Cómo configurar y conectar un controlador PID.

Esta guía incluye información sobre el cabledel sensor, los controles del actuador, las conexiones de alimentación, el ajuste del PID y las pruebas para el control de la temperatura.

1. introducción

El controlador PID utiliza un algoritmo para calcular la corrección necesaria y aplicarla al elemento de control final, minimizando el error. El controlador de temperatura PID utiliza un complejo algoritmo que combina acciones proporcionales (P), Integeral (I) y derivadas para calcular y aplicar continuamente la corrección al elemento de control. Esto minimilos errores y garantiza la estabilidad. El primer paso crítico para maximizar las capacidades de un controlador PID es conectarlo y configurarlo correctamente. La guía le lleva a través del proceso completo de conexiones de sensor, controles del actuador, fuentes de alimentación, configuraciones, pruebas y resolución de problemas. Se basa en principios establecidos para garantizar una implementación exitosa.

2. Basic of PID Temperature Control (en inglés)

 Esta diferencia, o "error", Es como ustedes lo llaman.

Acción proporcional (P): el componente que ajusta la salida de acuerdo a la magnitud del error. La salida se ajusta en función de la magnitud de un error. Un error grande resultará en un ajuste más grande mientras que un pequeño error conducirá A uno más pequeño. El control proporcional reduce el error rápidamente, pero deja un error residual (offset).

Acción Integral (I): la acción Integral tiene en cuenta el error acumulado. La salida es impulsada continuamente para eliminar el error residual de la acción proporcional. Este componente recuerda errores pasados y realiza ajustes en la salida para alcanzar el valor de consigna.

Acción derivada (D), la parte que reacciona en la tasa de cambio en el error. La acción derivada aplica una fuerza apropiada al sistema si la temperatura cambia rápidamente.

3. Sentando las bases para su conexión

La planificación es la clave para una conexión exitosa. Esta etapa no debe ser apresurya que puede resultar en cabley configuración incorrectos, daños al equipo, o problemas de seguridad.

Defina su sistema: defina el proceso o sistema cuya temperatura requiere un control preciso. ¿Cuál es el rango de temperatura normal? ¿Qué precisión se requiere? ¿Cuánta masa térmica se necesita y cuánto tiempo tarda el sistema en responder? Las especificaciones del controlador y del actuador son determinadas por esta información.

Elegir el controlador correcto: los controladores PID no tienen que ser todos iguales. Tener en cuenta factores tales como:

Algoritmo de Control: ¿Este controlador tiene un PID estándar o algoritmos avanzados? (es decir, predicción de Smith y opciones de filtro) o ofrece protección antireseteo contra las cuerdas.

Tipos de entrada: asegúrese de que el controlador es capaz de aceptar las señales del sensor que se pretende utilizar.

¿Qué tipo de salida va a elegir? Hay muchas opciones, incluyendo relés de estado sólido para ventilo calentadores, salidas de relés que controlan solenoids o contactores, modulación de ancho de pulso (PWM), salidas usadas para dirigir las velocidades de control del ventilador, y tensión/corriente analógica para la interfaz con otros dispositivos o controladores.

Comunicaciones: ¿La aplicación requiere comunicación para la monitorización, el registro o la integración con un sistema más grande (por ejemplo, Modbus RTU/TCP/Profibus, Ethernet/IP, etc.)?

Interfaz y pantalla: ¿Qué nivel de interfaz necesita?

La calibres una consideración: la calibrinicial puede ser necesaria dependiendo de los requisitos de la aplicación y el estado en el que el sensor/ controlador fue instalado inicialmente. Esto asegurará que las lecturas son precisas y el control puede funcionar correctamente.

Salvar la brecha de medición: conectar el sensor de temperatura

Sensores de temperatura son el "morro" Del controlador - miden la temperatura. Termopares, como el tipo K, E, J o KJ, y sensores de resistencia de temperatura, Pt100, Pt1000, son sensores industriales comunes.

Localice los terminales de entrada del sensor: localice los terminales de entrada designados en el Panel controlador PID, que a menudo están marcados como "IN", "THERM", o "RTD".

