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PID für Prozeßregelung, Fortsetzung
Invertierte Regelfunktion
Bei normaler Regelung erhöht sich die Motordrehzahl,
wenn der Sollwert größer als das Istwertsignal ist. Wird
eine invertierte Regelung benötigt, bei der die Dreh-
zahl verringert wird, wenn das Istwertsignal geringer
als der Sollwert ist, muß in Parameter 420 PID Reg-
lerfunktion Invers programmiert werden.
Anti Windup
Der Prozeßregler ist ab Werk mit aktiver Anti-Windup-
Funktion eingerichtet. Diese Funktion gewährleistet,
daß bei Erreichen einer Frequenzgrenze oder Mo-
mentgrenze der Integrator auf eine Verstärkung ent-
sprechend der aktuellen Frequenz initialisiert wird. Die
Integration über eine Abweichung zwischen Sollwert
und Istwert des Prozesses, dessen Regelung mit einer
Drehzahländerung nicht möglich wäre, wird so ver-
mieden. Die Funktion kann in Parameter 421 PID
Regler Windup abgeschaltet werden.
Anlaufbedingungen
In einigen Anwendungen wird eine optimale Einstel-
lung des Prozeßreglers dazu führen, daß bis zum
Erreichen des gewünschten Prozeßwertes eine unan-
gemessen lange Zeit vergeht. Bei solchen Anwendun-
gen kann es von Vorteil sein, eine Motorfrequenz
festzulegen, auf die der Frequenzumrichter den Motor
hochregeln soll, bevor der Prozeßregler aktiviert wird.
Dies erfolgt durch Programmieren einer PID Reglers-
tartfrequenz in parameter 422.
Differentiator Verstärkungsgrenze
Kommt es in einer Anwendung zu sehr schnellen Än-
derungen des Soll- oder Istwertes, ändert sich die
Abweichung zwischen Sollwert und Prozeßistzustand
sehr schnell. Der Differentiator kann somit zu domi-
nant werden, da er auf die Abweichung zwischen Soll-
wert und Prozeßistzustand reagiert. Je schneller sich
die Abweichung ändert, desto höher fällt die Verstär-
kung des Differentiators aus. Die Verstärkung des Dif-
ferentiators kann daher begrenzt werden, so daß eine
vernünftige Differentionszeit bei langsamen Änderun-
gen und eine angemessene Verstärkung bei schnellen
Änderungen eingestellt werden kann. Dies erfolgt im
Parameter 426 PID Differentiator Verstärkungsgrenze.
Tiefpaßfilter
Falls beim Istwertsignal Rippelströme- bzw. Spannun-
gen auftreten, können diese mit Hilfe des eingebauten
Tiefpaßfilters gedämpft werden. Für das Tiefpaßfilter
muß eine passende Zeitkonstante eingestellt werden.
Diese Zeitkonstante ist ein Ausdruck für eine Eckfre-
quenz der Rippel, die beim Istwertsignal auftreten. Ist
das Tiefpaßfilter auf 0,1 s eingestellt, so ist die Eck-
= Werkseinstellung, () = Displaytext, [] = bei Kommunikation über serielle Schnittstelle benutzter Wert
®
MG.61.A6.03 - VLT
ist ein eingetragenes Warenzeichen von Danfoss
®
Serie VLT
6000 HVAC
frequenz 10 RAD/s, was (10 / 2 x ) = 1,6 Hz entspricht.
Dies führt dazu, daß alle Ströme bzw. Spannungen,
die um mehr als 1,6 Schwingungen pro Sekunde
schwanken, herausgefiltert werden.
Es wird mit anderen Worten nur ein Istwertsignal ge-
regelt, das mit einer Frequenz kleiner 1,6 Hz
schwankt. Die passende Zeitkonstante ist in Parame-
ter 427, PID Tiefpaßfilterzeit, zu wählen.
Optimierung des Prozeßreglers
Die Grundeinstellungen sind nun vorgenommen wor-
den, so daß jetzt nur noch eine Optimierung der Pro-
portionalverstärkung, der Integrationszeit und der
Differentionszeit (Parameter 423, 424 und 425) vor-
genommen werden muß. Dies kann bei den meisten
Prozessen durch Befolgen der nachstehenden Anwei-
sungen geschehen.
1.
Motor starten.
2.
Parameter 423 PID Proportionalverstärkung
auf 0,3 einstellen und anschließend erhöhen,
bis der Prozeß zeigt, daß das Istwertsignal
schwingt. Danach den Wert verringern, bis
das Istwertsignal stabilisiert ist. Dann die
Proportionalverstärkung um 40-60 % sen-
ken.
3.
Parameter 424 PID Integrationszeit auf 20 s
einstellen und den Wert reduzieren, bis der
Prozeß zeigt, daß das Istwertsignal schwingt.
Danach den Wert verringern, bis das Istwert-
signal stabilisiert ist. Dann um 15-50 % erhö-
hen.
4.
Parameter 425 PID Differentionszeit wird nur
in sehr schnellen Systemen benutzt. Der ty-
pische Wert beträgt 1/4 des in Parameter 424
Prozeß PID Integrationszeit eingestellten Wer-
tes. Der Differentiator sollte nur benutzt wer-
den, wenn Proportionalverstärkung und In-
tegrationszeit optimal eingestellt sind.
ACHTUNG!
Bei Bedarf kann Start/Stop mehrfach ak-
tiviert
werden,
Schwankung des Istwertsignals zu erzie-
len.
um
eine
konstante
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