Aptallar için PID kontrolü: Bilmeniz gereken her şey

PID Control for Dummies, karmaşık teknik kavramlara boğulmadan PID kontrolünü daha iyi anlamak isteyenler için tasarlanmıştır.

yönetmeli̇k aptallar i̇çi̇n pid bi̇lmeni̇z gereken her şey

Enstrümantasyon alanında ister teknisyen ister öğrenci olun, bu makale sizi pid kontrolör hakkında bilgi sahibi olmanız için yönlendirecek bir kaynak olmayı amaçlamaktadır.
PID kontrolünün kökenleri, nasıl çalıştığı, farklı endüstrilerde PID kontrolünün önemi ve prosesinizi optimize etmek için ipuçları hakkında bilgi edineceksiniz.

Önemli noktalar

  1. PID kontrolörü endüstriyel sıcaklık kontrolünün ayrılmaz bir parçasıdır. endüstri̇yel sicaklik kontrol si̇stemleri̇ geniş bir endüstri ve uygulama yelpazesinde.
  2. Bir PID kontrolörünün temel amacı, hatayı en aza indirmek için bir ayar noktası değerini proses ölçümüyle karşılaştırmaktır.
  3. PID sıcaklık kontrolörleriniz için doğru ayarlar prosesinizin performansı üzerinde büyük bir etkiye sahip olabilir.
  4. PID, on/off, oransal bant, türev, integral, döngü, ayar noktası ve diğer birçok ilgili kavramın açıklanması, PID sisteminizin tüm gücünden yararlanmanızı sağlayacaktır.
sisteminizin kararlılığı ve performansı

Aptallar için PID kontrolüne ilişkin ücretsiz PDF kılavuzunuz

"Aptallar için PID kontrolü" kılavuzunu PDF formatında indirin
pid regülatörünün tari̇hçesi̇

PID kontrolörün tarihçesi

PID düzenlemesini tarihine değinmeden tartışmak zordur. Nicolas Minorsky, 20. yüzyılın başlarında, kılavuz personelin sürekli çabalarına rağmen gemilerin sabit bir rotayı koruyamadığını gözlemlemiştir.

Bay Minorsky daha sonra bu ihtiyaca bir çözüm geliştirdi: istenen yön ile gerçek yön arasındaki farklardan yararlanarak dümeni ayarlayabilen ve daha yumuşak bir seyir sağlayan otomatik bir kontrolörün kullanılması.

Bu, PID kontrolünün doğuşunun temelini oluşturdu ve endüstriyel süreçlerin kontrolü üzerindeki etkisi büyük oldu.

pid fr yönetmeli̇ği̇ni̇n doğuşu
çömlekçi̇li̇k firini i̇çi̇n kontrol döngüsü tr

Çalışma prensibi

Bir PID kontrolörünün nasıl çalıştığını kolayca anlamak için, PXF PID sıcaklık kontrol örlü bir çömlek fırını sıcaklık kontrol döngüsünün basit ve yaygın bir örneğine bakalım.

Fırının içindeki sıcaklık sabit bir ayar noktasında, örneğin 800°C'de tutulmalıdır.

basit temel düzenleme tr

Basit bir açma/kapama kontrol sistemi (fırın ya açılır ya da kapanır) yerine, PID sıcaklık kontrolörü, fırın içindeki ürünün kalitesini bozabilecek herhangi bir sapmayı önlemek için bu sıcaklığı sabit tutacaktır.

açık döngü sistemi

Şöyle çalışıyor.

Kontrol sürecinin başlangıcı bir termokupl sıcaklık sensörü fırının içindeki sıcaklığı izler.

eşdeğer blok şeması
kapalı veya açık döngüde sistem yanıtı tr

Bu ölçmek . sıcaklıksıcaklık ayar noktası ile karşılaştırılır (bu örnekte 800°C).

kapalı döngü sistemi tr

Hata olarak bilinen bu iki değer arasındakifark, bu hatayı azaltmak için çıkışta bir düzeltme eylemi formüle eden PID kontrolörüne gönderilir. PID sıcaklık kontrolörünün çıkışı daha sonra hatayı düzeltmek için fırın ısıtma elemanına optimum gücü sağlamak üzere SCR güç kontrolörünü kontrol eder.

kalite iyi düzenleme tr

Bu düzeltme üç fonksiyon veya büyüklüğün çarpımıdır: Oransal (P), İntegral (I ) ve Türev ( D ) terimleri birlikte PID (Oransal İntegral Türev) kısaltmasını oluşturur.

oransal integral türev tr
orantılı p

Orantılı (P)

