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- 2023-07-19 17:06:40
比方说一个控制中使用了PI控制后,如果存在静态误差,输出始终达不到设定值,这时积分项的误差累积值会越来越大,这个累积值乘上Ki后会在输出的比重中越占越多,使输出u(t)越来越大,终达到消除静态误差的目的。
1、先将I值设为0,将P值放至比较大,当出现稳定振荡时,我们再减小P值直到P值不振荡或者振荡很小为止(术语叫临界振荡状态),在有些情况下,我们还可以在些P值的基础上再加大一点。
2、加大I值,直到输出达到设定值为止。
3、等系统冷却后,再重上电,看看系统的超调是否过大,加热速度是否太慢。
通过上面的这个调试过程,我们可以看到P值主要可以用来调整系统的响应速度,但太大会增大超调量和稳定时间;而I值主要用来减小静态误差。
标准的PID公式在温控等响应较慢的系统中会存在积分项导致过冲的情况,这是因为在开始加热后,尽管这时输出已调整大(比方说固态继电器的PWM输出已是开了)但这时的温度仍然只能缓慢上升,这时的积分项会增加得很快,当温度达到设定值后,这时尽管比例项已输出为0,但是积分项仍然会因为其累积值很高而有较大的输出,导致温度超调。
在德维森的V80中,通过改进的遇限消弱积分法等措施很好的解决了这个问题,使积分项在输出全开时停止积分,减少了积分对于这种大时延系统的影响。
PID控制:
因为PI系统中的I的存在会使整个控制系统的响应速度受到影响,为了解决这个问题,我们在控制中增加了D微分项,微分项主要用来解决系统的响应速度问题,其完整的公式如下:
u(t) = Kp*e(t) + Ki∑e(t) + Kd[e(t) – e(t-1)]+u0
在模拟电路中的微分常数是与特征频率相关系的,而在数字离散PID中的微分项实际上是有一些问题的,因为其只计算了两次误差的差值,而实际的模拟PID或者用户需要的理想微分公式应该是要对其进行展宽的,只有展宽的D值才能真正的起到很好的效果。微分项在控制系统中起到减少超调降低振荡的作用,但因为微分项本身对于干扰很敏感,所以在使用微分项时要慎重。
在PID的调试过程中,我们应注意以下步骤:
1、 关闭I和D,加大P,使其产生振荡;
2、 减小P,找到临界振荡点;
3、 加大I,使其达到目标值;
4、 重新上电看超调、振荡和稳定时间是否吻合要求;
5、 针对超调和振荡的情况适当的增加一些微分项;
6、 注意所有调试均应在大争载的情况下调试,这样才能保证调试完的结果可以在全工作范围内均有效;
位置PID与增量PID:
前面我们所说的PID公式均是位置PID,也称为全量PID,这在温控、阀门控制、水泵控制中常用到,另一种PID公式称之为增量PID其公式如下:
△u(t) = u(t) – u(t-1)
这在运动控制中常使用,其输出是两次PID运算结果的差值,一般的步进或者伺服电机的位置控制可以采用这种方式。
1、什么是变频器?
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。
2、PWM和PAM的不同点是什么?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脉冲宽度调制)缩写,按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度,以调节输出量和波形的一种调值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脉冲幅度调制)缩写,是按一定规律改变脉冲列的脉冲幅度,以调节输出量值和波形的一种调制方式。
3、电压型与电流型有什么不同?
变频器的主电路大体上可分为两类:电压型是将电压源的直流变换为交流的变频器,直流回路的滤波是电容;电流型是将电流源的直流变换为交流的变频器,其直流回路滤波石电感。
4、为什么变频器的电压与电流成比例的改变?
非同步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的,在额定频率下,如果电压一定而只降低频率,那么磁通就过大,磁回路饱和,严重时将烧毁电机。因此,频率与电压要成比例地改变,即改变频率的同时控制变频器输出电压,使电动机的磁通保持一定,避免弱磁和磁饱和现象的产生。这种控制方式多用于风机、泵类节能型变频器。
5、电动机使用工频电源驱动时,电压下降则电流增加;对于变频器驱动,如果频率下降时电压也下降,那么电流是否增加?
