megszüntetésére. Ha a túlhevítés 2 K és 15 K között ingadozik, akkor ritkán a származékos kifejezés a felelős. Az érzékelő válaszideje és a szeleplépés felbontása általában ilyen.

Hőtágulási szelep a hűtési túlmelegedés szabályozásához Kompakt sárgaréz vagy rozsdamentes acél szelep állítható 0–8°C-os statikus túlhevítéssel kereskedelmi és ipari hűtési alkalmazásokhoz. Termék megtekintése →

Hangolási módszerek és reális számok

A hangolás az, ahol az elmélet találkozik az üzemmel. A munka nagy részét három megközelítés fedi le.

1. Kézi hangolás. Nullázzuk az integrált és a derivált tagokat, növeljük az arányos erősítést, amíg a hurok egyenletesen rezeg, majd felezzük. Adjon hozzá integrált műveletet, amíg az eltolás elfogadható időn belül meg nem szűnik. Csak akkor adja hozzá a származékot, ha a túllépés továbbra is számít.
2. Ziegler és Nichols. Olvassa le az oszcillációs teszt végső nyereségét és periódusát, és alkalmazza a közzétett táblázatot. Az eredmény gyors és enyhén agresszív, amely megfelel a lassú hőmérsékleti huroknak.
3. Relé automatikus hangolás. A vezérlő egy kis határciklust kényszerít az alapjel körül, és ennek amplitúdójából és periódusából származtatja a modellt. Kényelmes, de pontosan úgy hangolja a hurkot, ahogy találtuk, beleértve a rosszul elhelyezett érzékelőt is.

Hasznos hivatkozási pontok. Egy szobahurok másodpercenként egyszer frissül. A túlhevítési hurok 100-200 ms-onként frissül. A hűtött vízhuroknak 0,5 K-en, a vitrinnek pedig 1 K-en belül kell tartania. A mintavétel sokkal gyorsabb, mint amennyire a folyamat reagálni tud, többnyire felerősíti a zajt.

Ahol a vezérlőhurok találkozik a hardverrel

Három hardveres döntés jobban alakítja az eredményt, mint bármely hangolási állandó.

• Érzékelő elhelyezése és sebessége. A visszatérő levegőben lévő szonda látja a helyiséget, míg a tekercshez rögzített szonda a tekercset látja. Az egyikre hangolt, a másikra operált hurok vadászni fog.
• Aktor felbontása. Egy be- és kikapcsolt mágnesszelep két pozíciót ad a huroknak, így a vezérlő csak a munkaciklust tudja változtatni. Egy moduláló szelep 200 vagy több pozíciót biztosít.
• Független védelem. A hűtőnyomás-szabályozó fix nyomásra kapcsolja a kompresszort vagy a kondenzátorventilátort, függetlenül attól, hogy a hőmérsékleti hurok mit kér, ami megakadályozza, hogy a meghibásodott érzékelő meghibásodott kompresszorrá váljon.

Az idő múlásával kapcsolatos viselkedés ugyanolyan fontos, mint az üzembe helyezés napján. A 40 másodpercenként ciklikus folyadékvezetékes mágnesszelep néhány éven belül több százezer műveletet halmoz fel, így az ülés kialakítása, a tekercsszigetelési osztály és a kézi felülbírálás gyakorlati kiválasztási kritériumokká válnak. Megjegyzések az EVR mágnesszelep stabilan tartása hosszú élettartamon keresztül érdemes elolvasni a kerékpározási díj rögzítése előtt.