Oransal bant eylemi, hatanın oransal bir katsayı (Kp) ile çarpılmasına eşdeğerdir. Bu işlem kontrolör çıkışını hatayla orantılı olacak şekilde ayarlar. Dolayısıyla, hata veya bozulma büyükse, düzeltme de büyük olacaktır ve bunun tersi de geçerlidir.

integral i

İntegral (I)

İntegral eylem, geçmiş hataları biriktirerek ve bunları zaman içinde entegre ederek kalıcı hatayı ortadan kaldırmayı amaçlar. Bu eylem, çıkışı entegre hatanın bir fonksiyonu olarak ayarlayarak sistemi kademeli olarak ayar noktasına yaklaştırır. İntegral katsayısı (Ki) bu bileşenin etkisini belirler.

türevi

Türev (D)

Türetilen eylem, hatanın değişim oranıyla ilgilidir. Bu öngörücü eylem, sistemin gözlemlenen eğilimlere dayanarak gelecekteki olaylara tepki vermesini sağlar. Türetilmiş katsayı (Kd) daha iyi kontrol için bu eylemin etkisini ayarlar.

pid regülatör ayarı

Bir PID kontrolörünün ayarlanması

Bir Oransal İntegral Türev kontrolörünün ayarlanması göz korkutucu görünebilir, ancak prosesinizin sorunsuz çalışmasını sağlamak için gereklidir. Ayar parametrelerinin her biri , P, I ve D, kontrolörün proses değerindeki değişikliklere nasıl tepki vereceğini etkiler.

Doğru ayarlar sisteminizin kararlılığını ve performansını önemli ölçüde artırabilir.

Ancak, kötü ayarlanmış ayarlar, tam tersine, salınımlara, aşırı uyarımlara ve düşük tepkilere yol açarak süreç kontrolünün kalitesini bozabilir.

uygun ayarlar regülatör pid pxf tr

PXF PID sıcaklık kontrol cihazlarını keşfedin

ziecler nichols yöntem tr

Ziegler-Nichols yöntemi

Ziegler-Nichols yöntemi, bir PID kontrolörünün parametrelerini ayarlamak için iyi bilinen bir yaklaşımdır.

Bu yöntem, kararlılık sınırına ulaşana kadar oransal kazancı (Kp) ayarlayarak sistemin veya sürecin salınım yapmasını sağlamaktan oluşur.

Salınım periyodu ve kritik kazanç daha sonra optimum oransal (Kp), integral (Ki) ve türev (Kd) katsayılarını belirlemek için kullanılır.

Bu yöntem PID parametrelerinin ilk ayarlaması için uygun olsa da, kontrol sisteminin optimizasyonunun daha fazla ayarlama gerektirebileceğini unutmamak önemlidir. Bu ayarlamalar, istenen yanıta ve sürecin özel kısıtlamalarına bağlı olacaktır.

pid düzenlemeleri̇ni̇n sinirlari tr

PID kontrolünün sınırları

Sisteminizin doğasında kararsızlık veya gecikmeler, bozulmalar, dış basınçlar vb. gibi diğer hakim sorunlar varsa, bir P, I, D kontrolörü bunları yalnızca yumuşatabilir, tamamen ortadan kaldıramaz. Bazen prosesi yeniden tasarlamak veya Bulanık Mantık sıcaklık kontrol teknolojisini tercih etmek faydalı olabilir.

pid düzenlemesinin sınırları iki versiyon tr

PID kontrolü hakkında SSS

PID kontrolünde kapalı döngü nedir?

Kapalı bir döngüde, sürecin mevcut durumu hakkındaki bilgiler sürekli olarak PID kontrolörüne geri beslenir.

Bu bilgiyi çıkışında bir düzeltme yapmak için kullanır ve böylece süreci ayar noktasına mümkün olduğunca yakın tutar.

Bu mekanizma, süreç değişkenlerinin yönetildiği hassasiyeti önemli ölçüde artırarak daha sıkı kontrol ve daha fazla istikrar sağlar.

Buna ek olarak, kapalı döngü sistemler, istenmeyen dalgalanmaları en aza indirerek harici bozulmalara karşı etkili bir katkı sağlar.

Yönetmelikte ya hep ya hiç terimi ne anlama gelmektedir?

Açık/Kapalı, sistemin %100 açık ya da tamamen kapalı olduğu bir kontrol modunu ifade eder. Ara çalışma seviyeleri yoktur.

PID kontrolüne kıyasla On/Off kontrolünün dezavantajları nelerdir?

