恒压供水pid控制。
p:比例环节。也称为放大环节,它的输出量与输入量之间任何时候都是一个固定的比例关系。
i:积分环节:指输出量等于输入量对时间的积分。
d:微分环节:指输出等于输入的微分。微分只与变化率有关,而与变化率的绝对值无关,偏差越大,控制越强。其主要作用就是对变化的波动有更强的抑制能力。
pid:比例积分微分调节器。
工作过程:当波动作用的瞬间,由于微分的超前作用,使微分的输出量最大,同时比例控制也开始作用。然后由于波动的变化率为零(理想状态)。
故微分输出开始衰减,曲线开始下降。这时由于偏差的作用。积分开始作用,使曲线上升,。
随着微分作用的逐渐消失,积分起主导作用,直到偏差完全消失(理想状态)。积分的输出也不再增加。而比例的控制是贯穿始终的。
abb变频器内部有一个内置的pid控制器,它可用于控制压力,流量和液位等过程变量。启动过程pid控制后,过程给定信号将取代速度给定信号。另外一个实际值(过程反馈值)也会反馈给传动单元,过程pid控制会调节传动单元的速度使实际测量值等于给定值。
下图是一个不带plc控制的一脱二恒压供水电气原理图:
变频器通过3个24v中间继电器来控制外部备用泵。
假设:当前水压的期望值为4.2kg。压力变送器pt的量程为0-10kg。变送器的输出为0-20ma的电流信号。水泵为2台,一主一备。
要求:供水压力需长期保持在4.2kg,压力波动小于正负0.
3kg。当水压小于3.6kg需启动备用泵(此泵为直接启动),当水压高于5.
5kg时,停止备用泵。平时有单台主泵保持压力,根据压力不同调节电机的转速。
回路的控制要点:
变频器需保持的过程给定信号为:
4.2kg,量程为0-10kg对应的电流信号为0-20ma,则给定值为42%(以百分数来表示)。(当为4-20ma时为54%。
算法为(4+(4.2/10)*16)/20=0.536)。
由参数11.03定义为keypad(面板)后,直接在面板上给出。(面板最上面一行)
备用泵的启动:
必须同时满足2个条件,一是水压低于3.6kg,二是主泵的电机转速已经达到满速一定的时间。在这里我们将变频器的继电器输出ro1定义为压力的低限输出(相关参数:
14.01act1lim.32.
15lowlimit.32.1638%),继电器输出ro2定义为压力的高限输出(相关参数:
14.02act2lim.32.
17highlimit.32.855%)。
继电器的ro3定义为转速达到输出(14.03speed1lim.32.
01highlimit.32.0248hz(电机最高转速))
变频器过程pid控制的激活:99.02-pid-ctrl.
以下是完整的参数:
199.02pid-ctrl
299.04dtc
399.05380v
499.06电机电流。
599.0750hz
699.08电机转速。
799.09电机功率。
899.10电机id识别。
910.01di6
1010.3forward 禁止反转。
1111.01ref1 给定类型:转速。
1211.02di3过程控制有效。
1311.03keypad从控制盘给定。
1411.040 最小转速。
1511.05电机转速最大转速。
1611.06keypad从控制盘给定。
1713.114ma 模拟输入最小值4ma
1813.1220ma 模拟输入最大值20ma
1914.01act1lim
2014.02act2lim
2114.03speed1lim
2216.01di5运行允许。
2320.010 最小转速。
2420.02电机转速最大转速。
2522.01acc/dec1 加减速时间选择。
2622.0240s
2722.0340s
2832.01highlimt 输出速度极限值。
2932.0248hz
3032.15lowlimit
3132.1638 低限实际值。
3232.17highlimit
3332.1855 高限实际值。
3440.011pid增益值。
3540.0260积分时间。
3640.030微分时间。
3740.05no偏差值不取反。
3840.06act1选择过程实际值。
3940.07ai2过程实际值的信号源。
4040.08ai2
4140.090定义信号源的最小值(当为4-20ma信号时选择4)
在原理图中可以可以看到,启动信号由原来我们常用的di1,改为di6(停止和启动的过程控制),并且将di3(过程控制选择)、di5(运行允许)短接。模拟输入由原来的ai3改为ai2。这些都是变频器pid控制的默认端口。
大家可以通过对每个参数的了解来体会pid控制的最简单的原理。
1002 di1
1101 给定2
1102 外部2
1103 ai2
1402 pfc
3415 ai2
4010 内部。
8109 49hz
8110 49hz
8111 49hz
8120 di3
4011是反馈修整值,要自己算的。