معرفی  قابلیت PID کنترل در اینورترهای سری V1000 یاسکاوا :


اینورترهای سری V1000 دارای یک کنترلر PID داخلی می­باشند که می­تواند در کنترل فرآیندهایی همچون سرعت، فشار، جریان سیالات و دما به کار گرفته شود. کنترلر PID  در این اینورتر فرکانس خروجی را در جهت کنترل دقیق فرآیند موردنظر تغییر می­دهد.
شمای بلوکی یک پروسه کنترلی حلقه­ بسته می­تواند به صورت زیر ترسیم گردد :

بر حسب روش کنترلی مورد استفاده توسط کنترلر خروجی کنترلر می­تواند به صورت زیر با خطای سیستم دارای رابطه باشد:

 if             ϴe= SV-PV

OUT = kP ϴe∆               

Or              ∆OUT = kI dt

Or              ∆OUT = kD e/dt

Or              ∆OUT = kP ϴe + kI dt + kD e/dt

در شکل زیر نحوه تغییر خروجی کنترلر (PID (PID Output بر حسب تغییر ورودی کنترلر(PID Input) در یک کنترلر PID نشان داده شده است:
 PID Input= SV-PV   where PV: feedback signal, SV: set point*
پارامترهای کنترل PID در اینورتر V1000 :

