PID 학습 곡선 다루기

교과서는 개념을 구축하는 데 유용하며 충분하다고 생각할 수 있는 과다한 정보를 제공할 것입니다. 실천의 세계에서 노력합니다. 그러나 진실은 당신이 졸업하고 현장에서 취직하는 날 스스로를 드러냅니다. 몇몇 졸업생들은 현장에서 진행되는 내용과 교실에서 배운 내용의 수준 차이에 놀랐습니다.

PID 제어 시스템의 경우 , 현실 세계에서 고려해야 하는 부정확성의 수로 인해 효과가 증폭됩니다. PID 학습 곡선을 따라 어떻게 전문가가 될 수 있습니까? 즉, 현장 테스트를 수행하고 PID 제어를 최적화합니다.

알아야 할 용어

작업자가 화학 라인 공정의 일부인 500갤런 화학 탱크를 유지하기 위해 고군분투하는 에틸렌 생산 구역이 있는 화학 공장을 생각해 보십시오.

가장 먼저 확인해야 하는 것은 설정값 신호이며, 이 경우 탱크에 필요한 화학 물질의 수준을 반영하는 전위차계의 0-10VDC 신호일 수 있습니다. 다음으로 피드백 신호를 확인해야 합니다. 피드백 신호는 액체 레벨을 기준으로 4~20mA 신호를 제공하는 액체 레벨 변환기와 같은 장치에서 생성될 수 있습니다. 마지막으로 필요한 항목은 실제 PID 컨트롤러입니다.

오늘날 컨트롤러는 산술 PID 계산을 수행하는 동안 설정값 및 피드백 신호를 수신하도록 설정된 독립형 모듈 내에서 호스팅됩니다. 독립형 PID 제어 모듈도 사용할 수 있지만 필요한 경우 PID 제어를 VFD 및 PLC에서도 사용할 수 있습니다.

테스트

제어 시스템을 진단하는 좋은 방법은 센서의 하한/상한을 확인하는 것입니다. 예를 들어, 액체 레벨 센서는 낮은 레벨과 높은 레벨에서 각각 4mA 및 20mA를 제공하는지 확인하기 위해 위의 예에서 확인할 수 있습니다. 다음으로 제어 노브를 조정하여 설정값 신호를 확인할 수 있습니다. 이 경우에는 최소값에서 최대값까지 전위차계입니다. 신호는 멀티미터 및 검증된 값을 사용하여 측정할 수 있습니다. 이것도 순조롭게 진행된다면 밸브를 확인하고, 독립된 컨트롤러로 개폐가 된다면 PID 모듈로 문제를 좁힐 수 있습니다.

시장에는 여러 유형의 PID 모듈이 있습니다. 이 기사를 위해 3개의 선택기 스위치가 있는 것을 고려해 보겠습니다. :

비례 게인 설정용
적분 시간 설정을 위한 것
미분 시간 설정용

새 모듈에서 선택기 스위치를 설정하고 동일한 구성을 만드는 것이 트릭을 수행할 수 있지만 장기적으로 더 나아가면 훨씬 더 좋을 것입니다.

PID 최적화

비례, 적분 및 미분 설정을 조정하여 최적화를 달성할 수 있으며 이는 전체 프로세스를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다음은 PID 컨트롤러를 보다 효율적으로 만드는 데 도움이 되는 몇 가지 황금률입니다.

동시에 세 가지 컨트롤을 모두 변경하면 방향 감각 상실과 혼란이 발생할 수 있습니다. 대신 한 번에 하나의 조정 작업을 수행하십시오.
비례 이득은 프로세스가 설정점에 도달하는 속도를 제어합니다. 높은 수준으로 설정하면 설정값에 더 빨리 도달하지만 급격한 오버슈트 및 진동의 위험도 증가합니다. 매우 낮게 설정하면 오버슈트가 제거되지만 전체 시간이 늘어납니다.
이 문제에 접근하는 가장 좋은 방법은 적분 시간, 미분 시간 및 비례 게인 값을 0으로 설정한 다음 최소 진동이 될 때까지 비례 게인을 먼저 조금씩 증가시키는 것입니다. 발생합니다.
적분 시간은 발진 시간을 줄이고 오프셋을 제거하는 오류 제거기로 볼 수 있습니다. 그러나 부적절하게 조정하면 진동과 함께 오버슈트가 급격히 증가할 수 있습니다. 비례 이득과 유사하게 접근하여 진동과 오프셋이 중립화될 때까지 꾸준히 증가시킵니다.
미분 시간은 제어 루프에 대한 제동 메커니즘으로 작동하며 오버슈트가 중요하지 않은 여러 응용 프로그램에서는 필요하지 않습니다. 미분 제어는 오버슈트를 제거하는 데 도움이 될 수 있지만 응답성을 감소시킬 수도 있습니다. 응답이 최적이 될 때까지 미분 시간을 천천히 늘립니다.

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