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易驱变频器PID闭环控制 功能在恒压供水中的应用


恒压供水方案-PID闭环控制功能应用。一般按照 工艺对控制性能的要求,来选择比例常数Kp和积分常数Ki。比例控制KP加大,使系统的动作灵敏,速度加快,KP偏大,振荡次数加多,调节时间加长。当KP太大时,系统会趋于不稳定。若KP太小,又会使系 统的动作缓慢;积分环节Ki通常使系 统的稳定性下降。Ki太小系统将不稳定。Ti偏小,振荡次数较多。Ki偏大,对系统性 能的影响减小。当Ki合适时,过渡过程比较合理。微分控制Kd可以改善动态特性,当Kd偏大时,超调量δd较大,调节时间较长,当Kd偏小时,超调量δp也较大,调节时间也较长,只有Kd合适时,可以确认 比较满意的过渡过程。
PID调节过程 首先引入比例控制KP,在系统稳定的情况下,减小稳态误差,提高精度,但是加大KP只能减小稳态误差,却不能完 全消除稳态误差。然后引入积分控制Ki,消除系统的稳态误差,提高控制 系统的控制精度。引入微分控制Kd,减小超调量,改善系统品质。变频器根据偏差调节PID的参数,当运行参 数远离目标参数时,调节幅度加快,随着偏差的逐步接近,跟踪的幅度逐渐减小,近似相等时,系统达到 一个动态平衡,维持系统 的恒压稳定状态。结束语
本系统是 按照工业供水需求设计的,试验记录 的数据显示系统控制品质良好,响应速度快。实现了预 定的一系列功能,保证了系 统的稳定性和稳定,在长时间 运行中取得了良好的效果。本系统只 需作相应修改就可推广到相关供水系统中。
概况
●三台立式 离心泵由变频器和可编程控制器为主体的控制柜控制取水灌溉,管道以环状网为主体,主干管为直径150、200和250mm的球墨铸铁管,支干管为直径90mm的塑料管。装有一百 多个闸阀把水送到每个地块,在阀门后 接上水管配备微喷灌设施就可以灌溉。
控制要求
●维持水压恒定
●手动-自动供水 选通运用手动,自动两种 方式进行供水。
●三台泵自 动切换运行当正在运行的水泵不能满足恒压供水要求时,自动增减运行泵。由于系统 采用一台变频器控制三台水泵,而变频器 每次只能控制一台水泵,因此除改 变水泵电机转速外,还要在运 行过程中通过增加和减少在工频运行的水泵的台数来维持水压恒定。所以事先 确定增减水泵台数的条件和次序非常重要。当正在控 制某台水泵运行的变频器输出频率达到频率上限,而管道中 压力传感器反馈的电流信号值未达到预设值时,发出加泵信号,将变频器 控制下运行的水泵投入工频,并启动下一台泵供水。当管道中 压力传感器反馈的电流信号值达到预设值,正在控制 某台水泵运行的变频器输出频率降到频率下限时,发出减泵信号,切除在工 频运行的一台泵,若只有一台泵运行,则进入休眠状态。
●当外界停止用水时,系统处于睡眠状态,直至有用 水时自动唤醒。
●泵组及线 路保护检测报警
●考虑到水 泵电机在低速运行时危险,保证其频率不低于10Hz,因此频率 上限设为工频50Hz,下限设为20Hz进行比较,实现泵的 切换与转速的变化。
●系统在设 计时应使水泵在变频器和工频电网之间的切换过程尽可能快,以保证供水的连续性,水压波动尽可能小,从而提高供水质量。但元件动作过程太快,会有回流损坏变频器。
●考虑到管 网覆盖面积大,泵站海拔相对低,远端供水压力需维持3kg,因此泵站 出水口压力维持5kg(均为压力表的显示值)。
变频器PID控制原理简介
变频器是 水泵电机的控制设备,能按照水 压恒定需要将0~50Hz的频率信 号供给水泵电机,调整其转速。
水压由安 装在管网的干线上压力传感器检测,并将其转化为4~20mA的电流信号,反馈给变频器和PLC。变频器根 据设定的给定值(变频器控制端口AI1设定)和反馈的实际值(变频器控制端口AI2反馈),即根据恒 压时对应的电压设定值与从压力传感器获得的反馈电流信号,利用PID控制自动调节,改变频率 输出值来调节所控制的水泵电机转速,以保证管 网压力恒定要求。
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