הבנת היסודות של שליטה פיד באוטומציה

שליטה PID היא מושג בסיסי במערכות אוטומציה ובקרה.זה עומד על Proportional, Integral, ובקרת דרביטיבית, שהם שלושת המרכיבים הבסיסיים המרכיבים בקר PID. מאמר זה יחקור את היסודות של שליטה PID, מרכיביו, היישומים שלו, והטבות במערכות אוטומציה.

מה זה PID Control?

שליטה PID היא מנגנון בקרת משוב בשימוש נרחב המסייע לשמור על רמת התפוקה הרצויה במערכת.זה מחשב באופן קבוע ערך שגיאה כמו ההבדל בין סטנקט הרצוי לבין משתנה תהליך נמדד.בקר PID חל תיקון בהתבסס על תנאים פרופואליים, אינטגראליים ונגזרים.

המונחים: PID control

• (P): ⁇ :1) רכיב זה מייצר פלט אשר פרופורציונלי לערך השגיאה הנוכחי.
• (FLT:0) בקרת אינטגרלית (I): FearLT:1) רכיב זה מתמקד בהצטברות שגיאות העבר.זה משלב את השגיאה לאורך זמן ומתאים את התפוקה כדי לחסל את השגיאה של מדינת-מדינה חיה.
• (ב) סעיף זה צופה שגיאה עתידית בהתבסס על שיעור השינוי.

כיצד פועל PID

בקר PID פועל על ידי כל הזמן מדידה של תהליך משתנה ו חישוב השגיאה.הבקר ואז להתאים את קלט הבקרה בהתבסס על ההשפעות המשולבות של רכיבים פרופורציונליים, אינטגרליים ונגזרים.הנוסה עבור בקר PID ניתן לבטא כמו:

(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

דרישות של PID Control

בקרים PID משמשים באופן נרחב ביישומים שונים, כולל:

• בקרת טמפרטורה בתנורות ומערכות HVAC
• בקרת מהירות במנועים וכוננים
• בקרת לחץ בתהליכים תעשייתיים
• שליטה על מערכות פישוט
• בקרת מיקום ב- Roboticss ו-אוטומציה

היתרונות של בקרת PID

יישום שליטה במערכות אוטומציה מספק מספר יתרונות:

• (ב) ⁇ :0) ,הבקרים של PID מספקים שליטה מדויקת על משתנים בתהליך, ולהבטיח את הפלט הרצוי נשמר.
• (ב) ,0) ,Stability:REFLT:1 (שילוב של P, I ו- D רכיבים מסייע לייצב את המערכת, צמצום תנודות ופתרון יתר.
• ניתן לכוון את בקרים של PID:0 (FLT:1 ; ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
• (ב) ,0) אימוץ באופן בלתי נמנע: שליטה ב- 1FLT:1 היא טכניקה מובנת ומותקנת היטב בתעשייה.

כוונון PID

כוונון בקר PID כולל התאמת ערכי Kp, קי וקד כדי להשיג את הביצועים הטובים ביותר עבור יישום ספציפי. יש כמה שיטות עבור כוונון בקרים PID, כולל:

• (ב) ⁇ :0) מנינג: 1FLT (הופנה מהדף 1) התאמת הפרמטרים המבוססים על הניסיון והתגובה של המפעיל.
• (FLT:0) Ziegler-Nichols Method:BuildFLT) 1 שיטה היצית עתידנית המספקת ערכים פרמטר ראשוניים המבוססים על תגובת המערכת.
• (FLT:0) כלי תוכנה: 1FLT 1 Utilizing כלי תוכנה ומודלים סימולציה כדי להתאים את הפרמטרים PID.

אתגרים ב-PID Control

בעוד ששליטה PID יעילה, יש לה גם כמה אתגרים:

• (ב) ⁇ :0) מערכות לא-לינאריות: בקרים של PID 1 (PID) עשויים להיאבק במערכות לא-לנאריות שבהן מערכת היחסים בין קלט לתפוקה אינה קבועה.
• (ב) ⁇ :0) זמן עיכובים: 1 מערכות עם עיכובים משמעותיים בזמן עלולות להוביל לחוסר יציבות וביצועים עניים.
• (ב) ⁇ :0) ⁇ (לא משנה: 1) בקרים PID יכול להיות רגיש לרעש בסיגות המדידה, מה שמוביל לפעולות בקרה לא נכונות.

מסקנה

שליטה PID היא מושג חיוני באוטומציה המשלבת שליטה פרופורציונלית, אינטגרלית ונגזרת כדי להשיג ביצועים מדויקים ויציבים של המערכת.הבנת מרכיביה, היישומים ושיטות ההנעה היא חיונית לכל מי שמעורב במערכות אוטומציה ובקרה.על ידי יישום יעיל של תעשיות PID, יכול לייעל את התהליכים שלהם, לשפר את היעילות ולשפר את האמינות המערכת הכוללת.