  1. Hassasiyet eksikliği: İstenen sıcaklığı elde etmek ve korumak için gücü hassas bir şekilde ayarlayan PID kontrolünün aksine, Açık/Kapalı kontrolü yalnızca uç durumlarda (%100 açık veya kapalı) çalışır. Bu yöntem, stabilize olmadan önce sıcaklık hedefinde bir aşım yaratma eğilimindedir ve PID kontrolü ile elde edilen stabilite yerine dalgalanmalar yaratır.
  2. Sıcaklık salınımları: Açma/Kapama işlemi, ayar noktası etrafında daha büyük sıcaklık salınımlarına yol açar. Bu dalgalanma, hassas ve sabit sıcaklık kontrolü gerektiren prosesler için zararlı olabilir.
  3. Ekipmanda aşınma ve yıpranma: Açma/Kapama kontrolü ile ekipmanın sık sık açılıp kapanması mekanik ve elektrikli bileşenler üzerinde daha fazla baskı oluşturarak PID kontrolünün izin verdiği daha yumuşak çalışmaya kıyasla potansiyel olarak kullanım ömürlerini azaltır.
  4. Enerji tüketimi: Açma/Kapama kontrolü hareketsizlik dönemleri nedeniyle daha enerji verimli görünse de, özellikle sistemin başlangıçta çok fazla enerji tükettiği durumlarda, sık açma/kapama döngüleri aslında uzun vadede daha yüksek enerji tüketimine yol açabilir. PID kontrolü, hassas ayarı sayesinde optimize edilmiş enerji tüketimine yönelir.
  5. Bozukluklara yanıt: Açma/Kapama kontrolü, ani proses bozuklukları (örneğin klimalı bir odada açılan bir kapı) karşısında daha az etkili olabilir, çünkü yalnızca açıp kapatarak yanıt verebilir, oysa PID kontrolü, bozukluğa hızlı bir şekilde karşı koymak için uygulanan enerjiyi orantılı olarak ayarlayabilir.

 

Kısacası, Açma/Kapama kontrolü basit, daha az zorlu uygulamalar için uyarlanabilir.

Bununla birlikte, özellikle endüstriyel ortamlarda veya kritik proseslerde hassas ve etkili sıcaklık kontrolü için PID kontrolörleri: endüstriyel proseslerinizi iyileştirmek için çözüm, stabilite, enerji verimliliği ve ekipman koruması açısından önemli avantajlar sunar.

PID kontrolünde oransal bant nedir?

Oransal bant, oransal bir kontrolde kontrolörün kapalı durumundan tam güç durumuna (veya tam tersi) geçtiği değer aralığıdır. PID kontrolünün istenen değer ile mevcut değer arasındaki farka göre tepki veren kısmıdır. Fark ne kadar büyükse, yapılan düzeltme de o kadar büyük olur.

PID kontrolünde integral bandı nedir?

İntegral bant, PID kontrolünün zaman içinde biriken kısmıdır. Sapma ne kadar küçük olursa olsun devam ederse, bu düzeltme sapma düzeltilinceye kadar artmaya devam edecektir.

PID kontrolünde türev nedir?

PID kontrolündekitürevsel eylem, sapmanın değişim hızına tepki veren kısımdır. Bu sapmanın geleceğini tahmin etmeye ve çok hızlı değişimleri en aza indirmek için önleyici bir düzeltme yapmaya çalışır.

PID kontrolörleri nerede kullanılabilir?

PID kontrolörlerinin endüstrideki avantajları sayısızdır. İlaç endüstrisinde, gıda endüstrisinde (örneğin fırınlarda üretim kalitesini garanti etmek veya pizza fırınlarının sıcaklığını düzenlemek), otomotiv endüstrisinde (örneğin boya kabinlerinde enerji tüketimini azaltmak), laboratuvarlarda (örneğin otomotiv malzemelerini test ederken malzemelerin kalitesini garanti etmek), paketleme makineleri gibi özel makinelerde veya plastik endüstrisinde sıcaklık kontrolörleri ile kaliteyi artırmak, özellikle de :

 

  • Sıcaklık kontrolü
  • Akışkan akışı ve hız kontrolü
  • Seviye izleme
  • Basınç regülasyonu

Ve sıcaklık kontrol sistemleri ile diğer birçok uygulama.

yanlış ayarlar
pid düzenlemeleri̇ni̇n karmaşikliğinin si̇zi̇ durdurmasina i̇zi̇n vermeyi̇n

PID kontrolünün karmaşıklığının sizi durdurmasına izin vermeyin!

Fuji Electric'te endüstriyel sıcaklık kontrol uzmanlarımız, sistemleriniz için ideal PID kontrolörlerini seçmenize yardımcı olmaya hazırdır. Kontrolörlerin devreye alınması sırasında parametre ayarlarının ince ayarını yapmanız için size yardımcı olacağız.

İster deneyimli bir profesyonel ister bu alanda acemi olun, ekibimiz PID kontrolünü işletmeniz için kontrol edilebilir, yüksek performanslı bir varlığa dönüştürmek için burada.

Fiyat teklifi alınPID kontrolör yelpazesini keşfedin