频率下降(低速)时,如果输出相同的功率,则电流增加,但在转矩一定的条件下,电流几乎不变。
6、采用变频器运转时,电机的起动电流、起动转矩怎样?
采用变频器运转,随著电机的加速相应提高频率和电压,起动电流被限制在150%额定电流以下(根据机种不同,为125%~200%)。用工频电源直接起动时,起动电流为6~7倍,因此,将产生机械电气上的冲击。采用变频器传动可以平滑地起动(起动时间变长)。起动电流为额定电流的1.2~1.5倍,起动转矩为70%~120%额定转矩;对于带有转矩自动增强功能的变频器,起动转矩为以上,可以带全负载起动。
7、V/f模式是什么意思?
频率下降时电压V也成比例下降,这个问题已在回答4说明。V与f的比例关系是考虑了电机特性而预先决定的,通常在控制器的存储装置(ROM)中存有几种特性,可以用开关或标度盘进行选择。
8、按比例地改V和f时,电机的转矩如何变化?
频率下降时完全成比例地降低电压,那么由于交流阻抗变小而直流电阻不变,将造成在低速下产生地转矩有减小的倾向。因此,在低频时给定V/f,要使输出电压提高一些,以便获得一定地起动转矩,这种补偿称增强起动。可以采用各种方法实现,有自动进行的方法、选择V/f模式或调整电位器等方法。
9、在说明书上写著变速范围60~6Hz,即10:1,那么在6Hz以下就没有输出功率吗?
在6Hz以下仍可输出功率,但根据电机温升和起动转矩的大小等条件,低使用频率取6Hz左右,此时电动机可输出额定转矩而不会引起严重的发热问题。变频器实际输出频率(起动频率)根据机种为0.5~3Hz.
10、对于一般电机的组合是在60Hz以上也要求转矩一定,是否可以?
通常情况下时不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)电压不变,大体为恒功率特性,在高速下要求相同转矩时,必须注意电机与变频器容量的选择。
11、所谓开环是什么意思?
给所使用的电机装置设速度检出器(PG),将实际转速反馈给控制装置进行控制的,称为“闭环”,不用PG运转的就叫作“开环”。通用变频器多为开环方式,也有的机种利用选件可进行PG反馈。
12、实际转速对于给定速度有偏差时如何办?
开环时,变频器即使输出给定频率,电机在带负载运行时,电机的转速在额定转差率的范围内(1%~5%)变动。对于要求调速精度比较高,即使负载变动也要求在近于给定速度下运转的场合,可采用具有PG反馈功能的变频器(选用件)。
13、如果用带有PG的电机,进行反馈后速度精度能提高吗?
具有PG反馈功能的变频器,精度有提高。但速度精度的植取决于PG本身的精度和变频器输出频率的解析度。
14、失速防止功能是什么意思?
如果给定的加速时间过短,变频器的输出频率变化远远超过转速(电角频率)的变化,变频器将因流过过电流而跳闸,运转停止,这就叫作失速。为了防止失速使电机继续运转,就要检出电流的大小进行频率控制。当加速电流过大时适当放慢加速速率。减速时也是如此。两者结合起来就是失速功能。
15、 有加速时间与减速时间可以分别给定的机种,和加减速时间共同给定的机种,这有什么意义?
加减速可以分别给定的机种,对于短时间加速、缓慢减速场合,或者对于小型机床需要严格给定生产节拍时间的场合是适宜的,但对于风机传动等场合,加减速时间都较长,加速时间和减速时间可以共同给定。
16、 什么是再生制动?
电动机在运转中如果降低指令频率,则电动机变为非同步发电机状态运行,作为制动器而工作,这就叫作再生(电气)制动。
17 、是否能得到更大的制动力?
