PID – to hasło z którym pewnie zetknął się każdy interesujący się automatyką. Często wkoło niego zbudowany jest pewien mistycyzm i tajemnica. Na politechnikach poświęca się dziesiątki godzin na wykłady tłumaczące jego działanie jednocześnie często nie tłumacząc w sposób zrozumiały. W tym odcinku Dawid przedstawia regulator PID w jak najprostszy sposób, w odniesieniu oczywiście do jego zastosowania w przemienniku częstotliwości.

Kurs regulacji PID o którym w odcinku wspomina Dawid znajdziecie na KursyAutomatyki.pl pod tym linkiem:

Kurs regulacji PID

PID regulator

Zasada działania regulatora PID opiera się na równaniu, które opisuje wielkość regulowaną jako wynik działania części proporcjonalnej, części całkującej i części różniczkującej.

Regulatory PID coraz częściej są wbudowywane w oprogramowanie falowników. Wykorzystujemy je np. do utrzymywania stałego ciśnienia w instalacjach wodnych czy temperatury w instalacjach wentylacyjno-kilmatyzacyjnych.

Dzięki temu przy małych instalacjach bez sterowników nadrzędnych po podłączeniu przetwornika ciśnienia bezpośrednio do falownika uzyskujemy sterowanie pompą z utrzymywaniem stałego ciśnienia w instalacji wodociągowej.

W celu uruchomienia regulatora PID w falowniku musimy zdeklarować dwie zmienne:

• zmienna procesowa (pomiar ciśnienia – przetwornik podłączony do wejścia analogowego falownika)
• zmienna ustawcza – zadawanie ciśnienia roboczego

Zmienna przez którą wprowadzamy ciśnienie robocze, może być zadawana przez: zadajnik zewnętrzny, potencjometr wbudowany w falownik lub zewnętrzny podłączony do drugiego wejścia analogowego lub wprowadzać ją możemy za pomocą klawiatury panela falownika.

Informacja: Pamiętać należy o stosowaniu kabli ekranowanych do podłączania urządzeń zewnętrznych z falownikiem.

Wartość zadana (ang. set-point lub reference signal) – w układzie regulacji, wartość sygnału wejściowego, informująca regulator o pożądanej wartości sygnału wyjściowego. Dzięki znajomości wartości zadanej i wartości sygnału wyjściowego można wyznaczyć błąd regulacji, w postaci różnicy tych sygnałów.

Jeden falownik – kilka silników

Przy wykorzystaniu sterowania skalarnego lub w niektórych modelach falowników trybu wzmocnionego, mamy możliwość podłączenia kilku silników do jednego falownika. Oczywiście musimy spełnić kilka warunków aby prawidłowo zbudować taki układ nie generujący zakłóceń i uszkodzenia falownika.

• suma prądów wszystkich silników nie może być większa niż nominalny prąd falownika
• stosować identyczne silniki
• silniki zabezpieczać pojedynczo termistorami lub termikami bimetalicznymi
• przy długich kablach silników mogą wystąpić prądy upływu poprzez pasożytniczą pojemność kabli, może to wyzwolić alarm doziemienia, należy wtedy stosować filtr silnikowy.

Połączenie równoległe wielu silników powoduje zmniejszenie oporności przyłączeniowej na wyjściu przetwornicy częstotliwości. Sumaryczna indukcyjność również się zmniejsza, natomiast zwiększa się pojemność kabli. Wynikiem tego są większe jak przy podłączeniu silników pojedynczych odkształcenia prądu. Pobór prądu można zmniejszyć stosując dławiki silnikowe lub filtry sinus na wyjściu falowników.

Przy równoległym podłączeniu na wyjściu przetwornicy silników o dużych różnicach mocy (np. 11 kW i 30 kW ) mogą wystąpić problemy przy starcie na niskich obrotach. W skrajnych przypadkach silnik na niewielkich obrotach może nie osiągnąć pełnego momentu obrotowego. Powodem mogą być stosunkowo duże oporności rezystancyjne w stojanie silnika. W takich przypadkach wymagane jest wyższe napięcie startu.

W systemie sterowanie bezwzględnie należy przestrzegać poniższych zasad: przed startem falownika zamknąć styczniki poszczególnych silników a otwierać je możemy dopiero po wyhamowaniu napędów. Zabronione jest dokonywanie przełączeń styczników podczas pracy falownika gdyż może to doprowadzić do jego uszkodzenia.