关于ABB变频器的恒压供水PID控制详细讲解

发布 2019-06-28 10:42:17 阅读 4337

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。