ПИД ИМП Р - ПИД-Регулятор импульсный с ручным управлением

Параметры

ИмяВх/ВыхТипКомментарий
SP Вход аналог. Задание
PV Вход аналог. Регулируемый параметр
TF Вход аналог. Постоянная времени фильтра
MANUAL Вход логич. Ручной режим
OPEN Вход логич. Открыть
CLOSE Вход логич. Закрыть
DZONE Вход аналог. Зона нечувствительности
KP Вход аналог. Коэффициент пропорциональности
TI Вход аналог. Постоянная времени интегрирования
D Вход аналог. Коэффициент ввода дифференциальной составляющей
TP Вход аналог. Минимальная длительность импульса
B Вход аналог. Время люфта исполнительного механизма
ACTION Вход логич. Направление действия (FALSE - прямое, TRUE - обратное)
E Выход аналог. Значение рассогласования
PDDO Выход аналог. Выход ПДД`
Z1 Выход логич. Выход "Больше"
Z2 Выход логич. Выход "Меньше"

Информация по использованию

Алгоблок используется при построении ПИД-регулятора, работающего совместно с исполнительным механизмом постоянной скорости.

Алгоблок вычисляет рассогласование E по формуле:
E = SP - PV,
где SP (задание) и PV (регулируемый параметр) - входные величины.
При этом входной параметр фильтруется с постоянной времени TF.

Алгоблок позволяет поддерживать регулируемый параметр с точностью, близкой к величине DZONE (рекомендуется устанавливать в диапазоне от 0.5 до 1 %). Скорость приближения регулируемого параметра к заданному значению определяется быстродействием объекта, а также правильностью настройки параметров KP и TI регулятора.

Величину TP рекомендуется выбирать таким образом, чтобы перемещение исполнительного механизма за один импульс равнялось 0.5-1%. Для исполнительного механизма с временем полного хода, равным Тм=100сек, значение TP соответствует 0.5 ... 1 сек. Если время полного хода Tм отличается от 100 сек, то для вычисления TP можно использовать следующую формулу:

Tp=(0.005*Тм ... 0.01*Тм) сек

В состав алгоблока входят следующие элементы:

  • РАЗНОСТЬ - для вычисления величины рассогласования;
  • ФИЛЬТР - для фильтрации регулируемого параметра;
  • ЗОНА НЕЧ - для формирования зоны нечувствительности регулятора;
  • ПДД`-регулятор - основной элемент;
  • трехпозиционный широтно-импульсный модулятор (ШИМ) - для преобразования выхода регулятора в последовательность импульсов.

Данный алгоблок и подключенный к его выходу исполнительный механизм постоянной скорости, интегрирующий выходные импульсы алгоблока, реализуют алгоритм ПИД-регулятора.

Зависимость выхода от входа для элемента ЗОНА НЕЧ :

если |X| < DZONE/2, то Вход ПДД`=0;
если Х >= DZONE/2, то Вход ПДД`=Х-(DZONE/2);
если Х <= -(DZONE/2), то Вход ПДД`=Х+(DZONE/2).

Таким образом, изменение сигнала отклонения внутри зоны нечувствительности никакого влияния на алгоритм регулятора не оказывает.


Передаточная функция ПИД-регулятора (совместно с исполнительным механизмом):

где:
Кп=KP*100/Ts
Ts - время полного хода исполнительного механизма от полного закрытия до полного открытия, Кп - коэффициент пропорциональности.
Td - постоянная времени дифференцирования (Td=D*Ti).


Работа ПИД-регулятора:

Если разорвать обратную связь от объекта на регулятор и скачкообразно изменить входной сигнал Х, то реакция регулируемого параметра будет следующей:

Для управления исполнительным механизмом формируются импульсы на выходах алгоблока Z1 и Z2. В частном случае (при D=0), реакция регулятора на скачок сигнала рассогласования X, будет следующей:

После окончания первого импульса длительность интегральных импульсов - величина постоянная, равная ТР. Длительность пауз зависит от величины постоянной интегрирования TI, коэффициента пропорциональности КР и величины рассогласования Х.

При смене знака рассогласования первый импульс увеличивается на время, равное B (времени люфта исполнительного механизма).

Входы OPEN и CLOSE задействуются только в ручном режиме (при MANUAL = 1)

Если OPEN=1 (полностью открыть ИМ), то Z1=1 и Z2=0.

Если CLOSE=1 (полностью закрыть ИМ), то Z1=0 и Z2=1.

Если OPEN=1 и CLOSE=1, то Z1 = 0 и Z2 = 0.

Если OPEN=0 и CLOSE=0, то Z1 = 0 и Z2 = 0

Внимание!
Выходы Z1 и Z2 должны подключаться к паре дискретных выходов контроллера (к DO[1] и DO[2], к DO[3] и DO[4] ...) без использования промежуточных элементов. Допускается использование алгоблока в составе комплексного блока. Параметры Z1 и Z2 не могут быть включены в какие-либо списки и переданы по интерфейсу RS485.