Mekhoa ea Taolo ea PID ho Automation
Lefatšeng la boiketsetso ba indasteri, ho boloka ts'ebetso e tsitsitseng le e shebaneng le eona ke tlhoko ea mantlha. Ebang ke ho boloka mocheso oa ontong ka boleng bo itseng, ho boloka boemo ba mokelikeli ka tankeng, ho laola lebelo la enjene ea conveyor, kapa ho laola khatello tsamaisong ea pneumatic - tsohle li hloka leano le tšepahalang la taolo. E 'ngoe ea mekhoa e sebelisoang haholo ka lebaka la bonolo ba eona, katleho le bonolo ba ho e kenya tšebetsong ke taolo ea PID (Proportional–Integral–Derivative). Sengoloa sena se tšohla likhopolo tsa motheo tsa PID, kamoo karolo ka 'ngoe e sebetsang kateng, ts'ebeliso ea eona boiketsetsong, le mekhoa ea ho lokisa bakeng sa ts'ebetso e ntle ea sistimi.
Taolo ea PID ke eng?
PID ke algorithm ea taolo ea maikutlo e balang lets'oao la taolo ho latela phapang lipakeng tsa boleng ba referense (sethapo) le boleng bo lekantsoeng (phetoho ea ts'ebetso/PV). Phapang ena e bitsoa phoso. Sepheo sa taolo ea PID ke ho fokotsa phoso kapele kamoo ho ka khonehang ntle le ho etsa hore sistimi e sisinyehe haholo kapa e se tsitse.
Ka kakaretso, molaoli o tla hlahisa tlhahiso (mohlala, ho buloa ha valve, motlakase oa enjene, kapa potoloho ea mosebetsi oa PWM) e amang ts'ebetso. Li-sensor li bala tlhahiso ebe li e bapisa le setpoint. Potoloho ena e tsoela pele ka ho tsoelang pele ho PLC, DCS, kapa molaoli ea kentsoeng.
Foromo ea motheo ea foromo e tsoelang pele ea PID:
u(t) = Kp e(t) + Ki ∫ e(t) dt + Kd · (de(t)/dt)
Litsamaisong tsa dijithale (tse kang tsa PLC), lipalo li etsoa ka karohano ho latela linako tse itseng tsa ho nka disampole.
Likarolo tsa PID: P, I, le D
1) Tekanyo (P)
Karolo e lekanang e fana ka karabelo e lekanang le boholo ba phoso ea hona joale. Haeba phoso e le kholo, tlhahiso ea tokiso le eona e tla ba kholo. Molemo ke karabelo e potlakileng le e bonolo.
Leha ho le jwalo, taolo ya P feela hangata e siya phoso ya boemo bo tsitsitseng (phoso e setseng ka mora hore sistimi e tsitse). Mohlala, taolong ya mocheso, mocheso o ka ema hanyane ka tlase ho sebaka se behiloeng hobane matla a tokiso ya P a fokotseha ha phoso e fokotseha.
Paramethara ea senotlolo: Kp (phaello e lekanang)
– Kp e nyane haholo: karabelo e liehang, phoso e nka nako e telele ho nyamela.
– Kp e kgolo haholo: kotsi ya ho thunya ho feta tekano le ho sisinyeha.
2) E Kopanetsoeng (I)
Karolo e kopaneng e akaretsa liphoso ha nako e ntse e ea. Mosebetsi oa eona ke ho felisa liphoso tsa boemo bo tsitsitseng, hobane esita le liphoso tse nyane li tla tsoela pele ho khanna tlhahiso ho fihlela phoso e atamela lefela.
Bothata ke hore di-integral di ka diehisa karabelo mme tsa baka ho feta tekano kapa ho sisinyeha haeba di le mabifi haholo. Bothata bo bong ba kgale ke ho kgutlela morao ha di-integral, moo di-integral di "hahang" haholo ha actuator e fihla moeding wa yona o phahameng/o tlase (ho tlala).
Liparamente tsa bohlokoa: Ki (gain e kopaneng) kapa ka linako tse ling e hlalosoa e le Ti (nako e kopaneng)
– Ki e nyane haholo: phoso ea boemo bo tsitsitseng e nyamela butle haholo.
– Ki e kgolo haholo: e thunya haholo, e sisinyeha, mme e sekamela ho kgutlela morao.
3) Derivative (D)
Karolo e tswang ho yona e bolela esale pele mokgwa wa diphoso ka ho sheba sekgahla sa yona sa phetoho. D e ka thusa ho fokotsa ho feta tekano le ho ntlafatsa botsitso, haholoholo ditsamaisong tse sekametseng ho sisinyeha.
