Automation and Drives
Utilizando PID
1. O que é PID?
PID – Proporcional Integral Derivativo, os quais são termos utilizados
para configura sistemas em malha fechada. O regulador PID é também
outro nome para controle em malha fechada.
Em um sistema de malha fechada um processo é controlado pela
observação da variável de processo (encoder, pressão, temperatura,
etc.) e pelo ajuste na velocidade do inversor para otimizar o sistema.
Em sistema de malha aberta o processo é controlado sem a referência
de observação.
Em outras palavras, em um sistema malha fechada há uma
realimentação, em um malha aberta não há.
Sistema Malha Fechada
Sistema Malha Aberta
Drive
Drive
Motor
Realimentação de Velocidade, etc.
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Motor
Automation and Drives
Utilizando PID
Sistema Malha Fechada
Sistema Malha Aberta
Drive
Drive
Motor
Motor
Valor atual de velocidade
No exemplo acima, o regulador recebe a realimentação de velocidade
(valor instantâneo) de um encoder, este é comparado com a
velocidade desejada (Setpoint), escolhida pelo operador e a frequência
de saída é automaticamente ajustada pelo PID corrigindo qualquer
erro.
No sistema malha aberta, o drive ajusta a frequência de saída, e o
motor gira próximo a velocidade desejada, mas sujeito a variações de
carga e temperatura, etc.
A diferença entre o setpoint e o valor instantaneo, medido pelo
encoder, é chamado de erro. O setpoint e o valor instantâneo são
frequentemente temperatura, pressão, pacote por hora, etc.
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Automation and Drives
Princípios Gerais – Malha fechada
Processamento do Erro
Erro
SetpointValor desejado
Ponto de soma
Proporcional
Integral
Escala,
controle;
e.x. Drive
Processo; e.g.
ventilador
com controle
de
pressão
Derivativo
Valor instantâneo - p.e. pressão
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Sensor
Automation and Drives
Implementação no MICROMASTER MM4
Pontos chave:
• MM420 e MM440 possuem embarcados sistemas de controle de
malha fechada .
• Vários tipos de setpoints estão disponíveis para controle PI assim
como frequências fixas ((P2201…) e potenciômetro motorizado
(P2240)
• MM420 possui apenas uma entrada analógica (provavelmente
utilizada para o sinal de realimentação), portanto o setpoint deve
ter outra fonte (p.e. frequências fixas, potenciômetro motorizado,
interface serial, fixo, etc.)
• MM420 possui recursos de controle limitados (p.e. PI somente)
• MM440 possui escalamento de sinais e funções lineares e não
lineares.
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Automation and Drives
Malha fechada com MICROMASTER MM4
Pontos Chave:
• Leia as FAQ – na internet ou guias!
• Utilize o diagrama de função.
• Opere em malha aberta – meça a realiemtação e escale o
sinal.
• Use an oscilloscope to aid loop tuning - on 440 use automatic
tuning.
Parâmetros chaves:
P2200 Habilita o controlador
P2253 Fonte de Setpoint
P2257,2258 Rampas de tempo
P2264 Fonte de realimentação
P2271 Tipo de transdutor
P2350 Autotuning (MM440)
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Automation and Drives
Closed loop control with MICROMASTER MM440
Low pressure pump
Key Parameters:
Valve to set pressure
P0759= 20%, P0761=2
(transducer offset)
Pressure meter
Pressure transducer (behind
drive)
Feedback connection and supply
to transducer
Setpoint from BOP (PID MOP)
P2240= 25 Setpoint
Value (from MOP)
P2253 = 2250 PID
Setpoint from MOP
P2264= 755.0
(source of PID feedback)
P2350 = 1 (autotune)
[P2280 = 0.37 P term]
[P2285 = 0.057 I term]
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Automation and Drives
Instalação complexa – Extração de fumaça
PID integrado e deteção de
falha de transmissão
mantem os gases a níveis
seguros, também minimiza
o consumo. Muitas saídas
monitoram ajudando uma
operação segura
Entrada Analógica 2 – Sensor de fumaça(e.g. CO) sensor
P2264 = 755.1
MM440
Entrada Analógica 1 - Setpoint (Nível Seguro)
P2253 = 755.0
Relê 1 Deteção de falha de transmissão / correia
P2181 = 1; P0731 = 52.7
Relay 2 Máxima frequência alcançada
P0732 = 52.A
Relay 3 Falha
P0733 = 52.3
Saída Analógica 1 – Sinal de realimentação
P0771 index 000 = 755.1
Saída Analógica 2 – Corrente no Motor
P0771 index 001 = 27
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
r2294
SAÍDA - PID
APLICAÇÃO SANEPAR PI SLEEP – MM440 – sw2.05
TMR 1
r2886
FREQ. DESL %
P2889
AND 1
1 P2831
ENTRADA
DIGITAL 1
722:0
r2852
CMP 1
AND 2
r2811
L/D
P2813
FP-RS1
NOT 2
SET
P2841
LÓGICA PI SLEEP
ACIONAMENTO
FUNCIONANDO
1 P2829
52:2
RES
AND 3 P2815
NOT 1
PARAMETRIZAÇÃO MOTOR
REGULADOR PI
P0010 = 1 – PARAMETRIZAÇÃO RAPIDA
P0100 = 2 – MOTOR ABNT/IEC – 60Hz
P0304 = 220 V – TENSÃO MOTOR
P0305 = 18,5 A – CORRENTE MOTOR
P0311 = 3520 RPM – VELOC MOTOR
P0700 = 2 – CONTROLE VIA TERMINAIS
P1000 = 2 – SETPOINT ANALOGICO
P1300 = 2 – V/F PARABOLICO
P3900 = 3 – FIM PARAM. RÁPIDA.
