Penggunaan pengontrol PID dalam sistem otomasi pada contoh TRM148 OWEN

Penyesuaian otomatis, sistem penyesuaian

Kontrol otomatis adalah jenis kontrol otomatis. Menjaga keteguhan nilai tertentu yang mencirikan proses teknologi, atau perubahannya menurut hukum tertentu, dilakukan dengan mengukur keadaan objek yang dikendalikan atau gangguan dengan mempengaruhi badan pengatur objek.

Untuk melakukan pengaturan otomatis, satu set perangkat dihubungkan ke instalasi yang akan diatur, yang kombinasinya disebut regulator.

Berdasarkan pengukuran satu atau lebih variabel yang mencirikan proses, pengontrol memengaruhi proses dengan mengubah satu atau lebih tindakan kontrol, mempertahankan nilai yang ditetapkan dari variabel yang dikontrol.

Sistem kontrol - sistem yang dirancang untuk mempertahankan hukum perubahan tertentu dari kuantitas fisik tertentu disebut kuantitas yang dikendalikan.Setpoint dari variabel yang dikendalikan mungkin konstan, atau mungkin merupakan fungsi waktu atau beberapa variabel lainnya.

Dalam proses regulasi, nilai yang dikontrol dibandingkan dengan nilai yang ditetapkan, dan dengan adanya penyimpangan nilai yang dikontrol dari nilai yang ditetapkan, tindakan pengaturan memasuki objek kontrol, memulihkan nilai yang dikontrol.

Tindakan pengaturan dapat dimasukkan secara manual oleh seseorang. Jika pengukuran variabel yang dikendalikan dan pengenalan tindakan kontrol dilakukan oleh instrumen, tanpa campur tangan manusia, maka sistem kontrol tersebut disebut sistem otonom.

Selain aksi kendali, sistem kendali dipengaruhi oleh gangguan yang menyebabkan variabel kendali menyimpang dari nilai yang ditetapkan dan terjadinya kesalahan kendali.

Berdasarkan sifat perubahan aksi kontrol, sistem kontrol dibagi lagi menjadi sistem stabilisasi otomatis (aksi kontrol adalah nilai konstan atau fungsi tertentu dari waktu sistem kontrol yang diprogram) dan sistem servo (perubahan dalam kontrol tindakan ditentukan oleh tindakan kontrol yang sebelumnya tidak diketahui)).

pengontrol PID

Pengontrol PID adalah perangkat siap pakai yang memungkinkan pengguna menerapkan algoritme perangkat lunak untuk mengontrol satu atau beberapa peralatan dari sistem otomatis. Membangun dan mengonfigurasi sistem regulasi (kontrol) menjadi lebih mudah jika Anda menggunakan perangkat yang sudah jadi seperti pengontrol PID universal TRM148 untuk 8 saluran dari perusahaan OWEN.

Katakanlah Anda perlu mengotomatiskan pemeliharaan kondisi iklim yang tepat di rumah kaca: pertimbangkan suhu tanah di dekat akar tanaman, tekanan udara, kelembapan udara dan tanah, dan pertahankan parameter yang ditentukan melalui kontrol Elemen pemanas dan penggemar. Sangat mudah, setel saja pengontrol PID.

Mari kita ingat dulu apa itu pengontrol PID? Pengontrol PID adalah perangkat khusus yang secara terus menerus memperbaiki parameter keluaran dalam tiga cara: proporsional, integral dan diferensial, dan parameter awal adalah parameter masukan yang diperoleh dari sensor (tekanan, kelembaban, suhu, iluminasi, dll.).

Parameter input diumpankan ke input pengontrol PID dari sebuah sensor, misalnya sensor kelembaban. Regulator menerima nilai tegangan atau arus, mengukurnya, kemudian membuat perhitungan sesuai dengan algoritmenya dan akhirnya mengirimkan sinyal ke keluaran yang sesuai, sebagai akibatnya sistem otomatis menerima tindakan kontrol Kelembaban tanah menurun - penyiraman dilakukan dihidupkan selama beberapa detik.