Leha ho le jwalo, di-derivative di utlwahala haholo lerata la sensor. Ditekanyong tse lerata, D e ka baka hore tlhahiso e thothomele. Ka hona, diketso tsa D hangata di tsamaya le sefe (mohlala, sefe se fetiswang ka tlase) kapa di sebediswa e le sefe se tswang ho PV (ho ena le phoso) ho fokotsa ditlamorao tsa diphetoho tsa tshohanyetso tsa setpoint.
Dipharamithara tsa bohlokwa: Kd (gain derivative) kapa Td (time derivative)
– Kd e nyane haholo: phello ea ho fifala ha e bonahale haholo.
– Kd e kgolo haholo: tlhahiso e utlwahala lerata, sistimi e ka nna ya se phutholohe kapa ya se tsitse.
Hobaneng PID e tumme ho automation?
Li-PID li tumme ka mabaka a 'maloa a sebetsang:
1. Ho bonolo ho e kenya tshebetsong: Hoo e ka bang di-PLC le di-DCS tsohle di na le diboloko tsa tshebetso ya PID tse kentsweng kahare.
2. E tenyetseha haholo: E ka sebelisoa lits'ebetsong tse ngata (mocheso, boemo, phallo, lebelo, khatello).
3. Ha e hloke mehlala e qaqileng ea lipalo: Ho fapana le taolo e thehiloeng mohlaleng, PID e ka lokisoa ho sebelisoa mokhoa oa liteko.
4. Tshebetso e lekaneng bakeng sa ditlhoko tse ngata tsa indasteri: Bakeng sa ditshebetso tse ngata, PID e "ntle ka ho lekaneng" ka theko e tlase.
Leha ho le jwalo, PID ha se tharollo bakeng sa maemo ohle—mohlala, ditshebetsong tse sa tsamaellaneng haholo, tse nang le dinako tse kgolo tse shweleng, kapa ditshebetso tse nang le di-multivariable tse sebelisanang ka matla. Maemong ana, taolo e tswetseng pele (mohlala, MPC) ka dinako tse ding e loketse haholoanyane.
Mehlala ea lits'ebetso tsa PID indastering
1. Taolo ea mocheso (hitara/onto/boiler)
PV: mocheso oa thermocouple/RTD
Sehlahisoa: matla a hitara (SSR/thyristor) kapa ho buloa ha valve ea mouoane
Mathata: ho hloka mocheso le nako e shoeleng.
2. Laola boemo ba tanka
PV: boemo ba mokelikeli (sefetisi sa ultrasonic/khatello)
Sephetho: ho buloa ha valve ea inlet kapa lebelo la pompo
Mathata: litšitiso tse bakoang ke phallo e tsoang le liphetoho tsa bongata.
3. Taolo ea lebelo la enjene
PV: RPM ea encoder/tachometer
Sephetho: lets'oao ho VFD/servo drive
Mathata: ho fetola meroalo, khohlano, le ho se sebetse hantle ha mechine.
4. Taolo ea khatello
PV: sesebelisoa sa ho fetisa khatello
Sephetho: actuator ea valve kapa compressor
Liphephetso: ho hatelloa ha khase le matla a liphaephe.
Molao-motheo oa ho lokisa PID (ho lokisa)
Ho lokisa ke mokhoa oa ho khetha boleng ba Kp, Ki, le Kd e le hore sistimi e fihlelle litekanyetso tsa ts'ebetso: ho fihla kapele ho seta, ho fokotsa ho thunya, ho tsitsisa le ho hanela litšitiso.
Ho na le mekhoa e 'maloa e tloaelehileng ea ho lokisa:
1) Ho lokisa ka letsoho (teko le phoso)
Mekhoa e sebetsang e atisang ho sebelisoa tšimong:
– Ho qala ho tloha ho Ki = 0 le Kd = 0.
– Eketsa Kp ho fihlela karabelo e potlakile, empa e sa sisinyehe haholo.
– Kenya Ki butle-butle ho felisa phoso ea boemo bo tsitsitseng.
– Kenya Kd haeba ho hlokahala ho fokotsa ho thunya ho feteletseng le ho sisinyeha.
Senotlolo sa ho lokisa ka letsoho ke ho etsa diphetoho tse nyane, ho shebella karabelo ya mohato (phetoho ya sebaka kapa tshitiso), le ho netefatsa hore sistimi e dula e bolokehile.