OBS: AGUARDAR FIM DA PARAM.
P0003 = 3 – ACESSA PARAMETROS NÍVEL 3
P2200 = 1 – HABILITA REGULADOR
P2253 = 1 – MULTIPLICADOR SETPOINT
P2255 = 50 – SETPOINT %
P2264 = 755:0 – FEEDBACK
P2280 = 1 – VALOR PROPORCIONAL
P2285 = 1 – VALOR INTEGRAL
P2293 = 10 s – RAMPA ACEL/DESACEL
P2850 = 5 s – TEMPO HISTERESE LIGA/DESLIGA
P2292 = 50 % - VALOR MÍNIMO DE FREQ. (30Hz)
P2289 = 51 % - FREQ. DE DESLIGAMENTO (31Hz)
Obs: Os parâmetros em negrito serão
ajustados em campo
P0701 = 99 – HABILITA DIN1 PARA BICO
P0840 = 2811 – LIGA / DESLIGA VIA AND1
P2800 = 1 – HABILITA BLOCOS LIVRES.
P2801:0 = 1 – HABILTA PORTA AND 1
P2801:1 = 1 – HABILTA PORTA AND 2
P2801:2 = 1 – HABILITA PORTA AND 3
P2801:9 = 1 – HABILITA PORTA NOT 1
P2801:10 = 1 – HABILITA PORTA NOT 2
P2801:14 = 1 – HABILITA FP RS 1
P2802:0 = 1 – HABILITA TEMPORIZADOR TMR 1
P2802:12 = 1 – HABILITA COMPARADOR CMP 1
P2810:0 = 2852 – ENTRADA AND1 VIA TMR1
P2810:1 = 2841- ENTRADA AND1 VIA FP-RS 1
P2812:0 = 722:0 – ENTRADA AND2 VIA DIN1
P2812:1 = 2829 – ENTRADA AND2 VIA NOT 1
P2814:0 = 2831 – ENTRADA AND3 VIA NOT 2
P2814:1 = 52.2 – ENTRADA AND3 VIA AC. FUNC.
P2828 = 52.2 – ENTRADA NOT1 VIA AC. FUNC.
P2830 = 722.0 – ENTRADA NOT2 VIA DIN1.
P2840:0 = 2813 – ENTRADA SET DO FP - AND2
P2840:1 = 2815 – ENTRADA RESET DP FP - AND3
P2849:0 = 2886 – ENTRADA TMR1 VIA CMP1
P2850 = 5 – VALOR DE TEMPORIZAÇÃO
P2851 = 2 – TIPO ON/OFF DELAY
P2885:0 = 2294 – ENTRADA CMP1 VIA PID
P2885:1 = 2889 – ENTRADA CMP1 FREQ. DESL.
Automation and Drives
Controle de temperatura em frigoríficos
Duto de ar frio
Ambiente a
ser
refrigerado
MM 420
Feedback
Setpoint
Aplicações como esta permitem com o
controlador PI uma solução extremamente
favorável com relação a custos e pode ser
implementada com poucos componentes
externos
JORGE BAEZ – IND 1 DT – CUR/FLO
Sensor de
temperatur
a para a
entrada
analógica
MM4
Seletor de
temperatura por
potenciômetro
motorizado