Tujuannya adalah untuk mencapai nilai kelembaban yang ditentukan pengguna. Atau misalnya: pencahayaan berkurang - nyalakan phytolamps pada tanaman, dll.

kontrol PID

Nyatanya, meski semuanya terlihat sederhana, matematika di dalam regulator lebih rumit, tidak semuanya terjadi dalam satu langkah. Setelah irigasi dihidupkan, kontroler PID mengukur lagi, mengukur seberapa besar nilai input sekarang telah berubah—ini adalah kesalahan kontrol.Tindakan selanjutnya pada drive sekarang akan diperbaiki, dengan mempertimbangkan kesalahan penyesuaian terukur, dan seterusnya pada setiap langkah kontrol hingga target — parameter yang ditentukan pengguna — tercapai.

Tiga komponen yang terlibat dalam regulasi: proporsional, integral dan diferensial. Setiap komponen memiliki tingkat kepentingannya sendiri dalam setiap sistem tertentu, dan semakin besar kontribusi komponen ini atau itu, semakin penting untuk diubah dalam proses regulasi.

Komponen proporsional adalah yang paling sederhana, semakin besar perubahannya, semakin besar koefisien (proporsionalitas dalam rumus), dan untuk mengurangi dampaknya cukup dengan mengurangi koefisien (pengganda).

Misalkan kelembapan tanah di rumah kaca jauh lebih rendah dari titik setel - maka waktu penyiraman harus selama kelembapan saat ini lebih rendah dari titik setel. Ini adalah contoh kasar, tetapi prinsipnya kira-kira sama.

Komponen integral — perlu untuk meningkatkan akurasi pengendalian berdasarkan peristiwa pengendalian sebelumnya: kesalahan sebelumnya diintegrasikan dan koreksi dibuat untuk akhirnya mendapatkan penyimpangan nol dalam pengendalian masa depan.

Dan terakhir, komponen diferensial. Di sini tingkat perubahan variabel terkontrol dipertimbangkan. Terlepas dari apakah tekanan yang dikehendaki diubah secara halus atau tiba-tiba, tindakan pengendalian tidak boleh menyebabkan penyimpangan nilai yang berlebihan selama pengendalian.

Tetap memilih perangkat untuk kontrol PID. Saat ini ada banyak di pasaran, ada multi-saluran yang memungkinkan Anda mengubah beberapa parameter sekaligus, seperti pada contoh di atas dengan rumah kaca.

Mari kita lihat perangkat regulator menggunakan contoh regulator PID universal TRM148 dari perusahaan OWEN.

Delapan sensor input memberi sinyal ke input masing-masing. Sinyal diskalakan, difilter, dikoreksi, nilainya dapat dilihat di layar dengan beralih menggunakan tombol.

Keluaran perangkat diproduksi dalam berbagai modifikasi dalam kombinasi yang diperlukan berikut ini:

• relai 4 A 220 V;

• optocoupler transistor tipe n-p-n 400 mA 60 V;

• optocoupler triac 50 mA 300 V;

• DAC «parameter — saat ini 4 … 20 mA»;

• DAC «parameter-tegangan 0 … 10 V»;

• Output kontrol relai keadaan padat 4 … 6 V 100 mA.

Jadi, aksi kontrolnya bisa analog atau digital. Sinyal digital - ini adalah pulsa dengan lebar variabel, dan analog - dalam bentuk tegangan atau arus bolak-balik kontinu dalam rentang yang seragam: dari 0 hingga 10 V untuk tegangan dan dari 4 hingga 20 mA - untuk sinyal arus.

Sinyal keluaran ini hanya digunakan untuk mengontrol aktuator, misalnya pompa sistem irigasi atau relai yang menghidupkan dan mematikan elemen pemanas atau motor untuk mengontrol katup aktuator. Ada indikator sinyal di panel kontrol.

Untuk interaksi dengan komputer, regulator TPM148 dilengkapi dengan antarmuka RS-485 yang memungkinkan:

• konfigurasikan perangkat di komputer (perangkat lunak konfigurasi disediakan gratis);

• mengirimkan ke jaringan nilai saat ini dari nilai terukur, daya keluaran regulator, serta semua parameter yang dapat diprogram;

• menerima data operasional dari jaringan untuk menghasilkan sinyal kontrol.