كمورد VFD (محرك التردد المتغير) ، غالبًا ما يتم سؤالني عن الوظائف والمكونات المختلفة لمنتجاتنا. أحد الجوانب الأكثر أهمية التي تلعب دورًا مهمًا في أداء VFD هو التحكم في PID (النسبي - المتكامل - المشتق). في منشور المدونة هذا ، سوف أتعمق في وظيفة التحكم في PID في VFD وشرح سبب أهمية ذلك.
فهم أساسيات VFD
قبل أن نقفز إلى تفاصيل التحكم في PID ، دعونا نفهم بإيجاز ماهية VFD. VFD هو جهاز إلكتروني يتحكم في سرعة محرك التيار المتردد عن طريق تغيير التردد والجهد المقدم للمحرك. إنه يوفر العديد من الفوائد مثل توفير الطاقة ، والتحكم في العملية المحسّنة ، وتقليل الإجهاد الميكانيكي على المحرك والمعدات المتصلة.
ما هو التحكم في PID؟
التحكم في PID هو خوارزمية تحكم تستخدم على نطاق واسع في الأتمتة الصناعية. يستخدم ثلاثة أوضاع تحكم أساسية - نسبية ، متكاملة ، ومشتق - لحساب قيمة الخطأ بين نقطة setpoint (القيمة المطلوبة) ومتغير العملية (القيمة الفعلية). ثم يقوم وحدة التحكم بضبط الإخراج لتقليل هذا الخطأ.
السيطرة النسبية
يحسب المصطلح النسبي في Control PID الخطأ بين نقطة setpoint ومتغير العملية ويضربه عن طريق كسب نسبي (KP). ناتج وحدة التحكم النسبية يتناسب مباشرة مع الخطأ. ستؤدي قيمة أعلى KP إلى تصحيح أكبر لخطأ معين ، ولكن يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تجاوز العدوى وعدم الاستقرار إذا تم ضبطها على ارتفاعها.
السيطرة المتكاملة
يتراكم المصطلح المتكامل الخطأ بمرور الوقت. يلخص جميع الأخطاء السابقة ويضرب المبلغ من خلال مكاسب متكاملة (KI). يساعد الإجراء المتكامل على التخلص من أخطاء الحالة الثابتة التي قد لا تكون وحدة التحكم النسبية قادرة على تصحيحها. ومع ذلك ، إذا تم ضبط المكسب المتكامل للغاية ، فقد يتسبب ذلك في أن يصبح النظام غير مستقر ويتأرجح.
السيطرة المشتقة
يحسب المصطلح المشتق معدل تغيير الخطأ. يضاعف مشتق الخطأ فيما يتعلق بالوقت من خلال ربح مشتق (KD). يساعد الإجراء المشتق على التنبؤ بالأخطاء المستقبلية ويوفر إجراء تصحيحية مقدمًا. يمكن أن يقلل من التجاوز وتحسين استقرار النظام ، وخاصة في الأنظمة ذات القصور الذاتي العالي.
وظيفة التحكم في PID في VFD
التحكم في السرعة
واحدة من الوظائف الأساسية للتحكم في PID في VFD هي التحكم في السرعة. في العديد من التطبيقات الصناعية ، يعد الحفاظ على سرعة محرك ثابتة أمرًا بالغ الأهمية. على سبيل المثال ، في أنظمة النقل ، تضمن السرعة الثابتة تدفقًا سلسًا للمواد. يمكن لـ VFD مع التحكم في PID مراقبة سرعة المحرك بشكل مستمر (متغير العملية) ومقارنتها بالسرعة المطلوبة (setpoint). إذا كان هناك فرق بين الاثنين ، فسيقوم وحدة تحكم PID بضبط التردد والجهد المقدم للمحرك لإعادة السرعة إلى نقطة setpoint.
لنفترض أن لدينا نظام ناقل حيث تكون سرعة setpoint 1000 دورة في الدقيقة. بسبب التغييرات في الحمل ، قد تنخفض السرعة الفعلية إلى 950 دورة في الدقيقة. ستكتشف وحدة تحكم PID في VFD هذا الخطأ وزيادة التردد والجهد المقدم للمحرك لزيادة السرعة مرة أخرى إلى 1000 دورة في الدقيقة.
التحكم في الضغط
في التطبيقات مثل المضخات والضواغط ، يعد التحكم في الضغط ضروريًا. يمكن استخدام VFD مع التحكم في PID للحفاظ على ضغط ثابت في النظام. على سبيل المثال ، في نظام إمدادات المياه ، يمكن لجهاز التحكم في PID مراقبة ضغط الماء (متغير العملية) وضبط سرعة محرك المضخة وفقًا لذلك. إذا انخفض الضغط إلى أسفل نقطة الضبط ، فستزيد وحدة التحكم من سرعة المحرك لزيادة الضغط ، وإذا كان الضغط مرتفعًا جدًا ، فسيقلل من سرعة المحرك.