从电机再生出来的能量贮积在变频器的滤波电容器中,由于电容器的容量和耐压的关系,通用变频器的再生制动力约为额定转矩的10%~20%。如采用选用件制动单元,可以达到50%~。
18 、转矩提升问题
自控系统的设定信号可通过变频器灵活自如地指挥频率变化,控制工艺指标,如在烟草行业的糖料、香料工序,可由皮带称的流量信号来控制变频器频率,使泵的转速随流量信号自动变化,调节加料量,均匀地加入香精、糖料。也可利用生产线起停信号通过正、反端子控制变频器的起、停及正、反转,成为自动流水线的一部分。此外在流水生产线上,当前方设备有故障时後方设备应自动停机。变频器的紧急停止端可以实现这一功能。在SANKEN、MF、FUT和FVT系列变频器中可以预先设定三四个甚至多达七个频率,在有些设备上可据此设置自动生产流程。设定好工作频率及时间後,变频器可使电机按顺序在不同的时间以不同的转速运行,形成一个自动的生产流程。
19、电机超过60HZ时应注意什么问题?
1)机械和装置在该转速下运转要充分可能(机械强度、噪声、振动等)
2)电机进入恒功率输出范围,其输出转矩要能够维修工作(风机、泵等轴输出功率与速度 的立方成比例增加,所以转速少许升高时也要注意)
3)产生轴承寿命问题,要充分加以考虑。
4)对于中容量以上的电机特别是2极电机,在60HZ以上运转时要特别注意。
20、要想高原有输送带的速度,以80HZ运转,变频器的容量该怎样选择?
设基准速度为50HZ,50HZ以上为恒功率输出特性。像输送带这样的恒转矩负载增速时,容量需要增大为80/50=1。6倍。电机容量也像变频器一样增大。
21、 想使两台2。2KW、4极电机顺序起动,用一台变频器传动时容量应怎样考虑?
如果两台2。2KW的电机同时起动、同时停止,设2。2KW的额定电流为10A,那么以两倍的20A计算用5。5KW(额定电流24A)的变频器就足够了。顺序起动时,第2台电机起动所需要的电流,相当于全压起动,以额定值的6倍计算,则需要能承受的过电流为(10+6X10)A=70A的变频器,即以15KW以上,因此,用一台变频器进行顺序起动在价格、大小方面没有优势,以采用两台单独的变频器为好。
22、什么是变频器分辨率?有什么意义?
对于数字控制器的变频器,即使频率指令为模拟信号,输出频率也是有级给定。这个级差的小单位就称为变频分辨率。
变频分辨率通常取值为0。015~0。5HZ。例如,分辨率为0。5HZ,那么23HZ的上面可变频23。5、24。0HZ,因此电机的动作也是有级的跟随。这样对于像连续卷取控制的用途就造成问题,在这种情况下,如果分辨率为0。015HZ左右,对于4极电机1个级差为1RPM以下,也可充分适应。另外,有的机种给定分辨率与输出分辨率不相同。
23、 不采用软起动,将电机直接投入到某固定频率的变频器时是否可以?
在很低的频率下是可以的,但如果给定频率高则同工频电源直接起动的条件相近。将流过大的起动电流(6~7倍额定电流),由于变频器切断过电流,电机不能起动。
假如是用的网线,白橙 橙 、 白绿 绿、 白蓝 蓝 、白棕 棕;对应编码器、A A- / B B- /Z Z-该如何接保证佳的屏蔽效果呢?
普通网线做编码器电缆,不是太合理。距离短,十几米之内的还可以。再长,是不是阻抗就太大了?真正的编码器电缆真不是网线,线径大概有0.75。
我感觉编码器上的信号的频率怎么也没有网络上的高吧?带宽应该可以覆盖编码器。
网络上的电平不知道,电流也不知道。传输距离100米的话说是要加中继了。这100米,控制上大概也够用了吧?
编码器的输出好像是3.7伏的吧?叫做差分还是叫差动?接收电路输入电阻达到220K。如果很长的电缆有一百几十欧的电阻,不知道影不影响这个220K上的压降?