EVR mágnesszelep a hűtési áramlás szabályozásához EVR mágnesszelep folyadék-, szívó- vagy forró gázvezetékekhez, AC/DC tekercs opciókkal és tartós tömítéssel hűtőrendszerekhez. Termék megtekintése →

Hűtőrendszer magas/alacsony nyomású szabályozó automatikus visszaállítással Mechanikus magas/alacsony nyomásszabályozó mutató mérőkkel és automatikus visszaállítással, kompresszorokhoz, ventilátorokhoz és leeresztő szelepekhez kötve a rendszer védelme érdekében. Termék megtekintése →

Amikor a hurok rosszul működik: tünetek és okok

• Nagy túllövés leolvasztás után: integrált felhúzás, vagy a leolvasztás befejezése az idő szerint, nem pedig a tekercs hőmérséklete szerint.
• Rendszeres oszcilláció két-öt percenként: túl nagy az arányos erősítés, vagy a szelep túlméretezett a terheléshez.
• Folyamatos eltolás, amely soha nem törlődik: csak arányos vezérlés, vagy olyan aktuátor, amely elérte az úthatárt.
• Véletlenszerű jitter fizikai ok nélkül: származékos működés, amely felerősíti az érzékelő zaját, vagy laza szondazseb.
• Rövid ciklus enyhe terhelés mellett: a hurok holtsávja alá beállított hiszterézis, vagy az érzékelő pontosságánál szűkebb holtsáv.
• A ház egyik része hideg, a többi meleg: az érzékelő helye, nem tuning.

A kaszkádvezérlés ennek egy részét eltávolítja. A külső hurok leolvassa a szobahőmérsékletet és beírja az alapjelet, míg a belső hurok leolvassa az elpárologtató vagy a szívás állapotát, és meghajtja a szelepet. A belső hurok másodpercek alatt reagál, mielőtt a helyiség elmozdulna, ami csökkenti a túllövést a hosszú szállítási késleltetésű rendszereken.

Mit kell ellenőrizni rendelés előtt

1. Milyen vezérlési tartományra és felbontásra van szükség? Az a szelep, amely a terhelés 10-100 százalékában modulál, más termék, mint az, amelyik 20 százaléknál teljesen kinyílik.
2. Mennyi az érzékelő pontossága és válaszideje, és szélesebb-e a hurok holtsávja, mint az érzékelő hibája?
3. Milyen ciklusszám várható az élettartam során, és az ülés és a tekercs anyagok ezt támogatják?
4. A réz és sárgaréz szerelvények, valamint a szelepek anyagai megfelelnek a használt hűtőközegnek és olajnak?
5. Rendelkezésre állnak-e ugyanabban a sorozatban alkatrészek, tekercsfeszültségek és kézi felülírási lehetőségek, így a javítás nem igényli a konzol átdolgozását?
6. Dolgozhat-e a szállító rajzból vagy mintából, ha a huroknak nem szabványos portméretre vagy áramlási jellemzőre van szüksége?

Azok a beszállítók, akik megépítik a vezérlőelemeket és megértik a hurkokat, amelyekben ülnek, gyorsabban bezárják ezeket a réseket. Egy gyártó a házon belüli tesztlabor és egyedi fejlesztési lehetőség megerősítheti az áramlási együtthatót vagy a tekercs névleges értékét a rajzból, nem pedig a katalógus lábjegyzetéből.

Fontos tudnivalók

• A PID szabályozási rendszer zárt hurkú: mér, hasonlít, korrigál, ismétel.
• Az arányos cselekvés a jelen hibájára reagál, az integrál cselekvés törli a múltat, a származékos cselekvés megelőlegezi a következő néhány másodpercet.
• A legtöbb hűtőhurok PI-ként működik a legjobban, a derivált a jól szűrt és gyorsan reagáló mérésekhez van fenntartva.
• A hangolás nem tudja kompenzálni a lassú érzékelőt, a túlméretezett szelepet vagy a rossz helyen lévő szondát.
• A ciklus élettartama és az anyagkompatibilitás dönti el, hogy a hurok a harmadik évben is teljesít-e.

A hurok igazi próbája nem a lépésre adott válasz az üzembe helyezés napján. Arról van szó, hogy az év legmelegebb délutánján, leolvasztás után és részben eltömődött tekercs mellett továbbra is célt tart-e a tok. Tervezze meg a hardvert ennek a követelménynek megfelelően, és a hangolási számok egyszerű részévé válnak.