Panduan Penalaan Sistem Kawalan PID untuk Gelung Kawalan Penyejukan dan HVAC

Penyejuk beku masuk yang ditetapkan kepada minus 18 darjah Celcius yang hanyut antara tolak 15 dan tolak 20, mengitar pemampat secara singkat dan membekukan satu hujung penyejat, biasanya tidak kekurangan bahan pendingin. Ia kurang kawalan yang baik. Sistem kawalan PID menentukan sejauh mana injap pengembangan dibuka, apabila solenoid talian cecair ditutup, dan berapa cepat bilik pulih selepas pintu dibiarkan terbuka. Tiada pelarasan caj akan membetulkan gelung yang melawan dirinya sendiri.

Jawapan ringkas dahulu. Sistem kawalan PID ialah pengawal gelung tertutup yang membandingkan nilai yang diukur dengan sasaran dan membetulkan perbezaan menggunakan tiga istilah berwajaran: berkadar, kamiran dan terbitan. Dalam kerja penyejukan dan penghawa dingin, aritmetik adalah bahagian yang mudah. Perkara yang menentukan sama ada gelung memegang sasarannya ialah penderia, penggerak dan sama ada penalaan sepadan dengan inersia terma beban.

Bagaimana Sistem Kawalan PID Membetulkan Ralat

Setiap gelung menjalankan urutan yang sama. Pengawal membaca pembolehubah proses, menolaknya daripada titik set untuk mendapatkan ralat, mengira tiga istilah, menambahnya bersama-sama dan menghantar hasilnya kepada elemen kawalan akhir. Elemen bertindak, proses bertindak balas, laporan sensor, dan kitaran berulang. Pemasa yang menjalankan pemampat selama sepuluh minit dan merehatkannya selama lima tidak melakukan semua ini, itulah sebabnya kawalan gelung terbuka tidak dapat menahan bilik melalui beban yang berubah-ubah.

Tiga Syarat dan Perkara yang Dibetulkan Setiap Satu

Tindakan Berkadar

Tindakan berkadar menghasilkan keluaran berkadar dengan ralat sekarang. Jika bilik terletak 2 K di atas setpoint dan keuntungan ditetapkan supaya setiap kelvin membuka injap modulasi sebanyak 8 peratus, injap bergerak kepada 16 peratus. Istilah ini melakukan kebanyakan kerja semasa tarik ke bawah.

Ia tidak boleh menyelesaikan kerja sahaja. Apabila bilik menghampiri setpoint ralat mengecut, dan output mengecut dengannya, sehingga kedudukan injap betul-betul mengimbangi beban. Titik imbangan itu terletak jauh dari titik tetapan dan dipanggil offset, atau ralat keadaan mantap. Kawalan berkadar sahaja selalunya menyelesaikan 1 hingga 2 K dari sasaran, yang boleh diterima untuk penyejukan keselesaan dan bukan untuk penyejuk beku letupan.

Tindakan Integral

Tindakan bersepadu menjumlahkan ralat dari semasa ke semasa dan terus menolak sehingga jumlah itu berhenti berkembang, yang menghilangkan offset. Kos adalah masa dan, jika ia ditetapkan secara agresif, overshoot. Apabila jumlah terkumpul semasa tempoh di mana output tidak dapat bertindak balas, seperti penguncian nyahbeku, ia memacu keluaran dengan kuat sebaik sahaja penguncian dikosongkan. Itu adalah penggulungan penting, dan ia merupakan punca biasa kedai melebihi 5 K selepas penyahbekuan.

Tindakan Terbitan

Tindakan derivatif bertindak balas kepada kadar perubahan ralat, yang melembapkan gelung yang cenderung untuk mengatasi. Ia juga bertindak balas kepada hingar sensor, kerana transduser tekanan berkedut sebanyak 0.2 bar setiap tempoh pensampelan kelihatan seperti kadar perubahan yang sangat pantas. Kebanyakan pengawal penyejukan menggunakan istilah terbitan kepada pembolehubah proses dan bukannya kepada ralat dan memasangkannya dengan penapis satu hingga tiga saat. Apabila kelewatan pengangkutan mendominasi, iaitu kebanyakan litar, terbitan dibiarkan pada sifar dan gelung PI digunakan sebagai ganti.

