Sygnał [FBV] załączający dodatkowy układ napędowy przy regulacji PID

Kiedy wykorzystujemy wewnętrzny regulator PID w przypadku niektórych procesów sterowania, związanych z utrzymaniem określonego stanu układu (np. stałego ciśnienia lub temperatury), nie jest możliwe osiągnięcie zadanych parametrów regulacji (np. ciśnienia w przypadku pompy) z powodu niewystarczającej wydajności napędzanej maszyny. W takim przypadku prostym rozwiązaniem jest podanie sygnału wyjściowego do uruchomienia dodatkowego zewnętrznego układu napędowego, pozwalającego na osiągniecie przez system zadanego poziomu równowagi.

Regulacja PID w oparciu o dwa układy napędowe (dwupoziomowa) ma kilka zalet:

• dodatkowy zewnętrzny układ napędowy jest załączany tylko w konieczności, co pozwala na oszczędzanie energii w przypadku pracy układu napędowego podstawowego.
• zastosowanie dodatkowego zewnętrznego układu napędowego jest tańsze niż dublowanie układu podstawowego.
• osiągnięcie zadanych parametrów regulacji przy wykorzystywaniu zewnętrznego dodatkowego układu napędowego nastąpi szybciej niż gdy wykorzystany będzie tylko podstawowy układ napędowy.
• niezależnie od tego czy dodatkowy układ napędowy jest załączony czy wyłączony, układ podstawowy nadal może przeprowadzać regulację częstotliwości wyjściowej na podstawie sygnału sprzężenia zwrotnego.

Dwupoziomową regulacje PID można zobrazować na poniższym przykładzie (patrz rysunek):
Poziom 1 - Falownik #1 reguluje obroty wentylatora wykorzystując regulację PID ze sprzężeniem zwrotnym
Poziom 2 - Falownik #2 napędza silnik drugiego wentylatora dzięki sygnałowi wyjściowemu ZAŁ/WYŁ pochodzącemu z pierwszego falownika

W poniższym przykładzie większość czasu pracuje pierwszy wentylator (podstawowy układ napędowy). Dodatkowy wentylator jest załączany sporadycznie w momentach gdy drzwi magazynu są otwarte. W takiej sytuacji podstawowy układ napędowy (wentylator 1) pracując na swoich parametrach znamionowych nie jest w stanie sam wymusić określonego przepływu powietrza. Konieczne staje się zatem wygenerowanie sygnału wyjściowego [FBV] do załączenia (rozkaz biegu FW) drugiego falownika.

 

Aby posługiwać się funkcją [FBV] załączania dodatkowego układu napędowego, należy ustawić dwa parametry - próg dolny do załączenia drugiego układu napędowego C053 i próg górny do wyłączania drugiego układu napędowego C052. Na diagramie czasowym pokazano jak działa funkcja [FBV] -załączania dodatkowego układu napędowego w zależności od nastawionej wartości zadanej i zmieniającego się sygnału sprzężenia zwrotnego. Na osi pionowej umieszczono procentową wartość sygnału zadanego dla regulatora PID, oraz dolny i górny próg do załączania i wyłączania drugiego układu napędowego. Na tym samym diagramie pokazano również wartość częstotliwości wyjściowej w trakcie regulacji PID z wykorzystaniem dodatkowego układu napędowego.

Poniżej wymieniono najważniejsze punkty procesu regulacji z wykorzystaniem funkcji [FBV].

W falowniku #1 podstawowego układu napędowego załączony zostaje rozkaz biegu [FW].

Falownik #1 załącza wyjście [FBV] ponieważ sygnał PV (sprzężenia zwrotnego) jest mniejszy od dolnego progu do załączania dodatkowego układu napędowego C053. Falownik dodatkowy #2 zostaje załączony do procesu regulacji.

Sygnał sprzężenia zwrotnego PV rośnie i przewyższa wartość górnego progu do wyłączenia dodatkowego układu napędowego C052. Falownik wyłącza wyjście [FBV], co wiąże się z zatrzymaniem napędu zasilanego z dodatkowego falownika #2.

Tylko falownik #1 bierze udział w procesie regulacji. W dobrze skonfigurowanym układzie stan ten powinien występować najczęściej.

Sygnał PV maleje i staje się mniejszy od dolnego progu do załączania dodatkowego układu napędowego. Falownik #1 załącza wyjście [FBV]. Falownik dodatkowy #2 zostaje załączony do regulacji.

Zmniejsza się sygnał sprzężenia zwrotnego PV. Zostaje zewnętrznie wycofany sygnał biegu [FW] dla pierwszego podstawowego falownika gdyż proces regulacji jest przerywany.

Falownik #1 zatrzymuje napęd podstawowy, wyjście [FBV] automatycznie po wycofaniu rozkazu [FW] zmienia stan logiczny co skutkuje zatrzymaniem napędu dodatkowego.

 

Kod funkcji	Symbol funkcji	Nazwa funkcji	Stan	Opis
07	FBV	Funkcja wyjściowa załączania dodatkowego układu napędowego w regulacji PID	ZAŁ	kiedy falownik jest w trybie napędzania silnika a sygnał sprzężenia zwrotnego (PV) jest mniejszy od dolnego progu do załączania dodatkowego napędu (C053)
			WYŁ	kiedy sygnał sprzężenia zwrotnego jest większy od górnego progu do wyłączania dodatkowego napędu (C052)
Dostępne dla wyjść:		11, AL0 - AL2		Przykład dla zacisku [11] (wymaga konfiguracji)
Wymagane nastawy:		A076, C052, C053
Uwagi: • Funkcja wyjściowa [[FBV] służy do załączania dodatkowego układu napędowego. Parametry C052 i C053 nie służą jako progi alarmowe dla regulatora PID. • W przykładzie z rysunku obok dla wyjścia [11], w obwodzie z funkcją wyjściowa do załączania dodatkowego układu napędowego w regulacji PID, umieszczona została cewka przekaźnika pomocniczego. W takim przypadku równolegle do cewki umieszcza się diodę zwrotną, zapobiegającą przepięciom łączeniowym i w konsekwencji uszkodzeniu wyjścia tranzystorowego..				Przykład dla wyjścia przekaźnikowego (wymagana konfiguracja tego wyjścia)