Chức năng điều khiển PID trên biến tần

Chức năng điều khiển PID trên biến tần

Giới thiệu

Biến tần là thiết bị điện tử được sử dụng để điều khiển tốc độ động cơ điện xoay chiều (AC). Nó hoạt động bằng cách tạo ra sóng điện áp dạng xung, có tần số và biên độ thay đổi để điều chỉnh tốc độ của động cơ. Một trong những chức năng quan trọng nhất của biến tần là chức năng điều khiển PID trên biến tần, giúp duy trì tốc độ động cơ chính xác ngay cả khi có nhiễu hoặc biến động tải.

PID là gì

PID là thuật toán điều khiến được áp dụng rất nhiều trong quá trình điều khiển. Có thể hiểu nôm na quá một ví dụ có bản. Khi bạn muốn đi từ điểm A đến điểm B, thuật toán PID sẽ điều khiển bạn từ điểm A với vận tốc bằng sau sau đó tăng tốc tối đa và đảm bảo độ chính xác tới vị trí điểm B với thời gian nhanh nhất và sai số thấp nhất. So với điều khiển ON-OFF thì độ chính xác của PID gần như tuyệt đối, tuy nhiên đi kèm với đó thường là yêu cầu hồi tiếp bằng cảm biến để đo sai số thực tế.

Nguyên lý hoạt động của điều khiển PID

Điều khiển PID (Proportional-Integral-Derivative) là phương pháp điều khiển phản hồi vòng kín, sử dụng ba tham số:

 Tỷ lệ (P): Tỷ lệ hồi đáp của bộ điều khiển so với lỗi.

 Tích phân (I): Sửa các lỗi tích lũy theo thời gian.

 Vi phân (D): Dự đoán lỗi trong tương lai dựa trên tốc độ thay đổi của lỗi.

Bộ điều khiển PID hoạt động bằng cách liên tục đo lỗi giữa tốc độ động cơ mong muốn và tốc độ thực tế. Sau đó, nó sử dụng các tham số PID để tính toán tín hiệu điều khiển điều chỉnh tần số và biên độ của sóng xung đầu ra của biến tần.

Ưu điểm của điều khiển PID

Điều khiển PID mang lại một số ưu điểm như:

 Độ chính xác cao: Duy trì tốc độ động cơ chính xác ngay cả khi có nhiễu hoặc biến động tải.

 Thời gian đáp ứng nhanh: Điều chỉnh tốc độ động cơ nhanh chóng để theo dõi các lệnh đầu vào.

 Ổn định tốt: Ngăn ngừa dao động hoặc quá mức trong quá trình điều khiển.

 Khả năng thích ứng: Tự động điều chỉnh các tham số PID để tối ưu hóa hiệu suất trong các điều kiện làm việc khác nhau.

Ứng dụng của điều khiển PID trên biến tần

Điều khiển PID được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng, bao gồm:

 – Điều khiển tốc độ máy bơm và quạt

 – Điều khiển vị trí của máy công cụ

 – Tự động hóa quy trình trong ngành công nghiệp

 – Hệ thống điều khiển nhiệt độ

Cấu trúc của bộ điều khiển PID

Bộ điều khiển PID trên biến tần có hai cấu trúc chính:

 Cấu trúc song song: Các tham số P, I và D được tính toán và cộng lại trực tiếp để tạo thành tín hiệu điều khiển.

 Cấu trúc tuần tự: Tín hiệu lỗi được tích phân và vi phân sau đó được cộng thêm vào tín hiệu lỗi P để tạo thành tín hiệu điều khiển.

Cách cài đặt điều khiển PID trên biến tần

Dù là cài đặt PID cho biến tần loại nào thì cũng đều giống nhau vì cơ bản PID là một thuật toán sử dụng chung cho các loại biến tần. Bạn chỉ cần bám sát theo tài liệu manual hướng dẫn sử dụng mà các nhà cung cấp biến tần cho bạn đều cho bạn một quyển khi bán. Các bạn phải dựa vào các đặc tính cơ bản của PID trong biến tần và tìm ra các mã, thông số tương ứng cho biến tần như sau:

• Đầu tiên, bạn chọn chế độ điều khiển PID trong biến tần, sau đó chọn nguồn tham chiếu giá trị cài đặt (trên màn hình, analog ngõ vào), giá trị phản hồi (analog input), tiếp theo bạn sẽ cài đặt hệ số cho PID.
• Mỗi hệ thống sẽ có một hệ số PID khác nhau ta có thể tăng giảm các hệ số này bằng tay cho đến khi nào hệ thống cho ra thời gian đáp ứng và sai số tốt nhất.
• Cách cài thông số cho bộ PID các bạn có thể theo nguyên tắc như sau: Đầu tiên, bạn cần tăng từ từ thông số Kp lên cho đến khi nào thầy biến tần đáp ứng đủ nhanh thì dừng, sau đó tăng thêm Kd và Ki lên để giảm sai số với thời gian xác lập.

Các lưu ý khi sử dụng điều khiển PID trên biến tần

Khi sử dụng điều khiển PID trên biến tần, cần lưu ý một số cân nhắc:

 Nhiễu: Tín hiệu đầu vào có thể bị nhiễu, ảnh hưởng đến hiệu suất điều khiển.

 Độ trễ: Động cơ và biến tần sẽ có độ trễ cố hữu ảnh hưởng đến thời gian đáp ứng của bộ điều khiển.

 Giới hạn: Biên độ và tần số của sóng xung đầu ra của biến tần có thể bị giới hạn, hạn chế phạm vi điều khiển.

Biến tần nào có chức năng điều khiển PID?

Đa số biến tần trên thị trường hiện nay đều có hỗ trợ chế độ điều khiển PID kể cả biến tần giá rẻ của Trung Quốc. Về cơ bản thì trong biến tần thuật toán PID sẽ giống như dạng PID chuẩn sẽ bao gồm các thông số sau:

• Đầu tiên là giá trị cài đặt thường sử dụng ngõ vào analog hoặc cài đặt trên màn hình của biến tần.
• Tiếp theo là giá trị phản hồi về thường là cảm biến áp suất có ngõ ra analog để biến tần có thể cảm nhận được
• Ngõ ra của bộ PID sẽ là tần số ngõ ra của biến tần

Thuật toán PID sẽ điều khiển ngõ ra của biến tần sao cho tín hiệu phản hồi ổn định nhất theo thời gian so với giá trị cài đặt. Đối với một số loại biến tần đời cũ thì nhóm thông số cho PID sẽ ít hơn so với các loại biến tần đời mới hiện nay.

Ngoài ra bạn cũng có thể tham khảo dòng sản phẩm SUMO SU200A và SUMO SU200S của công ty chúng tôi

Những lí do bạn có thể chọn biến tần SUMO

Giá cả phù hợp, tiết kiệm chi phí.

Độ đáp ứng và ổn định cao. Dễ cài đặt và vận hành.

Giao hàng nhanh chóng. Hàng luôn có sẵn trong kho

Chế độ bảo hành lâu dài.

Theo dõi chúng tôi qua Fanpape