为何电脑上能用,还要考虑编码器上能不能用?我觉得用网线没有什么问题。
网线与编码器装用电缆比
1,线径细,网线一般0.25,编码器电缆0.75或1mm.如果线路太长,线损大,通信信号衰减厉害,影响通信。
2,抗干扰能力。网线一般8根线两两双绞,好的外面屏蔽有的甚至外屏蔽层都没有,标准的编码器电缆,是4对线两两双绞再单独屏蔽后,后在成体屏蔽,抗干扰能力强。另外就是使用的环境,一般编码器应该用的工业环境干扰比较多。所以大型的传动场合普通网线是不适用的。
外观检查法
首先,可以针对PLC系统进行整体的外观检查,及时排查系统中的危险因素。比如,对于一些已经进入损耗期的零部件要定时进行更换;对于已经发现的将要对系统造成安全的因素要采取相应的措施。因此,只有熟悉和了解了整个系统的各个模块后,才能真正掌握系统故障可能分布的区域。
宏观诊断法
宏观诊断法,是指诊断者根据已有的工作经验来查看是否为操作不当而引起的故障,即根据系统发生故障的表面现象来判断故障发生的原因和区域,及时查看供电电源是否开启、线路是否正确、现场操作是否规范等方面的内容。
微观检测法
微观检测法主要是针对系统中可能出现的软件设计方面的故障,一旦出现这种情况,就要检查系统的硬件设计和软件设计。例如,对于CPU方面的故障检测。CPU故障主要表现在对应的LED灯不亮或者CPU单元停机。当出现这种情况时,主要考虑以下三个方面的原因:一是由于噪声干扰而导致电源无法工作;二是CPU内部总线上的电元器件发生了故障;三是CPU控制程序丢失。因此,针对CPU软件方面的故障,就要根据每个地区的实际情况来判断故障发生的具体原因。假如是由于噪声干扰而造成的故障,那么需要重启CPU来启动系统假如是程序内部出现了问题,那么就要重新装载或者修改系统程序。
动态检测法
在整个控制系统工作中,由于各个部分的元件和控制器本身都是在运转的,因此,这些控制器和元件随时随地都可能会发生故障,因此,为了能及时检测到故障发生的原因,有必要对系统进行全面而又动态化的检测。系统的动态检测可以通过设计软件来实现,通过软件的监控来实时检测故障发生的全过程。其具体的工作主要有以下三个步骤来完成:一是输入检测。该部分主要实现对系统外部各开关量反馈信号的检测及转换功能;二是系统状态转换。该部分主要实现系统中各区域的信号检测以及历史状态方面的内容:三是输出检测。该部分主要根据系统的当前状态来确定各控制信号的状态。PLC控制系统在一个监控周期内通过依次执行这3个步骤后,可以实现对系统的全程控制。
西门子ET200SP刚出来那会儿(大概是2012年吧,还是2013年),我就开始使用! 相比于ET200S来讲,IO密度增加了一倍!占用安装空间小多了! 另外,接线端子采用按压式的弹簧端子接线也更方便了!
可是,由于工艺的要求,我在三个ET200的操作站(大概相隔40米以内)上都需要安装一到两台步进电机。 而ET200SP一直就不出步进模块!!! 没办法,只好忍痛使用ET200S了...
但是一直在想另一条路: 因为我一直在用S7-1200/1500, 而1200/1500都内置了免费的ModbusTCP功能块! 所以一直在找一款带有ModbusTCP的步进驱动器! 市面上带ModbusRTU的步进驱动器一大把,可是不适合我! 因为要用ModbusRTU的话,我还要追加一块串口模块,那样就不划算了!
终于,去年看到某品牌发布了一款ModbusTCP的步进驱动器了! 打过去,居然说是只是在规划当中,产品还没有出来,失望! 过了几个月,也就是上个月的时候再打过去,说是产品出来了! 嘿嘿,赶快买了一只样品过来测试,一切OK!
这下好了,我现在用ModbusTCP的步进驱动器比原来用ET200S上的步进模块还便宜,而且更方便! 有些机型不需要此功能,我就不加步进好 ,程序是统一的! 告诉大家有这个东西,多一个选择!