变频器的PID控制功能讲解学习.doc

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1、变频器的PID控制功能[日期：2011-01-31]来源： 作者：山西杨德印[字体：大中小]- -   一、PID控制的实现 　　 　　1.打开PID功能 　　 　　要实现闭环的PID控制功能，首先应将PID功能预置为有效。具体方法有两种：一是通过变频器的功能参数码预置，例如，康沃CVF-G2系列变频器，将参数H-48设为O时，则无PID功能；设为1时为普通PID控制；设为2时为恒压供水PID。二是由变频器的外接多功能端子的状态决定。例如安川CIMR-G7A系列变频器，如右图所示，在多功能输入端子Sl-S10中任选一个，将功能码H1-

2、01～H1-10（与端子S1-S10相对应）预置为19，则该端子即具有决定PI[）控制是否有效的功能，该端子与公共端子SC“ON”时无效，“OFF”时有效。应注意的是。大部分变频器兼有上述两种预置方式，但有少数品牌的变频器只有其中的一种方式。　　在一些控制要求不十分严格的系统中，有时仅使用PI控制功能、不启动D功能就能满足需要，这样的系统调试过程比较简单。　　2.PID的反馈逻辑 　　 　　各种变频器的反馈逻辑称谓各不相同，甚至有类似的称谓而含义相反的情形。系统设计时应以所选用变频器的说明书介绍为准。所谓反馈逻辑，是指被控物理量经传感

3、器检测到的反馈信号对变频器输出频率的控制极性。例如中央空调系统中，用回水温度控制调节变频器的输出频率和水泵电机的转速。冬天制热时，如果回水温度偏低，反馈信号减小，说明房间温度低，要求提高变频器输出频率和电机转速，加大热水的流量；而夏天制冷时，如果回水温度偏低，反馈信号减小，说明房间温度过低，可以降低变频器的输出频率和电机转速。减少冷水的流量。由上可见，同样是温度偏低，反馈信号减小，但要求变频器的频率变化方向却是相反的。这就是引入反馈逻辑的原由。几种变频器反馈逻辑的功能选择见下表。　　3.目标信号与反馈信号 　　 　　欲使变频系统中的某

4、一个物理量稳定在预期的目标值上，变频器的PID功能电路将反馈信号与目标信号不断地进行比较，并根据比较结果来实时地调整输出频率和电动机的转速。所以，变频器的PID控制至少需要两种控制信号：目标信号和反馈信号。这里所说的目标信号是某物理量预期稳定值所对应的电信号，亦称目标值或给定值；而该物理量通过传感器测量到的实际值对应的电信号称为反馈信号，亦称反馈量或当前值。PID控制的功能示意图见下图。图中有一个PID开关。可通过变频器的功能参数设置使PID功能有效或无效。PID功能有效时，由PID电路决定运行频率；PID功能无效时，由频率设定信号决

5、定运行频率。PID开关、动作选择开关和反馈信号切换开关均由功能参数的设置决定其工作状态。　　4.目标值给定 　　 　　如何将目标值（目标信号）的命令信息传送给变频器，各种变频器选择了不同的方法，而归结起来大体上有如下两种方案：一是自动转换法，即变频器预置PID功能有效时，其开环运行时的频率给定功能自动转为目标值给定。如下表中的安川CIMR-G7A与富士P11S变频器。二是通道选择法，如下表中的康沃CVF-G2、森兰SB12和普传P17000系列变频器。　　以上介绍了目标信号的输入通道，接着要确定目标值的大小。由于目标信号和反馈信号通常

6、不是同一种物理量。难以进行直接比较，所以，大多数变频器的目标信号都用传感器量程的百分数来表示。例如，某储气罐的空气压力要求稳定在1.2MPa，压力传感器的量程为2MPa，则与1.2MPa对应的百分数为60％，目标值就是60％。而有的变频器的参数列表中，有与传感器量程上下限值对应的参数，例如富士P11S变频器，将参数E40（显示系数A）设为2，即压力传感器的量程上限2MPa：参数E41（显示系数B）设为0，即量程下限为0，则目标值为1.2。即压力稳定值为1.2MPa。目标值即是预期稳定值的绝对值。　　5.反馈信号的连接 　　 　　各种变

7、频器都有若干个频率给定输入端，在这些输入端子中，如果已经确定一个为目标信号的输入通道，则其他输入端子均可作为反馈信号的输入端。可通过相应的功能参数码选择其中的一个使用。比较典型的几种变频器反馈信号通道选择见下表。　　6.P、I、D参数的预置与调整 　　 　　（1）比例增益P变频器的PID功能是利用目标信号和反馈信号的差值来调节输出频率的，一方面，我们希望目标信号和反馈信号无限接近，即差值很小，从而满足调节的精度：另一方面，我们又希望调节信号具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益P就是

8、用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数P都给出一个可设置的数值范围，一般在初次调试时，P可按中间偏大值预置。或者暂时默认出厂值，待设备运转时再按实际情况细调。　　（2）积分时间如上所述。比例增益P越大，调节灵