变频器内置PID功能Word文档格式.doc

1、 变频器参数预置 123.4 暂停（睡眠与苏醒）功能 13总结 14致谢 15参考文献 161变频调速恒压供水系统的现状和发展1.1变频调速恒压供水的目的和意义对供水系统进行控制，是为了满足用户对流量的需求，所以流量是供水系统的基本控制对象。但流量的测量比较复杂，考虑到在动态情况下，管道中某一点的水压p的大小与供水能力和用水流量之间的平衡情况有关，如果以安装压力表的位置作为分界点，把压力表之前的流量称为供水流量（QG），压力表之后的流量称为用水流量（QU），则：如QGQU，则p；如QGQU时，则供水压力pXFXDX电动机转速nXQGQG=QU直至压力大小回复到目标值（XFXT），从而达到平衡；

2、反之当用水流量增加使QGQU时，则pXFXDXnXQGQGQUXFXT，又达到新的平衡。因此，供水系统总是根据用户的用水情况不断地处于自动调整状态中。在此例中选用的是ABB公司生产的ACS510系列变频器，根据现场操作要求分手自动控制，当DI2得电时选择PID调节下的自动控制，DI2失电时为手动控制。启动停止两种方式均为两线制，为了防止误启动变频器，还设有允许运行功能，只有在DI5得电的情况下才能启动变频器。详细的控制回路端子接线图如图3所示：图3 端子接线图2.3.2 PID的调节原理问题的提出 恒压供水过程存在着一个矛盾：一方面，我们要求水管的实际压力（其大小与XF成正比）应无限接近于目标

3、压力（其大小与XT成正比），即要求XD=|XT-XF|0；另一方面，变频器的输出频率X又是由XT和XF相减的结果来决定的。所以，如果把（XT-XF）直接作为给定信号XG，系统将无法工作。 比例增益环节（P） 解决上述矛盾的方法是：将|XT-XF|进行放大后再作为频率给定信号：XG=KP（XT-XF） （1）式（1）中，KP为放大倍数，即比例增益。上述关系如图4所示。由于XG是（XT-XF）成正比放大的结果，故称为比例放大环节。另一方面，XG又是使变频器输出某一频率X所必须的信号。显然，KP越大，则（XT-XF）= 越小，XF越接近于XT。 图4 比例放大前后各量间的关系框图 （a） 输出与输入

4、的比例关系 （b） 比例带的概念 图5 比例与比例带这里，XF只能是无限接近于XT，却不能等于XT，即XF和XT之间总会有一个差值，称为静差，用表示。该值应该越小越好。显然，比例增益KP越大，越小。 在专用PID调节器中，比例增益的大小常常是通过“比例带”来进行调节的。比例带就是按比例放大的区域，用P表示（等于KP的倒数），如图5所示。P越小，相当于KP越大。但在几乎所有变频器内置的PID调节功能中，都是直接预置KP的。 比例增益环节的引入，减小了系统稳定后的静差，如图6（a）所示。于是又出现了新的矛盾：为了减小静差，应尽量增大比例增益KP，但由于系统有惯性，KP过大容易引起被控量（压力）忽大

5、忽小，形成振荡，如图6（b）所示。 （a） P调节 （b） 振荡现象 （c） PI调节 （d） PID调节图6 P、I、D的综合作用示意图积分环节（I） 引入积分环节的目的： 使给定信号XG的变化与乘积KP（XT-XF）对时间的积分成正比。即尽管KP（XT-XF）一下子增大（或减小）了许多，但XG只能在“积分时间”内逐渐地增大（或减小），从而减缓了XG的变化速度，防止了振荡。积分时间越长，XG的变化越慢；只要偏差不消除（XT-XF0），积分就不停止，从而有效地消除静差，如图6（c）所示。但积分时间太长，又会发生当被控量（压力）急剧变化时难以迅速恢复的情况。微分环节（D） 其作用是：可根据偏差的

6、变化趋势，提前给出较大的调节动作，从而缩短调节时间，克服了因积分时间过长而使恢复滞后的缺点，如图6（d）所示。在供水系统中，当对过渡过程时间的要求并不严格时，通常用PI调节。3. 内置PID与变频器功能的预置3.1 PID功能的预置预置PID功能 预置的内容是：变频器的PID功能是否有效。当变频器的PID调节功能有效后，其升、降速过程将完全取决于由P、I、D数据所决定的动态响应过程，而原来预置的“升速时间”和“降速时间”将不再起作用。目标值XT的预置 PID调节的根本依据是反馈量XF与目标值XT之间进行比较的结果。因此，准确地预置目标值XT是十分重要的。主要有以下两种方法：面板输入式 只需通过

7、键盘输入目标值XT。其确定方法通常是：目标压力与传感器量程之比的百分数。例如，某供水系统要求的压力（目标压力）为2MPa，所用压力表的量程是05MPa时，则目标值为40%。外接给定式 由外接电位器进行预置，但显示屏上仍显示目标值的百分数。在此例中选用第一种方法，此法易懂、操作简单、直观。结合ABB变频说明书PID参数设置如表一所示,其实际设定值应根据工艺要求以实际为依据。表一：启动数据设定9901语言选择1（中文）9902宏设置6（PID控制宏）9905电机额定电压380V9906电机额定电流要与实际相符9907电机额定频率9908电机额定转速9909电机额定功率表二： 过程PID设置 参数代码内容