Determinar el tipo de Sensor: asegúrese de identificar el tipo de Sensor que usted y#39;re usar. Este tipo de sensor debe estar configurado en el controlador.

Consulte el diagrama de cable: consulte el manual del controlador PID y el diagrama de cableque. El diagrama le dirá cómo conectar los terminales y qué tipo de conexión se requiere (por ejemplo, cuatro cables para RTDs o tres para termopares estándar). También muestra la polaridad y cualquier otra información que se necesita.

Por ejemplo, termopar: normalmente se conecta usando conectores específicos, por ejemplo BNC, DB9 o terminales de tornillo. Este diagrama muestra qué cables se conectan a cada terminal, y si la compensación de Unión fría se ha incorporado en el controlador (común con los controladores de banco) o requiere un sensor externo.

Ejemplo de IDT: puede requerir hasta cuatro cables, dependiendo de si el elemento sensor se utiliza y cómo it's excitado. Los diagramas de cabledetalllas conexiones adecuadas para mediciones precisas de la resistencia.

Asegurar la conexión: cortar los cables del sensor e insertarlos en los terminales. Aprilos los tornillos. Para evitar cortocircuitos, asegúrese de que la conexión sea segura y bien aislada. Si los bloques terminales están disponibles, utilícelos. Evite las uniones roscadas directas para una mayor fiabilidad.

Prueba de calibr(opcional, pero recomendado): realizar una prueba básica después del cablesi usted es capaz de acceder a una fuente de temperatura que se conoce y tener un termómetro calibrado. Verifique la temperatura indicada por el controlador en comparación con la calibr. Ajustes menores pueden ser posibles dependiendo de las capacidades de calibrde su controlador.

Ejecutar comando de Control: conectarse al elemento de Control final (actuador).

Es "el músculo" De todo el sistema. El receptor PID ajusta la temperatura del proceso en función de las señales recibidas del PID.

Identificar actuador: determinar qué dispositivo va a ajustar la temperatura. (por ejemplo, un calentador controlado por relé o un ventilador controlado por PWM).

Localice los terminales de salida busque los terminales de salida del control PID, que a menudo se marcan "OUT", "AO" O salidas "DA" (Digital/ relé/analógico).

Asegúrese de que la salida del controlador coincide con la del actuador: estar seguro de que el tipo de salida es el mismo que el requisito de entrada.

Salida analógica (AO/DA).

Salida Digital/ relé (DA): se utiliza para conmutar potencia a dispositivos como contactores y relés, que luego controlan grandes cargas. Debe prestarse atención a las calificaciones de volta(por ejemplo, la lógica de 5V o la bobina de relé de 24V), y la configuración del cable(por ejemplo, normalmente abierto (NO) vs normalmente cerrado (NC). Es importante configurar correctamente la salida del controlador (p.ej. longitud de pulso y ciclo de trabajo).

Cable de un actuador: instalar el actuador de acuerdo con su hoja de datos. Si está usando salidas de relé para conmutar dispositivos, asegúrese de que el dispositivo esté correctamente cableado entre los terminales NO/COM (o NC/COM dependiendo de la aplicación) de la salida y la fuente de alimentación. Conecte el cable de entrada del actuador analógico al cable de señal que viene del controlador.

Ajuste el rango de salida y la escala: abra el menú de configuración de su controlador (normalmente a través de una pantalla LCD o botones). Vaya a la salida y ajuste los parámetros para adaptarse a su actuador. Ajuste el rango de salida (por ejemplo 0-100%, 0-10V), y asegúrese de que corresponde al rango de funcionamiento del actuador.

Conexión de alimentación al controlador: sistema energizante

Se requiere un suministro estable de energía para que el PID funcione. El cableincorrecto puede conducir a un grave peligro.

Localice los terminales de entrada de alimentación. Busque los terminales "AC IN", VAC, u otros terminales similares ubicados en la parte posterior o lateral del controlador.

Conecte los terminales del controlador a la fuente de alimentación (vivo, neutro y tierra). El diagrama de cablese encuentra en el manual del usuario.

