PID là gì?
Về thực tế định nghĩa của PID và ứng dụng của nó trong các hệ thống thì đã có rất nhiều bài viết nói về nó. Ở đây Coder96 sẽ nói nhanh gọn về nó một chút để những bạn chưa nắm thì có thể hiểu một chút về PID.
PID là sự kết hợp của 3 bộ điều khiển: tỉ lệ, tích phân và vi phân, có khả năng điều chỉnh sai số thấp nhất có thể, tăng tốc độ đáp ứng, giảm độ vọt lố, hạn chế sự dao động.
Bộ điều khiển PID hay chỉ đơn giản là PID là một kỹ thuật điều khiển quá trình tham gia vào các hành động xử lý về “tỉ lệ, tích phân và vi phân“. Nghĩa là các tín hiệu sai sốxảy ra sẽ được làm giảm đến mức tối thiểu nhất bởi ảnh hưởng của tác động tỉ lệ, ảnh hưởng của tác động tích phân và được làm rõ bởi một tốc độ đạt được với tác động vi phân số liệu trước đó.
Điều khiển PID là một kiểu điều khiển có hồi tiếp vòng kín được sử dụng rộng rải trong hệ thống điện, tự động hóa, điện tử,…
Một cách đơn giản nhất để hiểu về PID như sau:
- P: là phương pháp điều chỉnh tỉ lệ, giúp tạo ra tín hiệu điều chỉnh tỉ lệ với sai lệch đầu vào theo thời gian lấy mẫu.
- I: là tích phân của sai lệch theo thời gian lấy mẫu. Điều khiển tích phân là phương pháp điều chỉnh để tạo ra các tín hiệu điều chỉnh sao cho độ sai lệch giảm về 0. Từ đó cho ta biết tổng sai số tức thời theo thời gian hay sai số tích lũy trong quá khứ. Khi thời gian càng nhỏ thể hiện tác động điều chỉnh tích phân càng mạnh, tương ứng với độ lệch càng nhỏ.
- D: là vi phân của sai lệch. Điều khiển vi phân tạo ra tín hiệu điều chỉnh sao cho tỉ lệ với tốc độ thay đổi sai lệch đầu vào. Thời gian càng lớn thì phạm vi điều chỉnh vi phân càng mạnh, tương ứng với bộ điều chỉnh đáp ứng với thay đổi đầu vào càng nhanh.
Sử dụng PID trong PLC S7-1200 và S7-1500 như thế nào?
Tia porttal cung cấp cho chúng ta các lệnh PID như sau trong việc điều khiển cho từng nhu cầu thực tế:
- Lệnh PID_Compact sử dụng trong hầu hết các trường hợp.
- Lệnh PID_3Step tối ưu trong trường hợp điều khiển van tuyến tính điều khiển lưu lượng, áp suất qua control valve, bơm lưu lượng, v.v....
- Lệnh PID_Temp cung cấp bộ điều khiển PID phổ quát cho phép xử lý yêu cầu cụ thể về điều khiển nhiệt độ.
Ở đây khối thường được sử dụng nhất là khối PID_Compact, khối này có thể được ứng dụng hầu hết ở các bài toán.
Các thông số chính của khối PID_Compact:
- Setpoint: Là giá trị người sử dụng cài đặt để hệ thống đáp ứng đúng như theo cài đặt.
- Input: là giá trị đầu vào của cảm biến ở trạng thái đã được scale theo một đơn vị cụ thể.
- Input_PER: Là giá trị đầu vào analog của cảm biến. Giá trị này chưa qua xử lý scale và khi đưa vào trong khổi PID_Compact thì bản thân khối này sẽ có những mục chỉnh giá trị Scale giá trị để phù hợp với quá trình điều khiển.
- Mode: Chọn chế độ hoạt động mặc định của khối PID.
- Output: Giá trị output theo giá trị phần trăm.
- Output_PER: Giá trị output chưa qua Scale, giá trị này có thể xuất thằng ra các module Analog để điều khiển các thiết bị.
- Output_PWM: Đây là output dạng xung PWM cho các thiết bị điều khiển ở dạng xung PWM.
- State: Chứa trạng thái hiện tại của khối PID.
- Error: Bit báo lỗi của khối PID.
- ErrorBits: Báo lỗi nhiều bit.
Dò thông số PID
Trong thực tế khi đã lập trình được hệ thống PID và đưa nó vào hoạt động thì vấn đề khó nhất vẫn là cài đặt các thông số Kp, Ki, Kd cho hệ thống.
Đối với PLC S7-1200 và S7-1500 thì khối PID compact hỗ trợ việc lấy các thông số PID tự động thông qua việc chạy Commissioning.
Ngoài ra chúng ta còn có thể dò thông số PID bằng tay cho đến khi hệ thống hoạt động ổn định.
No comments:
Post a Comment