Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

You are viewing an old version of this page. View the current version.

Compare with Current View Page History

Version 1 Next »


ПИД – это регулятор, осуществляющий пропорциональное, интегрирующее и дифференциальное управление. ПИД регуляторы находят широкое применение в современных системах точного контроля, таких как управление термосистемами.

На вход регулятора подаётся измеренная датчиком физическая величина (температура, влажность и т.д.), регулятор в соответствии со своим алгоритмом (реализующим функцию преобразования) выдаёт управляющее воздействие. Это вызывает изменение регулируемой величины (например, температуры или влажности). На следующем шаге регулятор снова делает замер регулируемого параметра и сравнивает эту величину с заданной, вычисляя ошибку регулирования. Новое управляющее воздействие формируется с учётом ошибки регулирования на каждом шаге. Значение величины, которое нужно поддерживать, задаётся пользователем.

Структурная схема ПИД-регулятора


В схематическом варианте ПИД-регулятор выглядит так:


                                                   Рисунок 1

В системе ПИД-регулятора имеется три составляющие: интегральная, пропорциональная и дифференциальная. Каждая из них имеет соответствующий коэффициент (К). Чем больше коэффициент, тем больший вклад данная составляющая вносит в работу регулятора.

Пропорциональная составляющая

Пропорциональная составляющая просто умножает величину ошибки на свой коэффициент. Например, чем больше заданная температура по сравнению с текущей, тем большее напряжение будет на выходе устройства.

Интегральная составляющая

Интегральная составляющая необходима, чтобы учитывать предыдущий опыт работы регулятора и делать управление всё точнее и точнее со временем. Регулятор суммирует все предыдущие значения ошибки регулирования и делает на них поправку. Как только система выйдет на заданный режим (например, достигнет заданной температуры) ошибка регулирования будет близка к нулю и интегральная часть со временем будет всё меньше влиять на работу регулятора. Говоря простым языком, интегральная составляющая стремится исправить ошибки регулирования за предыдущий период.
Ti - интегральная составляющая.

Дифференциальная составляющая

Эта составляющая берёт производную от измеряемой величины. производная - это скорость изменения физической величины. Например, чем быстрее растёт (или падает) температура в системе, тем больше будет соответствующая производная. Дифференциальная составляющая позволяет регулятору по-разному реагировать на резкие и плавные изменения регулируемой величины в системе, тем самым избегая «раскачивания» этой величины.
Td - дифференциальная составляющая

Пример использования ПИД-регулятора на основе SNR- ERD-4

Допустим, необходимо реализовать проветривание помещения следующим образом: чем больше температура внутри, тем больше нужно открыть заслонку
вентиляции. Для этого установим на вентиляцию привод, который будет плавно поворачиваться, а управляться будет сигналом напряжения. Для измерения температуры можно взять SNR-DTS-2. Для управления заслонкой подойдёт электропривод DA04N24P.

                                         Рисунок 2

Настройка ПИД-регулятора - довольно сложный и трудоёмкий процесс. На практике достаточно тяжело достичь оптимального регулирования и зачастую в этом нет необходимости. Чаще всего достаточно добиться такого вида переходного процесса, который устроит пользователя в условиях текущей задачи.
Настроим DAC/12V в режим аналогового выхода. В разделе “Настройки” - “Настройки входов/выходов”

                                                          Рисунок 3


ПИД-регулятор настраивается в WEB-интерфейсе устройства в разделе “Сервисы”- “ПИДрегулятор”

                                                   Рисунок 3

На рисунке 3 показаны настройки ПИД-регулятора.


1. Режим:

Аналоговый (в данном случае режим работы ПИД - аналоговый);

ШИМ;

Отключен.


2. Вход:


Напряжение (AC);

Датчик температуры (выбирается один из 10 возможных);

Ввод через SNMP.


3. Выход:

         Аналоговый выход (DAC);

Реле;

DIO (1 из 5).


4. Направленность:

Неинверсная;

Инверсная (в данном случае).


Направление изменения выходного сигнала, когда начальный входной сигнал меньше заданного - Неинверсная, наоборот - инверсная.


5. Нижний предел (в процентах);


6. Верхний предел (в процентах).


7. Уставка:

Задается входное значение на ПИД (в данном случае 19 градусов Цельсия);

Амплитудный фильтр (для снижения колебаний контура);

Коэффициент пропорциональности (К);

Период интегрирования (Ti) в секундах;

Период дифференцирования (Td) в секундах;

Период цикла регулирования (t) в секундах.

Описание OID и их значений


-inputPID

Для ввода данных для расчета ПИД, по SNMP

snmpset -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.1.0

Задаётся в формате INTEGER

-outputPercentPID

Вывод данных с ПИД в процентах.

snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.2.0

-outputRealPID

Вывод данных с ПИД в указанной на выходе величине.

snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.3.0

-ypPID

Пропорциональная составляющая ПИД

snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.4.0

-yiPID

Интегральная составляющая ПИД
snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.5.0

-ydPID

Дифференциальная составляющая ПИД

snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.6.0

-errorPID

Ошибка ПИД регулятора

snmpget -v1 -c public .1.3.6.1.4.1.40418.2.6.11.10.7.0



  • No labels