Применение частотных преобразователей Optidrive E2

Преобразователь частоты Optidrive E2 имеет встроенный ПИ-регулятор, что позволяет использовать его для управления различными процессами с точным поддержанием какой-либо физической величины: давления, расхода, температуры, уровня и др. В этом документе описана процедура настройки возможных рабочих режимов.

ПИ-регулятор в Optidrive Е2ПИ-регулятор в Optidrive Е2

ПИ (пропорционально-интегральное) регулирование широко используется во многих приложениях. ПИ-регулятор нуждается в следующих сигналах:
Сигнал уставки (опорный сигнал) – это сигнал, пропорциональный требуемой (заданной) величине контролируемого параметра. Например, требуемое давления жидкости в системе, которое должен создавать насос - 1.5 Бар
Сигнал обратной связи – это сигнал, пропорциональный текущей (измеренной) величине контролируемого параметра в диапазоне измерительного преобразователя. Например, датчик давления имеет диапазон измерения 0-10 Бар, преобразуя его в токовый сигнал диапазона 4-20мА. Частотный преобразователь будет непрерывно контролировать сигнал обратной связи и сравнивать его с сигналом уставки, и автоматически корректировать скорость двигателя, так чтобы поддерживать заданный уровень контролируемой величины.

Параметры конфигурации ПИ-регулятора

P-45. Уставка ПИ-регулятора (опорный сигнал)
Для простых систем с фиксированной уставкой значение параметра P-45 может быть вычислено исходя из измерительного диапазона датчика обратной связи. Так, например, в системе, требующей поддержания постоянного давления 1.5 бар, при использовании датчика с диапазоном 0 … 10 бар, значение P-45 может быть рассчитано следующим образом: (1.5бар x 100%)/10 бар = 15%

P-41. Коэффициент пропорционального усиления
Говоря простыми словами, от коэффициента пропорционального усиления (P) зависит то, как сильно измениться скорость насоса относительно изменения давления в системе. Чем больше значение P-коэффициента, тем быстрее реакция системы. Однако при слишком больших значениях скорость насоса будет постоянно меняться, и давление будет нестабильно. Обычно в большинстве насосных применений, заводское значение P-41= 1 дает наилучший результат. Если скорость насоса нестабильна, уменьшите пропорциональный коэффициент.

P-42. Время интегрирования
Optidrive контролирует изменение сигнала обратной связи в течение долгого периода, чтобы определить среднее давление в системе и скорость его изменения. Интегральная составляющая помогает достичь более плавной работы и увеличить статическую точность системы. В большинстве случаев, заводское значение P-42= 1 сек дает хороший результат, однако время интегрирования может быть увеличено в системах, где давление изменяется слишком медленно.

P-43. Выбор режима работы ПИ-регулятора
В параметре P-43 можно выбрать режим прямого ПИ-регулирования, когда увеличение скорости двигателя увеличивает значение сигнала обратной связи, или обратный режим, когда увеличение скорости двигателя уменьшает значение сигнала обратной связи.

P-46. Выбор источника сигнала обратной связи ПИ-регулятора
По умолчанию в качестве источника сигнала обратной связи установлен аналоговый вход 2 (терминал 4). Формат сигнала обратной связи может быть выбран в соответствующем параметре. В большинстве случаев используется сигнал 4..20мА. Если в качестве источника обратной связи выбран аналоговый вход 1, то дискретный вход 3 (2-й аналоговый вход) может использоваться как вход внешней аварии, например, при подключении к нему PTC-термистора защиты двигателя (P-15=3). Функция внешней аварии не возможна, если 2-й аналоговый вход выбран в качестве источника сигнала обратной связи PI-регулятора.

Датчик обратной связи
С точки зрения схемы подключения датчика обратной связи имеется два основных типа. При использовании двухпроводного датчика обратной связи (напр, 4...20mA), проверьте что бы его напряжение питания допускало питание от источника 24В, и подключайте его к клемме 1 и клемме 4 (выход датчика).

Датчики обратной связи

P-44. Выбор опорного сигнала PI-регулятора
В зависимости от требований применения в качестве источника задания PI-регулятора может быть выбран аналоговый вход или цифровая уставка в параметре P-45.
Примечание: Для получения наилучшего качества регулирования пользователь может скорректировать коэффициенты PI-регулятора (пропорциональный и интегральный) в параметрах P-41 и P-42 соответственно. Значения этих коэффициентов будут зависеть от инерции и постоянной времени (скорости изменения) регулируемой системы.

Функция ожидания
Преобразователь частоты Optidrive E2 имеет встроенную функцию ожидания, которая позволяет автоматически выключить насос, когда нет необходимости вращать двигатель на низкой скорости, что бы поддерживать заданный уровень давления. Эту функцию можно использовать только в таких системах, где заданное значение может сохраняться при остановленном двигателе. Чтобы использовать эту функцию, заданная скорость на двигателе должна быть 0.0Гц в течение 20 секунд после чего Optidrive выключит двигатель, и на дисплее будет индикация StndbY. В приложениях, где требуется защитить двигатель от перегрева при работе на низкой скорости, используйте пропускаемые частоты. Благодаря этому можно исключить работу двигателя на частоте (обычно 20-30Гц), ниже которой в насосных применениях не создается полезной работы.

Функция ожидания с использованием пропускаемых частот
Пример: Минимальная скорость должна быть 24Гц, после чего снижение до 0Гц и вход в режим ожидания StndbY через 20 секунд
P-26 = 24Гц
P-27 = P-26 / 2 = 24Гц / 2 = 12Гц

  Инструкция по настройке PI-регулятора в Optidrive E2