W artykułach, które dotychczas były dostępne na naszym portalu (Regulacja PID w falownikach - Cześć 1 - Teoria oraz Cześć 2 - Dobór nastaw regulatora) zajmowaliśmy się regulatorami PID od strony teoretycznej. Teraz przyszedł czas by wykorzystać wiedzę zawartą w tamtych artykułach w praktyce. Do tego celu wykorzystamy falownik Optidrive ODE-2, do którego podłączymy przetwornik temperatury APAR AR553, potencjometryczny zadajnik prądowy CP-02 oraz zasilany 1-fazowo wentylator Ferono FDA250E4/S-A. Będziemy chcieli, aby nasz układ pozwalał na utrzymanie stałej temperatury nastawionej za pomocą zadajnika prądowego CP-02 poprzez odpowiednią regulację prędkości obrotowej wentylatora.

Falownik Optidrive ODE2 - schemat połączeń

W pierwszej kolejności przedstawimy układ połączeń wszystkich wymienionych we wstępie urządzeń z falownikiem, omówimy je, a następnie przejdziemy do programowania tak połączonego układu.

• Przełącznik START/STOP - wpinamy pomiędzy zaciski "1" i "2" falownika ODE2,

• Przetwornik temperatury APAR AR553 - zacisk "+Vz" przetwornika łączymy z zaciskiem "1" falownika (wyjście +24V), zaś zacisk sygnałowy przetwornika "OUT" (będący wyjściem prądowym 4-20mA) łączymy z zaciskiem "4" falownika, którego tryb pracy ustawimy podczas programowania falownika, tak aby pracował jako prądowe wejście analogowe nr #2.

• Zadajnik prądowy CP-02 - ze względu na jego niewrażliwość na polaryzację dowolny z jego dwóch zacisków łączymy z zaciskiem "1" falownika zaś drugi z zaciskiem "6" - wejściem analogowym nr #1.

Falownik Optidrive ODE-2 - programowanie

Dysponując układem połączonym zgodnie z powyższym schematem, możemy przystąpić do programowania falownika Optidrive ODE-2 - dysponuje on sporą ilością parametrów pozwalających na konfigurację regulatora PI jakim dysponuje, Wszystkie te parametry szczegółowo omówimy, a następnie zademonstrujemy sposób w jaki należy je ustawić, aby dla naszego schematu połączeń pracowały prawidłowo.

• Parametr P-12 - pozwala na wybór sposobu sterowania napędem - może zostać ustawiony na sterowanie z listwy zaciskowej, klawiatury, poprzez protokół MODBUS oraz regulator PI. Nas będzie interesował sposób sterowania za pomocą regulatora PI dlatego też wartość parametru P-12 ustawiamy na "5".

Chcąc zmienić pozostałe parametry najpierw musimy uzyskać dostęp do menu rozszerzonego - uzyskuje się go poprzez wprowadzenie w parametrze P-14 kodu dostępu, który fabrycznie ustawiony jest na "101", a może być również ustawiony przez użytkownika poprzez edycję parametru P-37.

• Parametr P-15 - określa funkcje i tryby pracy wejść dostępnych na listwie zaciskowej falownika, może przyjmować wartości od 0 do 12, dla naszego schematu połączeń parametr ten należy ustawić na wartość "1".

• Parametr P-16 - format wejścia analogowego #1 - określa w jakim trybie ma pracować wejście analogowe nr #1 - czy ma być to uni- lub bi-polarne wejście napięciowe czy wejście prądowe 0-20mA, 4-20mA lub 20-4mA, ponadto w dwóch ostatnich przypadkach (4-20mA oraz 20-4mA) pozwala na określenie zachowania falownika gdy podczas pracy zniknie sygnał na wejściu - wówczas falownik może zasygnalizować błąd lub przejść do pracy z prędkością zadaną 1. W naszym przypadku wybieramy tryb pracy wejścia analogowego #1 jako wejście prądowe 0-20mA.

• Parametr P-41 - człon proporcjonalny - wartość ustawiana w zakresie od 0,1 do 30, wartości wyższe używane są dla układów z dużą bezwładnością, lecz ustawienie zbyt dużej wartości dla członu proporcjonalnego może powodować niestabilność układu,

• Parametr P-42 - człon całkujący - jego wartość może być ustawiona w zakresie 0,1s do 30s - wartości wyższe skutkują wolniejszą, bardziej stłumioną odpowiedzią

Wartości parametrów P-41 oraz P-42 należy dobrać indywidualnie do własnych potrzeb, w celu prawidłowego doboru nastaw regulatora można skorzystać z metod zawartych w artykule Regulacja PID w falownikach - Cześć 2 - Dobór nastaw regulatora.

• Parametr P-43 - tryb pracy regulatora PI - do wyboru mamy dwie opcje tryb bezpośredni - wartość "0" oraz tryb odwrotny "1", aby lepiej zrozumieć funkcjonowanie tego parametru posłużymy się przykładem odnoszącym się do naszego układu. Za pomocą zadajnika CP-02 pośrednio nastawiliśmy jaką chcemy utrzymywać, mając do dyspozycji wentylator wraz ze wzrostem temperatury chcemy aby zwiększały się jego obroty i przez to ochładzał pomieszczenie - w tym przypadku ustawiamy wartość parametru P-43 na "1" - odwrotny tryb pracy. Jeżeli zamiast wentylatora dysponowalibyśmy nagrzewnicą, to chcielibyśmy aby jej obroty zwiększały się wraz ze spadkiem temperatury - wówczas ustawilibyśmy parametr P-43 na wartość "0",

• Parametr P-44 - wybór sygnału odniesienia - falowniki ODE2 dają możliwość wyboru sygnału odniesienia dla regulatora PI - może to być sygnał cyfrowy "0" lub analogowy "1". Aby mieć możliwość ustawiania wartości zadanej za pomocą zadajnika CP-02 należy wybrać wartość "1". Gdy zaś wartość zadaną chcielibyśmy ustawiać za pomocą klawiatury umieszczonej na falowniku, należało by wybrać wartość "0",

• Parametr P-46 - wybór sprzężenia zwrotnego - parametr ten określa, które z wejść analogowych będzie sygnałem sprzężenia zwrotnego - w naszym przypadku było to wejście analogowe nr #2 dlatego też jego wartość ustawiliśmy na "0",

• Parametr P-47 - format wejścia analogowego #2 - parametr ten ustawiamy analogicznie do parametru P-16 - w naszym przypadku wybieramy tryb pracy jako wejście analogowe prądowe 0-20mA.

Tym sposobem zakończyliśmy ustawianie parametrów potrzebnych do prawidłowej pracy regulatora PI wbudowanego w falowniki Optidrive ODE2. W tym miejscu chciałbym jeszcze raz zwrócić uwagę na prawidłowość doboru nastaw regulatora, które mają niebagatelny wpływ na stabilność jego pracy.

W przypadku jakichkolwiek pytań, wątpliwości związanych z regulatorami PID w falownikach, zachęcam do odwiedzin naszego forum, gdzie postaramy się jak najdokładniej na nie odpowiedzieć.