Kaip optimizuoti karšto bėgio temperatūros valdymo sistemas, siekiant sumažinti periodinius svyravimus

Pagrindinis karšto bėgelio temperatūros valdymo sistemų optimizavimo būdas, siekiant sumažinti periodinius svyravimus, yra sukurti stabilią ir greitai reaguojančią temperatūros valdymo sistemą tiksliai nustatant PID parametrus, standartizuojant jutiklių įrengimą, tolygiai paskirstant kaitinimo elementus ir įgyvendinant uždarojo{1} kilpos grįžtamojo ryšio valdymą. Tarp šių priemonių, naudojant Ziegler-Nichols metodą PID derinti, užtikrinti, kad termoporos būtų arti bėgio sienelės (mažiau nei 10 mm arba lygus jai), ir simetriškas šildymo elementų išdėstymas abiejose pusėse yra pagrindinės priemonės sistemos stabilumui pagerinti.

I.PID parametrų atitikimas: nuo „Virpesių“ iki „Pastovus stabilumas“

Dažniausia periodinių svyravimų priežastis yra PID valdymo neatitikimas, pasireiškiantis pasikartojančiais temperatūros svyravimais aplink nustatytąją vertę. Optimizavimo tikslas – užtikrinti, kad sistema reaguotų greitai, neperšokdama ir nepastovios būsenos klaidos.

1. Parametrų derinimas naudojant Ziegler-Nichols kritinį proporcinį metodą

Veiksmai:

Išjungti I ir D terminus (Ki=0, Kd=0), įgalinant tik P valdymą;

Palaipsniui didinkite Kp, kol sistema parodys pastovų -amplitudės svyravimą (ty kritinį svyravimą), užregistruodama kritinį stiprinimą Ku ir virpesių periodą Pu šiuo metu;

Apskaičiuokite PID parametrus naudodami empirines formules:

Kp=0.6 × Ku

Ki=Kp / (0,5 × Pu)

Kd=Kp × 0,125 × Pu

Privalumai: Tinka temperatūros reguliavimo sistemoms su didele histereze, greitai išgaunant stabilius parametrus.

2. Pristatome anti-įvykdymo mechanizmą

Kai klaidos išlieka ilgą laiką, integralinis terminas kaupiasi nuolat, o tai lemia didelį viršijimą. Sprendimas yra apriboti išvesties amplitudę, kaupiant integralą tik tada, kai išvestis nėra prisotinta.

3. Segmentinis PID valdymas

Skirtingi etapai (šildymas, izoterminis, aušinimas) turi skirtingas dinamines charakteristikas, todėl sunku atsižvelgti į visus aspektus naudojant vieną parametrą. Rekomendacija: kaitinimo fazės metu naudokite didesnę Kp reikšmę, kad paspartintumėte atsaką; izoterminės fazės metu perjunkite į mažesnę Kp reikšmę + ilgesnę Ti reikšmę, kad išvengtumėte virpesių.

II. Jutiklio montavimas: tikslesnis ir savalaikis temperatūros jutimas

Netinkamas jutiklio montavimas gali sukelti grįžtamojo ryšio vėlavimą, todėl valdymo sistema neteisingai įvertina temperatūros būseną, todėl dažnai reguliuojama ir periodiškai svyruoja.

1. Užtikrinkite sandarų termoporos ir srauto kanalo sienelės kontaktą. Naudokite terminį tepalą arba litavimą, kad pritvirtintumėte jutiklį, pašalindami oro tarpus ir pagerindami šilumos perdavimo efektyvumą.

Temperatūros jutimo taškas turi būti mažesnis arba lygus 10 mm nuo srauto kanalo sienelės ir būti nepriklausomos temperatūros valdymo zonos centre.

2. Venkite montuoti šilumos trikdžių zonose.

Skysčio temperatūros matavimas: šalia maišymo zonos, vengiant negyvų zonų;

Dujų temperatūros matavimas: pastatykite stabilioje oro srauto zonoje, toliau nuo šildymo šaltinių ar aušinimo kanalų.

3. Naudokite kelių{1}}taškų temperatūros matavimą ir vidutinį arba blogiausią{2}}atvejį. Išdėstyti kelis jutiklius kritinėse srityse; Vidurkis gali išlyginti triukšmą, o naudojant blogiausio-atvejo reikšmę užtikrinama sauga.

III. Šildymo elementų pasiskirstymas: nuo „vietinio perkaitimo“ iki „pasaulinio išlyginimo“

Netolygus šildymas yra svarbi temperatūros lauko svyravimų priežastis, ypač kelių purkštukų sistemose. Vienašalis šildymas gali lengvai sukelti šiluminės įtampos deformaciją ir užpildymo disbalansą.

1. Simetriškas šildymo gyvatukų išdėstymas abiejose pusėse

Tolygiai paskirstykite kaitinimo elementus abiejose pagrindinės bėgelio ir šakos bėgelių sankryžoje ir šalia vartų, kad išvengtumėte vienašališko perkaitimo.

Norint pagerinti radialinės temperatūros vienodumą, rekomenduojami žiediniai šildytuvai arba viduje šildomi purkštukai.

2. Nepriklausomas temperatūros kontrolės zonos valdymas

Kiekvienas purkštukas arba kiekviena purkštukų grupė turi turėti atskirą temperatūros valdymo zoną, kad būtų išvengta „vienos pusės pažeidimo, kuris paveiktų visus“.

Valdiklis turi palaikyti kelių{0}}kanalų išvestį, kad būtų galima valdyti nepriklausomą kiekvieno kanalo PID.

3. Optimizuokite šildymo galios ir reakcijos greičio suderinimą

Per didelė šildymo galia su vėlavimu gali lengvai sukelti viršijimą; Nepakankama galia lemia lėtą atsaką.

Rekomendacija: apskaičiuokite reikiamą galią pagal karšto bėgelio masę ir specifinę medžiagos šiluminę galią ir atitinkamai suderinkite PID atsako periodą.

IV. Sistemos-lygio optimizavimo rekomendacijos

Inžinerijos praktikos patarimai: didelių -reikalavimų formoms rekomenduojama naudoti kelių-kanalų duomenų rinkimo sistemą bandomojo formavimo etape, kad vienu metu būtų įrašytos temperatūros, slėgio ir PID išvesties kreivės, ir naudoti Furjė transformaciją dominuojančiam dažniui nustatyti ir tiksliai nustatyti svyravimų šaltinį.