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개요
유량 조절 제어기는 유량계와 조절 밸브와 함께 사용되며 매체의 순간 유량 크기를 자동으로 제어할 수 있다.주로 계전기 조절 제어, S S R 레벨 조절 제어, 전류 아날로그량 조절 제어를 사용한다.조절계기에는 2개의 계전기가 내장되여있는데 매개 계전기의 경보값, 상하한선 경보기능, 경보회차를 각각 설정할수 있으며 경보지연과 첫 상전억제기능을 설정할수 있다.대시보드는 작업자 메뉴, 설정값 상하한폭, 출력 상하한폭 제어, 출력 상한선 유효범위 제어, 리턴 제어 등을 사용자 정의하여 다양한 사용자의 사용 요구를 실현할 수 있습니다.이밖에 계기는 계전기경보제어출력, 아날로그량조절제어출력, 계기이상변송출력선택 등 여러가지 출력기능을 갖고있으며 이중스크린의 고광도 디지털관디스플레이를 갖고있다.
제품 정보
유량 조절 제어기는 유량계와 조절 밸브와 함께 사용되며 매체의 순간 유량 크기를 자동으로 제어할 수 있다.주로 계전기 조절 제어, S S R 레벨 조절 제어, 전류 아날로그량 조절 제어를 사용한다.
조절계기에는 2개의 계전기가 내장되여있는데 매개 계전기의 경보값, 상하한선 경보기능, 경보회차를 각각 설정할수 있으며 경보지연과 첫 상전억제기능을 설정할수 있다.대시보드는 운영자 메뉴를 사용자 정의하고 값의 상하한폭을 설정합니다.
출력 상하한폭 제어, 출력 상한선 유효범위 제어, 회차 제어 등을 통해 서로 다른 사용자의 사용 수요를 실현한다.이밖에 계기는 계전기경보제어출력, 아날로그량조절제어출력, 계기이상변송출력선택 등 여러가지 출력기능을 갖고있으며 이중스크린의 고광도 디지털관디스플레이를 갖고있다.
측정 정밀도±0.3%FS
제어 정밀도：±0.5%
신호 입력:4-20ma 입력
출력 제어:아날로그 4-20ma 출력, JZC 릴레이 출력, 용량: AC220V/3A, DC24V/3A.
경고 출력:하한선 경보 기능을 가지고 있어 회차를 설정할 수 있다.
작동 전압:전원 스위치 AC/DC 110～240V，주파수 50/60HZ, 전력 ≤ 5W, 스위치 전원: DC12-36V, 전력 ≤ 3W.
사용 환경:-10～50℃。
각종 매개 변수의 작용, 그 변화가 어떻게 제어 시스템에 영향을 미치는지, 이론의 설명은 난해하고 이해하기 어렵다. 만약에 MATLAB/SIMULINK가 제어 시스템에 대한 모방을 교육에 도입한다면 서로 다른 매개 변수에 대한 모방 비교는 각 매개 변수가 제어 과정에 대한 영향을 직관적으로 반영하고 분석하기 편리하다.
1 PID 제어 시스템 원리 및 알고리즘
비례-적분-미분(Proportional-Integral-Derivative, PID)은 산업 프로세스 제어에서 가장 흔하고 광범위하게 응용되는 제어 전략으로 20세기 20년대에 선박 자동 항법에 대한 연구에서 제기된 것이다. 20세기 40년대에 이르러 PID 제어기는 이미 프로세스 제어에서 광범위하게 응용되었다. 많은 선진적인 제어 알고리즘이 계속 출시되었지만 PID 제어기는 하지만 공정 구조가 합리적이고 합리적이며 성능이 좋아졌다.
1.1 PID 제어 시스템 원리 및 알고리즘
1.1.1 PID 제어 시스템 원리 그 원리는 그림 1.
1.1.2 PID 제어 시스템 알고리즘 PID 컨트롤러는 주로 주어진 값 r(t)와 실제 출력 값 y(t)에 따라 제어 편차를 구성하고 공식으로 e(t)=r(t)-y(t)를 나타낸다.
PID 제어 규칙
1.2 PID 컨트롤러 단계별 역할
1.2.1 비례 고리는 비례적으로 제어 시스템의 편차 신호 e(t)를 반영한다. 편차가 발생하면 컨트롤러는 바로 제어 작용을 일으켜 편차를 줄인다. 비례 조절기의 출력 변화량과 입력 편차가 일일이 대응하기 때문에 제때에 제어한다. 그 중에서 Kp의 크기가 비례 제어의 강약을 결정한다.
1.2.2 포인트 고리는 주로 여차를 없애고 시스템의 무차도를 높이는 데 사용된다. 포인트 작용의 강약은 포인트 시간 상수 Ti에 달려 있다. Ti가 클수록 포인트 작용이 약하고 그 반대면 강하다.
1.2.3 미분 고리는 편차 신호의 변화 추세에 따라 조절하고 편차 신호가 너무 커지기 전에 조절을 시작하여 시스템의 동작 속도를 가속화하고 조절 시간을 줄일 수 있다. 미분 작용의 강약은 미분 시간의 크기에 달려 있다[1-3].