Conecte la fuente de alimentación, que suele ser el cable fusionado de la alimentación principal de ca.

Seguridad y Polaridad: comprobar todas las conexiones. Antes de tocar cualquier cable, asegúrese de que la electricidad está apagada. Compruebe la fase de alimentación de ca (L1/L/N/G). El controlador puede ser dañado por polaridad incorrecta cuando se usa corriente continua.

Algoritmos de ajuste para el controlador PID

El controlador#39;s inteligente cobra vida durante la configuración. Se requiere atención en este paso.

Modo de configuración acceso: entrar en el modo de programación usando el teclado o botones en su controlador, o mediante el uso de un software de interfaz de PC. Esto se puede indicar con patrones LED específicos, o mediante un cambio en el modo de visualización.

Configuración de los parámetros PID iniciales (tuning): a menudo la parte más complicada. A menudo, los parámetros iniciales deben ser ajustados (" ajuste ") Autotune o "Auto Tune", una característica de muchos controladores, realiza una prueba automática, que implica un cambio en el punto de ajuste (a menudo con un pequeño paso) para observar cómo responde. Luego calcula los valores P, I y D. Consulte los recursos manuales de ajuste de PID (como el método de Ziegler Nichols) si lo prefiere o lo necesita. Ajuste incrementalmente, comenzando con valores conservadores. Monitorear la respuesta del proceso (rebasmínimo y asentamiento rápido). Es importante ajustar el sistema de control para lograr un proceso estable, sensible y libre de oscil.

Filtro de salida y amortigu: ciertos controladores tienen una configuración de filtro de salida que suavilas señales de ruido procedentes de los sensores, lo que evita acciones erráticas. Algunos controladores tienen funciones de amortiguque pueden reducir la caza o el rebas(pequeñas oscilcerca del punto de ajuste).

Transmisión sin Bumpless: Configure la transmisión sin Bumpless si el controlador es capaz. Esto le permite cambiar los parámetros o setpoint sin tener el salto de señal de repente. Podría causar exceso, o incluso dañar su sistema.

Guardar configuración y salir: después de la configuración, asegúrese de que la configuración se almacena en la memoria del controlador (consulte su manual para averiguar el comando exacto guardar). Salga del modo de configuración.

Verificación y prueba: validar el rendimiento

Es importante probar a fondo después de la configuración física y la conexión con el fin de garantizar el correcto funcionamiento y verificar el funcionamiento.

Inspección Visual: revise todos los cables para aislamiento, corrección y seguridad.

Encienda: reemplace el fusible o el interruptor en la fuente de alimentación.

Monitor de respuesta inicial: mira la pantalla de tu controlador. ¿Está mostrando la temperatura correcta?

Control en bucle cerrado: modificar el Setpoint (SP). Ver la respuesta del sistema. ¿Es el sistema capaz de alcanzar el punto de ajuste con precisión? ¿Es exacto? ¿Hay oscilexcesivas o excesos alrededor del valor límite? Observe la velocidad de aproximación y la estabilidad.

Ajuste Final: si es necesario, ajuste los parámetros del PID basándose en el rendimiento inicial. Para un rendimiento óptimo, pueden ser necesarios pequeños ajustes. Esto es especialmente cierto para la acción Integral para reducir los errores de estado estaciony la acción derivada para aumentar la estabilidad.

Registro de datos (opcional). Si su controlador tiene capacidades de registro de datos, puede habilitar el registrador de datos para registrar datos de temperatura y datos de control de salida. Puede resultar muy valiosa en el análisis del rendimiento de su sistema y para la solución de problemas.

Problemas comunes y solución de problemas: cómo resolverlos

Incluso con una planificación cuidadosa, pueden surgir problemas. Estos son algunos síntomas que pueden ocurrir y sus causas potenciales.

Salida del controlador no activa:

Verifique que el setpoint se haya establecido correctamente y esté dentro del rango del proceso.

Compruebe que la configuración de salida es compatible con los requisitos del actuador.