دعنا نقول أن ضغط نقطة setpoint في نظام إمدادات المياه هو 50 رطل. إذا انخفض الضغط الفعلي إلى 45 رطل ، فإن وحدة التحكم PID في VFD ستزيد من سرعة محرك المضخة لرفع الضغط مرة أخرى إلى 50 رطل.
التحكم في درجة الحرارة
في بعض العمليات الصناعية ، يكون التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية. يمكن استخدام VFD بالاقتران مع نظام التدفئة أو التبريد للحفاظ على درجة حرارة ثابتة. ستقوم وحدة التحكم PID بمراقبة درجة الحرارة (متغير العملية) وتعديل سرعة المروحة أو محرك الضاغط للحفاظ على درجة الحرارة عند نقطة الضبط.
على سبيل المثال ، في مصنع معالجة المواد الغذائية ، تكون درجة حرارة Setpoint لغرفة التخزين 5 درجات مئوية. إذا ارتفعت درجة الحرارة الفعلية إلى 7 درجات مئوية ، فإن وحدة تحكم PID في VFD ستزيد من سرعة ضاغط التبريد لخفض درجة الحرارة إلى 5 درجات مئوية.
مزايا استخدام PID التحكم في VFD
تحسين عملية التحكم في العملية
يتيح التحكم في PID تحكم دقيق ودقيق لمتغير العملية. يمكن أن يستجيب بسرعة للتغيرات في الحمل أو الاضطرابات الأخرى والحفاظ على نقطة الضبط المطلوبة. هذا يؤدي إلى جودة المنتج بشكل أفضل واتساقه في العمليات الصناعية.
وفورات الطاقة
عن طريق ضبط سرعة المحرك وفقًا للمتطلبات الفعلية للعملية ، يمكن أن يوفر VFD مع التحكم PID كمية كبيرة من الطاقة. على سبيل المثال ، في نظام المضخة ، بدلاً من تشغيل المضخة بأقصى سرعة طوال الوقت ، يمكن لوحدة التحكم PID تقليل السرعة عندما يكون الطلب على الماء منخفضًا ، مما يؤدي إلى توفير الطاقة.
انخفاض البلى
نظرًا لأن وحدة التحكم PID يمكنها الحفاظ على حالة تشغيل مستقرة ، فإنه يقلل من الإجهاد الميكانيكي على المحرك والمعدات المتصلة. هذا يؤدي إلى انخفاض تآكل البلى ، وعمر المعدات الأطول ، وتكاليف الصيانة المنخفضة.
منتجات VFD لدينا مع التحكم في PID
في شركتنا ، نقدم مجموعة واسعة من VFD مع وظائف التحكم في PID المتقدمة. ملكناوحدة تحكم محرك الترددتم تصميمه لتوفير التحكم الدقيق في التطبيقات المختلفة. إنه يحتوي على إعدادات ودية تسمح بتعديل سهولة لمعلمات PID.
لدينا أيضامرحلة واحدة VFD واحدة إلى 3 مرحلةالمنتجات المناسبة للتطبيقات التي يتوفر فيها إمدادات طاقة مرحلة واحدة ولكن مطلوب محرك مرحلة من ثلاثة مرحلة. هذه VFDs تأتي مع التحكم في PID لضمان تشغيل مستقر وفعال.
للتطبيقات الأكبر ، لدينا18.5kw VFDهو اختيار رائع. يمكنه التعامل مع محركات الطاقة العالية ويوفر تحكمًا ممتازًا في PID للسرعة أو الضغط أو تنظيم درجة الحرارة.
خاتمة
PID Control هي وظيفة حيوية في VFD توفر العديد من الفوائد من حيث التحكم في العملية وتوفير الطاقة وطول عمر المعدات. سواء كنت بحاجة إلى التحكم في سرعة المحرك ، أو الحفاظ على ضغط ثابت ، أو تنظيم درجة الحرارة ، فإن VFD مع التحكم في PID يمكن أن يوفر الحل.
إذا كنت مهتمًا بمنتجات VFD الخاصة بنا باستخدام PID Control أو لديك أي أسئلة حول كيفية استخدامها في تطبيقك ، فنحن نحب أن نسمع منك. اتصل بنا لبدء مناقشة حول متطلباتك المحددة واستكشف كيف يمكن أن تلبي منتجاتنا احتياجاتك.
مراجع
- أوغاتا ، كاتسويكو. "هندسة التحكم الحديثة." Prentice Hall ، 2010.
- دورف ، ريتشارد سي ، وروبرت هـ. بيشوب. "أنظمة التحكم الحديثة." بيرسون ، 2017.