2) Ziegler–Nichols (mokhoa oa ho sisinyeha)
Mokhoa oa khale: eketsa Kp ho fihlela sistimi e sisinyeha ka botsitso (phaello ea ho qetela), ngola nako ea phetisetso, ebe u bala liparamente tsa PID ho tsoa tafoleng. Mokhoa ona o potlakile, empa hangata o hlahisa li-overshoots tse kholo, kahoo ha se kamehla o loketseng lits'ebetso tse bonolo.
3) Ho lokisa ka bohona li-controller tsa sejoale-joale
Li-PLC/balaoli ba mocheso ba bangata ba fana ka likarolo tsa ho lokisa ka bohona. Ka tloaelo, sesebelisoa se tla fana ka lets'oao la teko, se khetholle karabelo ea ts'ebetso, ebe se bala liparamente tsa pele tsa PID. Liphetho hangata li ntle ka ho lekana e le ntlha ea qalo, empa li ka hloka liphetoho ho latela litlhoko tsa ts'ebetso.
Lintho tsa bohlokoa ts'ebetsong ea PID ea dijithale
1. Nako ea ho etsa disampole (Ts)
Ho etsa disampole butle haholo ho ka etsa hore taolo e arabele butle. Ho etsa disampole kapele haholo ho ka eketsa lerata le ho imetsa CPU haholo. Khetha Ts ho latela matla a tshebetso: ditshebetso tse potlakileng di hloka T e nyane, ha ditshebetso tse liehang di ka sebedisa T e kgolo.
2. Ho tlala ha tlhahiso le ho thibela ho fela ha moea
Ha tlhahiso e fihla moeding (mohlala, 0–100%), karolo e kopaneng e ka tswela pele ho hola mme ya baka ho fetella ha sistimi e kgutlela setlwaeding. Thibelo ya ho kgutlela morao e thibela ho bokellana ho sa hlokahaleng ha dikarolo tse kopaneng.
3. Ho sefa bakeng sa di-derivatives le PV
Hangata disensara di na le lerata. Sefe e fetisang ka tlase e thusa, haholoholo ha ho sebediswa dikarolo tsa D.
4. Setpoint ramp/qalo e bonolo
Liphetoho tse sa lebelloang tsa sebaka sa ho beha lintho li ka baka ho feteletsa lintho. Ho phahamisa sebaka sa ho beha lintho ho etsa hore phetoho e be bonolo.
Litekanyetso tse tloaelehileng tsa ts'ebetso li hlahlobiloe
Ka boiketsetso, ho lokisa PID hangata ho latela motsoako oa:
– Nako e potlakileng ea ho phahama (nako ea ho phahama ho ea sebakeng se behiloeng).
– Ho feta tekano ho honyenyane (ha ho fete sebaka seo ho behiloeng ho sona).
– Nako e khutšoanyane ea ho lula (e tsitsisoa kapele).
– Phoso e fokolang ea boemo bo tsitsitseng.
– Ho tiea hantle (ho lula ho tsitsitse leha ho na le diphetoho mojarong/tshitiso).
Hase ntho e 'ngoe le e 'ngoe e ka ntlafatsoang ka nako e le 'ngoe. Mohlala, ho loanela linako tsa ho phahama ka potlako hangata ho eketsa ho feteletsa lintho. Ka hona, ho lokisa ho itšetlehile ka lintho tse tlang pele ts'ebetsong: polokeho, boleng ba sehlahisoa, katleho ea matla, kapa boiketlo ba ts'ebetso.
Ho koala
Mekhoa ea taolo ea PID ke motheo oa litsamaiso tse ngata tsa othomathike ka lebaka la bokhoni ba tsona ba ho laola lits'ebetso ka katleho ka ts'ebetsong e bonolo. Ka ho utloisisa mesebetsi ea likarolo tsa P, I, le D, le ho sebelisa mekhoa e metle ea ho lokisa le ho kenya tšebetsong—joalo ka ho thibela ho fifala, ho sefa le ho nka sampole nako—PID e ka fana ka ts'ebetso e tsitsitseng, e arabelang, le e hanyetsanang le liphoso lits'ebetsong tse fapaneng tsa indasteri. Ho sa tsotellehe ho fumaneha ha mekhoa ea taolo ea sejoale-joale e rarahaneng haholoanyane, PID e ntse e le khetho e ratoang bakeng sa lits'ebetso tse ngata ka lebaka la tekano ea eona e ntle ea ts'ebetso, bonolo le litšenyehelo.
Haeba o lakatsa, nka fetola sengoloa sena ho latela moelelo o itseng (mohlala, PID ho Siemens/Omron PLC, taolo ea mocheso ka li-SSR, kapa mohlala oa lipalo tsa ho lokisa sistimi ea boemo ba enjene/tanka).