Satu contoh konkrit. Injap pengembangan elektronik yang menahan haba lampau pada 5 hingga 8 K bergantung pada tindakan berkadar untuk mengesan beban dan tindakan kamiran untuk membersihkan ralat berdiri. Jika haba lampau berayun antara 2 K dan 15 K, istilah terbitan jarang menjadi punca. Masa tindak balas sensor dan resolusi langkah injap biasanya.

Injap Pengembangan Terma untuk Kawalan Haba Super Penyejukan Injap tembaga atau keluli tahan karat padat dengan haba statik laras 0–8°C untuk aplikasi penyejukan komersial dan industri. Lihat Produk →

Kaedah Penalaan dan Nombor Realistik

Penalaan adalah tempat teori bertemu dengan tumbuhan. Tiga pendekatan merangkumi kebanyakan kerja.

1. Penalaan manual. Sifarkan sebutan kamiran dan terbitan, naikkan keuntungan berkadar sehingga gelung berayun dengan mantap, kemudian belah dua. Tambahkan tindakan integral sehingga offset dikosongkan dalam masa yang boleh diterima. Tambahkan derivatif hanya jika overshoot masih penting.
2. Ziegler dan Nichols. Baca keuntungan dan tempoh muktamad daripada ujian ayunan dan gunakan jadual yang diterbitkan. Hasilnya adalah pantas dan sedikit agresif, yang sesuai dengan gelung suhu perlahan.
3. Relay auto tune. Pengawal memaksa kitaran had kecil di sekeliling titik set dan memperoleh model daripada amplitud dan tempohnya. Ia mudah, tetapi ia menala gelung tepat seperti yang ditemui, termasuk penderia yang diletakkan dengan buruk.

Titik rujukan yang berguna. Satu gelung bilik dikemas kini sekali sesaat. Gelung haba lampau dikemas kini setiap 100 hingga 200 ms. Gelung air yang disejukkan hendaklah disimpan dalam lingkungan 0.5 K dan bekas paparan dalam lingkungan 1 K. Pensampelan jauh lebih cepat daripada proses yang boleh bertindak balas kebanyakannya menguatkan bunyi.

Tempat Gelung Kawalan Bertemu Perkakasan

Tiga keputusan perkakasan membentuk hasil lebih daripada sebarang pemalar penalaan.

• Peletakan dan kelajuan sensor. Satu kuar di udara kembali melihat bilik, manakala kuar yang diikat pada gegelung melihat gegelung. Satu gelung yang ditala pada satu dan dikendalikan pada satu lagi akan memburu.
• Resolusi penggerak. Injap solenoid hidup dan mati memberikan gelung dua kedudukan, jadi pengawal hanya boleh mengubah kitaran tugas. Injap modulasi memberikannya 200 kedudukan atau lebih.
• Perlindungan bebas. Pengawal tekanan penyejukan menukar pemampat atau kipas pemeluwap pada tekanan tetap tanpa mengira apa yang diminta oleh gelung suhu, yang menghalang sensor yang gagal daripada menjadi pemampat yang gagal.

Tingkah laku dari masa ke masa sama pentingnya dengan tingkah laku pada hari pentauliahan. Kitaran solenoid talian cecair setiap 40 saat akan mengumpul ratusan ribu operasi dalam masa beberapa tahun, jadi reka bentuk tempat duduk, kelas penebat gegelung dan akses override manual menjadi kriteria pemilihan praktikal. Nota pada memastikan injap solenoid EVR stabil sepanjang hayat perkhidmatan yang panjang patut dibaca sebelum kadar berbasikal ditetapkan.