1-پارامتر فعال­سازی PID ، تنظیم Set point و تنظیم نوع خروجی PID :
*توجه: در صورت استفاده از ورودی­های آنالوگ بایستی قبلا دیپ سوییچ S1 را در وضعیت ولتاژ یا جریان قرار داد.
در تنظیم پارامترهای فوق بایستی به نکات زیر توجه داشت:
-در حالت تنظیم پارامتر b5-01=1 or 2، مقدار وارد شده به عنوانSet Point ، درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر PID (قابل تنظیم توسط پارامتر E1-04 ) می­باشد.
-در حالت تنظیم پارامتر b5-01=3 or 4، در مقدار آنالوگ وارد شده به عنوانSet Point ، حد پایین مقدار آنالوگ هم ارز مقدار فرکانس صفر و حد بالای مقدار آنالوگ هم­ارز حداکثر فرکانس خروجی کنترلر PID (قابل تنظیم توسط پارامتر E1-04 ) می­باشد.
-جهت در نظر گرفتن پارامتر b5-19 به عنوانSet Point، بایستی قبلا پارامتر b5-18 را برابر مقدار 1 قرار داد.
-در حالت تنظیم پارامتر b5-01=3 or 4، مقدار وارد شده به عنوان Set Point در پارامتر b5-19، می­تواند با تنظیم پارامتر b5-20 به صورت درصد، فرکانس و … تنظیم گردد.
تنظیم سیگنال Feedback  :
سیگنال فیدبک را می­توان به دو صورت نرمال و تفاضلی به ورودی­های زیر در اینورتر اعمال نمود.
*توجه: در صورت استفاده از ورودی­های آنالوگ بایستی قبلا دیپ سوییچ S1 را در وضعیت ولتاژ یا جریان قرار داد.
در تنظیم پارامترهای سیگنال فیدبک بایستی به نکات زیر توجه داشت:
-در حالت تنظیم سیگنال فیدبک در ورودی­های آنالوگ، حد پایین مقدار سیگنال آنالوگ هم ارز مقدار فرکانس صفر و حد بالای مقدار سیگنال آنالوگ هم­ارز حداکثر فرکانس خروجی کنترلر PID (قابل تنظیم توسط پارامتر E1-04 ) می­باشد.
1-تنظیم ضرائب PID :
پارامتر (P (Proportional Gain Setting :
این پارامتر  به ورودی کنترلر PID اعمال می­گردد. هر چه مقدار این پارامتر بزرگتر باشد خروجی سریعتر به مقدار set point  می­رسد و خطای آفست نهایـــــی کمتر است ولی باعث نوسان خروجی در اطراف مقدار set point می­گردد. انتخاب مقادیر کوچکتر برای این پارامتر خطای آفست نهایــــی را در خروجی افزایش می­دهد. جهت غیر فعال نمودن این پارامتر بایستی مقدار آن را برابر صفر در نظر گرفت.
پارامتر زمان انتگرال (I (Integral Time :
این پارامتر زمان لازم محاسبه انتگرال ورودی کنترلر PID (PID Input)می­باشد. هر چه مقدار این پارامتر کوچکتر در نظر گرفته شود، اگرچه آفست سریعتر حذف خواهد شد ولی باعث ایجاد یک بالازدگی و یـــا نوسان در خروجی می­گردد. انتخاب مقادیر بزرگتر برای این پارامتر باعث کندی در پاسخ سیستم می­گردد.جهت غیر فعال نمودن این پارامتر بایستی مقدار آن را برابر صفر در نظر گرفت.
-پارامتر زمان مشتق (D (Derivative Time :
این پارامتر زمان لازم جهت پیش­بینی تغییرات ناگهانی در خروجی کنترلر از طریق مشتق ورودی کنترلر در واحد زمان را تعیین می­نماید. اگر این پارامتر خیلی بزرگ انتخاب گردد، باعث نوسان در خروجی می­گردد. همچنین کوچک کردن این پارامتر باعث کندتر شدن سیستم می­گردد.این پارامتر با تنظیم مقدار آن بر روی مقدار صفر غیر فعال می­گردد.
-پارامتر تنظیم دستی آفست PID :
از این پارامتر جهت حذف دستی آفست موجود در خروجی کنترلر استفاده می­گردد. مقدار این پارامتر به صورت درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر (پارامتر E1-04) به خروجی کنترلر اضافه می­گردد.
3-تنظیم پارامترهای حداقل و حداکثر بلوک­های عملیاتی کنترلر PID :
تنظیم حداکثر فرکانس خروجی کنترلر:          پارامتر E1-04
این پارامتر را می­توان به عنوان مثال با توجه به مشخصات پلاک موتور متصل به خروجی اینورتر تنظیم نمود.
-تنظیم حداکثر خروجی بلوک انتگرالی (I): 
این پارامتر حداکثر فرکانس خروجی از بلوک انتگرال کنترلر را بر حسب درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر (E1-04) تعیین می­کند.
-تنظیم حداکثر خروجی کل بلوک PID: 
این پارامتر حداکثر فرکانس خروجی از بلوکPID  کنترلر را بر حسب درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر (E1-04) تعیین می­کند.
-تنظیم حداقل خروجی کل بلوک PID: 
این پارامتر حداقل فرکانس خروجی از بلوکPID  کنترلر را بر حسب درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر  (E1-04) تعیین می­کند. با تنظیم بر روی 0% این پارامتر غیرفعال می­گردد.
-تنظیم حداکثر فرکانس ورودی بلوک (PID (PID Input 
این پارامتر حداکثر فرکانس ورودی از بلوک PID  کنترلر را بر حسب درصدی از حداکثر فرکانس خروجی کنترلر  (E1-04) تعیین می­کند.
4-پارامتر PID Output Level Selection :
در حالت معمول در صورت منفی بودن ورودی کنترلر PID ، خروجی کنترلر افزایش می­یابد(تنظیم بر روی 0). با تنظیم این پارامتر بر روی مقدار 1، در صورت منفی بودن ورودی کنترلر، خروجی کنترلر هم کاهش پیدا خواهد کرد.
1-پارامتر PID Output Reverse Selection :
در صورت تنظیم این پارامتر بر روی مقدار 0، هنگامیکه خروجی کنترلر PID منفی شود، حداقل مقدار خروجی به صفر محدود و خروجی اینورتر متوقف می­گردد. اگر این پارامتر بر روی مقدار 1 تنظیم گردد، در صورت منفی شدن خروجی PID اینورتر در خلاف جهت کار خواهد کرد. اگر پارامتر b5-01 بر روی مقادیر 3 یا 4 تنظیم شده باشد این پارامتر بدون اثر شده و مقدار خروجی به صفر محدود نخواهد شد. در عمل در این حالت، خروجی مشابه حالتی که b5-11=1 باشد عمل خواهد کرد.
البته می­توان با تنظیم پارامتر b1-04=1 از چرخش موتور به صورت معکوس جلوگیری نمود.
6-پارامتر PID Feedback Loss Detection :
جهت جلوگیری از صدمات وارده به سیستم در اثر خرابی یا قطعی سیگنال فیدبک که موجب شتاب گرفتن ناگهانی موتور به حداکثر سرعت می­گردد، می­توان از قابلیت­های این پارامتر استفاده کرد. با تنظیم این پارامتر، اگر سیگنال فیدبک برای یک زمان معین از حدی کمتر شود و یا برای یک زمان معین دیگر از حدی بیشتر شود، بر حسب مقدار تنظیم پارامتر امکان فعال­سازی یک خروجی دیجیتال، یک خروجی آلارم، یک خروجی خطا و یا تولید یک پیغام آلارم یا خطا و یا حتی توقف اینورتر امکان­پذیر خواهد بود. خروجی­های مذکور بر روی خروجی­های MA,MB) ، P1 , P2) قابل تنظیم می­باشند.
-پارامتر PID Feedback Loss Detection Level :
اگر مقدار سیگنال فیدبک از مقدار تعیین شده توسط این پارامتر که به صورت درصدی از حداکثر مقدار سیگنال فیدبک (10V) می­باشد، برای زمانی حداقل برابر پارامتر b5-14 کمتر شود، یکLoss Level  در سیستم تشخیص داده خواهد شد.
-پارامتر PID Feedback Loss Detection Time :
این پارامتر حداقل زمان لازم جهت تشخیص یک Loss Level در سیستم را تعیین می­کند.
-پارامتر PID Feedback High Detection Level :
اگر مقدار سیگنال فیدبک از مقدار تعیین شده توسط این پارامتر که به صورت درصدی از حداکثر مقدار سیگنال فیدبک (10V) می­باشد، برای زمانی حداقل برابر پارامتر b5-37 تجاوز کند، یکHigh Level  در سیستم تشخیص داده خواهد شد.
-پارامتر PID Feedback High Detection Time :
این پارامتر حداقل زمان لازم جهت تشخیص یک High Level در سیستم را تعیین می­کند.
-تنظیم خروجی­های دیجیتال ، آلارم و خطا در PID Feedback Loss Detection :
مراجع:  
1-https://www.yaskawa.com/pycprd/home
2-YASKAWA AC Drive-V1000, Compact Vector Control Drive, Technical Manual, MANUAL NO. SIEP C710606 18E.