2 MATLAB 에뮬레이션
MATLAB 소프트웨어를 사용하여 PID 제어 시뮬레이션을 수행하고 비율, 적분 및 미분이 제어 프로세스에 어떻게 영향을 미치는지 분석합니다.
2.1 수학 모형 만들기
제어 객체의 전송 함수를 G(s)로 설정 =
2.2 시뮬레이션 모델링
PID 제어 시스템 모델 [4]는 그림 2 참조.
2.3 시뮬레이션 실험
2.3.1 비례 제어도 2에서 적분과 미분항을 제거한 다음에 서로 다른 비례 계수 Kp를 취하여 모방하고 모의 결과는 그림 3을 본다.
같은 크기의 간섭에서 조절기의 비례계수가 클수록 비례작용이 강하고
5
S(S+5)를
그림 2 PID 제어 시스템 모델
조정기의 출력이 커질수록 피제어 변수가 주어진 값에서 벗어날수록 작아지고, 피제어 변수가 주어진 값으로 다시 당겨지는 데 걸리는 시간이 짧아질수록 시스템의 여유도 줄어든다
따라서 감소한다. 동시에 시스템의 응답 속도는 빨라지지만 시스템의 초과 조정도 따라서 증가한다. 비례 계수가 증가함에 따라 일정한 값에 도달하면 시스템은 불안정해진다. 비례 계수가 작을수록 조절기의 출력 변화는 작아진다. 제어 변수의 변화는 느리고 과도 과정은 안정적이다. 그러나 과도 시간이 길어지면 시스템 균형의 여차는 더욱 커진다.
2.3.2 포인트 컨트롤 그림 2에서 Kp는 변하지 않는다(본 실험에서 Kp=15를 취함). 미분항을 제거한 다음에 서로 다른 포인트 계수 Ki를 취하여 모방하고 모의 결과를 관찰하며 Ki의 변화가 컨트롤 시스템에 미치는 영향을 분석한다.
그림 4에서 볼 수 있듯이 하이퍼튜닝의 감소, 진동의 감소와 시스템의 안정성, 응답 속도는 Ki에 달려 있다. Ki가 증가함에 따라 포인트 작용이 끊임없이 강화되고 같은 교란 작용 하에서 조절기의 출력이 커지고 여차 제거가 빨라진다.동시에 시스템의 진동이 심해지고 안정성이 떨어진다. Ki가 너무 크면 시스템이 불안정해질 수도 있다.
1.1.1 미분제어도 2에서 Kp는 변하지 않는다(본 실험에서 Kp = 200을 취함)는 포인트 항목을 제거한 다음에 서로 다른 미분계수 Kd를 취하여 모방하고 모의 결과를 관찰하며 Kd의 변화가 제어 시스템에 미치는 영향을 분석한다(그림 5 참조).
그림 5에서 볼 수 있듯이 같은 입력 변수의 작용하에 미분 계수는
너무 작으면 시스템의 품질에 큰 영향을 미치지 않는다(그림의 곡선 1 참조). 미분계수 Kd가 증가할수록 미분작용이 강해진다.Kd가 적절하면 시스템의 안정성에
성능, 응답 속도 및 초과 조정 감소가 향상됩니다 (그림 참조)
의 커브 2);K가 너무 커서 오히려 시스템을 불안정하게 할 수 있습니다 [5-7].
그림 5 미분 제어 변환 커브
참고: 1, 2, 3 개의 곡선은 각각 Kd = 0.5, 3, 6의 단계 응답 곡선이다.
3 결론
PID 제어 원리, MATLAB 시뮬레이션을 이용하여 각 매개 변수의 작용과 제어 시스템에 미치는 영향 이해 [8-10]. PID 정정컨트롤러 파라미터는 컨트롤러의 파라미터와 시스템 동적 성능과 안정적 성능 사이의 정성 관계에 따라 실험적인 방법으로 컨트롤러의 파라미터를 조절할 수 있다. 만약 단계 응답의 초과 조정량이 너무 크면 여러 번의 진동을 거쳐야 안정적이거나 근본적으로 불안정할 수 있다. 비례 계수를 줄이고 적분 시간을 늘려야 한다. 단계 응답에 초과 조정량이 없지만 제어 변수의 상승이 너무 느리고 과도 과정의 시간이 너무 길면 반대 방향으로 미세 조정을 하여 적분 비율을 줄여야 한다. 의 비율, 적분 및 미분 부분의 매개 변수가 만족할 때까지.
한 마디로 하면 PID 매개 변수의 디버깅은 종합적이고 각 매개 변수가 서로 영향을 주는 과정이다. 실제 디버깅 과정에서 여러 차례의 시도는 매우 중요하고 필수적이다. PID 제어 시스템의 많은 장점을 바탕으로 산업 생산에서 가장 광범위하게 응용되는 조절기 제어 규칙이 되었다. PID 제어 또는 PID 제어를 바탕으로 하는 각종 개선형 PID는 점점 광범위하게 응용되고 전망이 밝다.