Injap Solenoid EVR untuk Kawalan Aliran Penyejukan Injap solenoid EVR untuk saluran cecair, sedutan atau gas panas, dengan pilihan gegelung AC/DC dan pengedap tahan lama untuk sistem penyejukan. Lihat Produk →

Pengawal Tekanan Tinggi/Rendah Penyejukan dengan Tetapan Semula Auto Pengawal tekanan tinggi/rendah mekanikal dengan tolok penunjuk dan tetapan semula automatik, dipautkan kepada pemampat, kipas dan injap longkang untuk perlindungan sistem. Lihat Produk →

Apabila Gelung Salah Laku: Gejala dan Punca

• Overshoot besar selepas nyahbeku: penggulungan integral, atau penamatan nyahbeku ditetapkan mengikut masa dan bukannya oleh suhu gegelung.
• Ayunan biasa setiap dua hingga lima minit: keuntungan berkadar terlalu tinggi, atau injap bersaiz besar untuk beban.
• Offset mantap yang tidak pernah padam: kawalan berkadar sahaja atau penggerak yang telah mencapai had perjalanannya.
• Kegelisahan rawak tanpa sebab fizikal: tindakan terbitan yang menguatkan bunyi sensor, atau poket siasatan longgar.
• Berbasikal pendek pada beban ringan: histeresis ditetapkan di bawah jalur mati gelung, atau jalur mati lebih sempit daripada ketepatan penderia.
• Satu bahagian kes sejuk dan selebihnya hangat: lokasi penderia, bukan penalaan.

Kawalan lata mengalih keluar sebahagian daripada ini. Gelung luar membaca suhu bilik dan menulis titik tetap, manakala gelung dalam membaca keadaan penyejat atau sedutan dan memacu injap. Gelung dalam bertindak balas dalam beberapa saat, sebelum bilik telah bergerak, yang memotong overshoot pada sistem dengan kelewatan pengangkutan yang lama.

Perkara yang Perlu Diperiksa Sebelum Membuat Pesanan

1. Apakah julat kawalan dan resolusi yang diperlukan? Injap yang memodulasi merentas 10 hingga 100 peratus beban adalah produk yang berbeza daripada yang dibuka sepenuhnya pada 20 peratus.
2. Apakah ketepatan penderia dan masa tindak balas, dan adakah jalur mati gelung lebih lebar daripada ralat penderia?
3. Apakah kiraan kitaran yang dijangka sepanjang hayat perkhidmatan, dan adakah bahan tempat duduk dan gegelung menyokongnya?
4. Adakah kelengkapan kuprum dan loyang serta bahan injap sesuai dengan penyejuk dan minyak yang digunakan?
5. Adakah alat ganti, voltan gegelung dan pilihan override manual tersedia dalam siri yang sama, jadi pembaikan tidak memerlukan kerja semula pendakap?
6. Bolehkah pembekal bekerja daripada lukisan atau sampel jika gelung memerlukan saiz port bukan standard atau ciri aliran?

Pembekal yang kedua-duanya membina komponen kawalan dan memahami gelung yang mereka duduki merapatkan jurang ini dengan lebih cepat. Pengilang dengan makmal ujian dalaman dan keupayaan pembangunan tersuai boleh mengesahkan pekali aliran atau penarafan gegelung daripada lukisan dan bukannya daripada nota kaki katalog.

Perkara Utama yang Perlu Diingati

• Sistem kawalan PID ialah gelung tertutup: ukur, bandingkan, betul, ulang.
• Tindakan berkadar bertindak balas terhadap ralat sekarang, tindakan integral membersihkan masa lalu, tindakan terbitan menjangka beberapa saat seterusnya.
• Kebanyakan gelung penyejukan berjalan paling baik sebagai PI, dengan derivatif dikhaskan untuk ukuran yang ditapis dengan baik dan bertindak balas pantas.
• Penalaan tidak boleh mengimbangi penderia perlahan, injap bersaiz besar atau probe di tempat yang salah.
• Hayat kitaran dan keserasian bahan menentukan sama ada gelung masih berprestasi pada tahun tiga.

Ujian sebenar gelung bukanlah tindak balas langkah pada hari pentauliahan. Ia adalah sama ada kes itu masih memegang sasaran pada petang paling panas tahun ini, selepas penyahbekuan dan dengan gegelung terhalang sebahagiannya. Reka perkakasan di sekeliling keperluan itu dan nombor penalaan menjadi bahagian yang mudah.