Кибернетика, автоматика, протоколы

Решено тут (ссылка) >>Настройка ПИД преобразователя частоты. Проблема - ограничения параметров. Как таковой, проблемы нет, задача решена, водопровод работает хорошо, можно остановиться. Но не удовлетворён мой перфекционизм, моё понимание ПИД и пределов их возможностей. Пределы скорости регулирования не достигнуты, как тренировочная задача, настройка ПИД не завершена. Вопрос: другие ПЧ схожи по настройкам или есть варианты много лучше? В частности, интересуют 

ПЧ Веспер.

Решение:

https://caxapa.ru/1427752.html

В продолжении проекта регулятора давления скважинного водяного насоса

https://caxapa.ru/1416639.html,

столкнулся с ограничениями возможностей ПИД китайского частотного преобразователя. Имеем:

- Скважинный насос производительностью ~2.5..2.7м^3/ч (на 50Гц, порядка 125% от макс. расхода одного потребителя системы);

- Расширительный бак 50л (от 2.5 до 3.5 бар набивается менее чем за 4с);

- Датчик давления 0..6 бар, 4..20мА;

- Реле давления и сухого хода (содержит датчик наличия потока);

- Китайский ПЧ типа HE-200.

Думал, что сейчас настрою ПИД на быструю регулировку, с разгоном/торможением насоса от нуля до 100% оборотов, чисто для эксперимента. Как в гонках, чтобы быстро пройти трассу с поворотами, пилот или давит на газ до грани срыва сцепления колёс либо наоборот, давит тормоз до предела, но не допуская срыва сцепления. Хрен там!

Доступны следующие параметры и диапазоны их регулировки (стр. 31..32 инструкции):

he200-user-manual-a6-en-v1.1.pdf

Код	Параметер							Диапазон	Умолчание	Моя настройка
PA.01	PID digital setting						0.0%～100.0%	0		50% (целевое давление 3бара)
PA.04	PID setting feedback range					0～65535	1000		600 (1/100бар) (пробовал десятки тысяч - меняется лишь представление параметров отладке D0.15, D0.16)
PA.05	Proportional gain Kp1						0.0～100.0	20.0		100% (максимум, нет незатухающих колебаний)
PA.06	Integral time Ti1						0.01s～10.00s	2.00s		0.28s (минимальное перерегулирование при большем значении - медленнее)
PA.07	Differential time Td1						0.000s～10.000s	0.000s		5.0s (пробовал 10c - больше шума, но качественно результат тот же)
PA.09	PID deviation limit						0.0%～100.0%	0.0%		0.0% (не замораживаем выход, меняем при любом изменении частоты)
PA.10	PID differential limit						0.00%～100.00%	0.10%		5.00% (пробовал 100%, качественно картина не меняется)
PA.11	PID setting change time						0.00～650.00s	0.00s		0.00s (не задерживаем выход)
PA.12	PID feedback filter time					0.00～60.00s	0.00s		0.3s (чтобы подавить дрожание давления при вибрации наливного клапана с поплавком)
PA.13	PID output filter time						0.00～60.00s	0.00s		0.04s (пара периодов 50Гц, просто чтобы было - не влияет)
PA.21	PID initial value						0.0%～100.0%	0.0%		79.2% (39.6Гц стартовое значение, ниже него столб не доходит до датчика)
PA.22	PID initial value holding time					0.00～650.00s	0.00s		0.00s (насос стартует быстро, не требуется выход на режим)
PA.23	Maximum deviation between two PID outputs in forward direction	0.00%～100.00%	1.00%		10.00% (пробовал 100%, картина не меняется)
PA.25	PID integral property
	Unit's digit (Integral separated)				0~1		0		1 (использовать интегральный член) (не понял точно, что имелось ввиду, возможно понял не верно)
	0: Invalid
	1: Valid
	Ten's digit (Whether to stop integral operation when the	0~1		0 		1 (ограничивать интегральную часть) (что так, что так - разогнать не удаётся)
	output reaches the limit)
	0: Continue integral operation
	1: Stop integral operation
PA.28	PID operation at stop						0~1		0		1 (Чтобы регулятор вывел ПЧ из останова по падению частоты)
	0: No PID operation at stop
	1: PID operation at stop

Проблема в том, что при большой ошибке, изменение частоты идёт медленно. Реакция вялая, ускорить не удаётся. Подозреваю, что не хватает усиления пропорциональной части ошибки.

Интегральная часть работает ожидаемо. При постоянной интегрирования по умолчанию, достижение целевого давления занимает десятки секунд, намёков на перерегулирование нет. При значении 0.28с, уставка достигается быстрее, с едва заметным перерегулированием. Значения постоянной интегрирования ниже 0.25, в некоторых режимах приводят к заметному перерегулированию.

Постоянная времени дифференцирования влияет очень слабо. При значении 5 и более секунд, заметен шум на выходе регулятора. К сожалению, даже предельное значение дифференциальной составляющей, не оказывает заметного на глаз влияния на регулирование при резком росте или снижении расхода.

Что я делаю не так? Такое поведение ПЧ с такими настройками адекватно?

По ссылке видео манометра, когда я открываю кран садового шланга, частично или полностью, чтобы поменять расход и создать перепад давления. Хлопки на заднем фоне - контактор, подающий питание на ПЧ.

https://cloud.mail.ru/public/VhW1/kQCKZ3jrL

Подробнее о текущем варианте регулятора:

1. Реле давления обнаруживает падение давления ниже уставки 2.5бар или наличие расхода. В этих случаях, даёт команду на включение ПЧ путём подачи питания на контактор сети и подачи на вход ПЧ дискретного сигнала RUN FWD. Уставка предельного давления 3.5бар снимает сигнал RUN FWD ПЧ и разрешает размыкание сетевого контактора.

2. ПЧ получает питание от сети через контактор, включаемый промежуточным реле от реле давления. Это же промежуточное реле формирует сигнал RUN FWD другим своим сухим контактом. После перехода в режим RUN, вспомогательное реле самого ПЧ, удерживает питание контактора "самоподхватом".

3. Таким образом, реле давления может подать питание на ПЧ и скомандовать ему: "Насос! Работай!". Так же, реле давления может сказать "Насос! Хватит!" и может разрешить снятие питания с ПЧ, но только с разрешения самого ПЧ, после того, как ПЧ штатно остановил двигатель и перешёл в режим "стоп", при котором размыкается доп. контакт.

Контактор на питание ПЧ требуется потому, что ПЧ нельзя оставить всегда подключённым к сети - у него не отключается встроенный вентилятор.