恒壓供水系統(tǒng)中的幾個參數(shù),變頻器中PID的定義

首先要明白恒壓供水系統(tǒng)中的幾個參數(shù)。

★>>>>兆帕與公斤

“1兆帕”是壓強的單位，即1兆帕=1000000帕的。

一平方米的面積上受到的壓力是一牛頓時所產(chǎn)生的壓強為一帕斯卡[1Pa=1N/(M×M)]。

而公斤力是力的單位：1公斤力=9.8牛頓。

這是兩個不同概念的物理量，沒法說“1兆帕等于多少公斤力”。

但彼此有一定的關(guān)系：要產(chǎn)生“1兆帕”的壓強，需在1平方厘米的面積上，施加的壓力約是10公斤。

1公斤壓力=0.098兆帕，

所以:1兆帕(MPA)≈10.2公斤壓力(KG/CM^2)

1MPa=10.197公斤/厘米2=101.97m水柱，可以讓水升高101.97m。

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變頻器中PID的定義

PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調(diào)節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)以下參照：

溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s

壓力P: P=30~70%,T=24~180s,

液位L: P=20~80%,T=60~300s,

流量L: P=40~100%,T=6~60s。

基本的PID算法，需要整定的系數(shù)是Kp(比例系數(shù)),Ki(積分系數(shù)),Kd(微分系數(shù))三個。這三個參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響如下：

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比例系數(shù)Kp

① 對動態(tài)性能的影響 比例系數(shù)Kp加大，使系統(tǒng)的動作靈敏，速度加快，Kp偏大，振蕩次數(shù)加多，調(diào)節(jié)時間加長。當(dāng)Kp太大時，系統(tǒng)會趨于不穩(wěn)定，若Kp太小，又會使系統(tǒng)的動作緩慢;

② 對穩(wěn)態(tài)性能的影響 加大比例系數(shù)Kp，在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，可以減小靜差，提高控制精度，但是加大Kp只是減少靜差，不能完全消除。

>>>>積分系數(shù)Ki

① 對動態(tài)性能的影響 積分系數(shù)Ki通常使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降。Ki太大，系統(tǒng)將不穩(wěn)定;Ki偏大，振蕩次數(shù)較多;Ki太小，對系統(tǒng)性能的影響減少;而當(dāng)Ki合適時，過渡特性比較理想;

② 對穩(wěn)態(tài)性能的影響 積分系數(shù)能消除系統(tǒng)的靜差，提高控制系統(tǒng)的控制精度。但是若Ki太小時，積分作用太弱，以致不能減小靜差。

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微分系數(shù)Kd

微分控制可以改善動態(tài)特性，如超調(diào)量減少，調(diào)節(jié)時間縮短，允許加大比例控制，使靜差減小，提高控制精度。但當(dāng)Kd偏大或偏小時，超調(diào)量較大，調(diào)節(jié)時間較長，只有合適的時候，才可以得到比較滿意的過渡過程。對系數(shù)實行“先比例，后積分，再微分”的整定步驟。

(1) 首先只整定比例部分。即將比例系數(shù)由小到大，并觀察相應(yīng)的系統(tǒng)響應(yīng)，直到得到反應(yīng)快，超調(diào)小的響應(yīng)。

(2) 加入積分環(huán)節(jié)。整定時首先置積分系數(shù)Ki一個較小的值，并將第(1)步中整定的比例系數(shù)略為縮小(例如縮小為原值的0.8倍)，然后增大Ki，使在保持系統(tǒng)良好動態(tài)性能的情況下，靜差得到消除。在此過程中，可根據(jù)響應(yīng)的好壞反復(fù)改變比例系數(shù)與積分系數(shù)。

(3) 若使用比例積分調(diào)節(jié)器消除了靜差，但動態(tài)過程經(jīng)反復(fù)調(diào)整仍不能滿意，則可加入微分環(huán)節(jié)。在整定時，可先置微分系數(shù)為0，在第一步的基礎(chǔ)上，增大Kd，同時相應(yīng)地改變比例系數(shù)和積分時間。

p值設(shè)置越大，靜差越小，跟蹤越快，但容易出現(xiàn)超調(diào)震蕩現(xiàn)象，i的值設(shè)置越大，跟蹤就越慢，在實際使用中，以系統(tǒng)穩(wěn)定和跟蹤速度達到工藝要求為準(zhǔn)，即在水泵恒壓供水系統(tǒng)中，壓力穩(wěn)定為基準(zhǔn)。

不過以上PID定義僅了解一下即可，實際小項目中的變頻器PID參數(shù)不用更改(出廠默認值)也可實現(xiàn)功能。

設(shè)置變頻器時，只要知道PID需要反饋量和給定量即可。反饋量即是壓力的實時信號(在管道上的遠傳壓力表---電阻式，或者是三線或兩線的壓力傳感器。給定量即要求達到我壓力值(可以在變頻器的鍵盤上設(shè)或者用外置電位器)。

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變頻器外部接線

對應(yīng)的電壓、電流型反饋量接線應(yīng)設(shè)置變頻器的 AI1/AI2，內(nèi)部參數(shù)及外部跳線(一般AI1默認為電壓)

電器連接圖

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設(shè)置變頻器參數(shù)

設(shè)置變頻器參數(shù)：VL6000系列變頻器

以反饋量為0.45兆帕(二線制壓力傳感器4-20Ma,傳感器量程0-0.6兆帕),則在變頻器輸入的給定量為75%(0.45除0.6)

以VL6000為例，由于VL6000的AI1內(nèi)置成了面板上的電位器，所以反饋信號接于AI2,又由于AI2出廠值是電壓信號，需設(shè)置跳線將其改為電流信號。

00-02=1 命令源選擇=1：端子

01-01=50 最大操作頻率

01-03=50 頻率上限

01-05=15 頻率下限

01-08=8 主頻率源×選擇

小功率變頻器，加減速時間不必設(shè)置，保持默認，

02-07=0 變頻器的停車方式，此為減速停車，若變頻器為工頻變頻轉(zhuǎn)換或一拖幾的控制時，停車方式應(yīng)為自由停車。

02-15=0,為變頻器運行頻率低于下限時為以頻率下限運行

05組為電機參數(shù)，能實際電機銘牌上參數(shù)設(shè)

控制端子組及繼電器輸出組根據(jù)線路實際功能設(shè)置即可

10-04=1V, AI2下限設(shè)為1V對應(yīng)反饋4mA

10-06=10V, AI2上限為10V對應(yīng)反饋20mA

21組為PID組

21-00=0，PID給定源 0：21-01

21-01=？，根據(jù)目標(biāo)值：反饋最大量程，此設(shè)定參考值75%

21-03=1，PID反饋值，1：V12

21-04=0，PID輸出特性為正，由于為恒壓供水，即當(dāng)反饋小于給定時要加速，大于給定時要減速。

32-10=16為反饋量顯示可以實時監(jiān)控(只有VL6000有此功能)