首先要明白恒壓供水系統中的幾個參數。
★>>>>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”。
但彼此有一定的關系:要產生“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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PID控制器參數的工程整定,各種調節系統中P.I.D參數經驗數據以下參照:
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,需要整定的系數是Kp(比例系數),Ki(積分系數),Kd(微分系數)三個。這三個參數對系統性能的影響如下:
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比例系數Kp
① 對動態性能的影響 比例系數Kp加大,使系統的動作靈敏,速度加快,Kp偏大,振蕩次數加多,調節時間加長。當Kp太大時,系統會趨于不穩定,若Kp太小,又會使系統的動作緩慢;
② 對穩態性能的影響 加大比例系數Kp,在系統穩定的情況下,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Ki
① 對動態性能的影響 積分系數Ki通常使系統的穩定性下降。Ki太大,系統將不穩定;Ki偏大,振蕩次數較多;Ki太小,對系統性能的影響減少;而當Ki合適時,過渡特性比較理想;
② 對穩態性能的影響 積分系數能消除系統的靜差,提高控制系統的控制精度。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Kd
微分控制可以改善動態特性,如超調量減少,調節時間縮短,允許加大比例控制,使靜差減小,提高控制精度。但當Kd偏大或偏小時,超調量較大,調節時間較長,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。即將比例系數由小到大,并觀察相應的系統響應,直到得到反應快,超調小的響應。
(2) 加入積分環節。整定時首先置積分系數Ki一個較小的值,并將第(1)步中整定的比例系數略為縮小(例如縮小為原值的0.8倍),然后增大Ki,使在保持系統良好動態性能的情況下,靜差得到消除。在此過程中,可根據響應的好壞反復改變比例系數與積分系數。
(3) 若使用比例積分調節器消除了靜差,但動態過程經反復調整仍不能滿意,則可加入微分環節。在整定時,可先置微分系數為0,在第一步的基礎上,增大Kd,同時相應地改變比例系數和積分時間。
p值設置越大,靜差越小,跟蹤越快,但容易出現超調震蕩現象,i的值設置越大,跟蹤就越慢,在實際使用中,以系統穩定和跟蹤速度達到工藝要求為準,即在水泵恒壓供水系統中,壓力穩定為基準。
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參數不用更改(出廠默認值)也可實現功能。
設置變頻器時,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或者用外置電位器)。
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變頻器外部接線
對應的電壓、電流型反饋量接線應設置變頻器的 AI1/AI2,內部參數及外部跳線(一般AI1默認為電壓)
電器連接圖
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設置變頻器參數
設置變頻器參數: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換或一拖幾的控制時,停車方式應為自由停車。
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,能實際電機銘牌上參數設
控制端子組及繼電器輸出組根據線路實際功能設置即可
10-04=1V, AI2下限設為1V對應反饋4mA
10-06=10V, AI2上限為10V對應反饋20mA
21組為PID組
21-00=0,PID給定源 0:21-01
21-01=?,根據目標值:反饋最大量程,此設定參考值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控(只有VL6000有此功能)
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原文標題:干貨必備!變頻器恒壓供水調試教程
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