关于ABB变频器的恒压供水PID控制详细讲解
本人在造纸行业工作多年,对造纸行业的控制有一定的了解,平时苦恼于手下的员工对于造纸行业的电控了解不够.后来将造纸行业常用的控制汇编成一本培训资料,发给部门的所有工人熟读.收到一定的效果,本培训材料完全针对造纸行业的控制按照实际的电路来详细讲解其工作原理和工作的过程,涵盖造纸电控的外围设备控制,包括电机的直接启动,变频控制,软启动控制,正反转控制,多速电机控制.两地控制,纸机传动控制,复卷机.切纸机,复合机,包装输送系统.行车控制.可以说覆盖了造纸厂所有的电气控制.现先将其中的一小节发上来和大家交流,希望高手指正. 恒P
压
供I
水
DP
I
D控
控
制 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。 P
I
D
：
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。 A
B
B
变
频
器
的
过
程
P
I
D
控
制
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，根据压力不同调节回变
频
电路器
需
的保
持机
控的
过的
制程
给转
要定
信
速点号
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+（10）*16）/20＝）。由参数定义为KEYPAD（面板）后，直接在面板上给备必变以序12345678
电
电电机
I
须频
同器出
。用时过下号
电5
P
满程
足P是
I
3
I2D（
泵个控完
参D
-D
8机0机机
D
条制件的
面
板
的，激整
数
C
一活是：的
T
T0电H转功
识R
最
上启水－压P低I参
于D
-面
一动3C数内
L.T6R
kL行
） ： g . ： 容 C V 流 Z 速 率 别
911113012
R KFEDEO
RFIYP1
3
AW
DA DR给过 D
I 定程从
控类控
制禁型
6止：制盘
反转有给
转 速 效 定 14
151617 18
1920
212223
2425 2228
2
0 最小转
电机转速 最大转 KEYPAD 从控制盘给 4mA 模拟输入最小值4ｍA
20mA
模拟输入最大值20m ACT 1 LI
ACT
2
LI SPEED
1 LI DI5 运行允
0 最小转 电机转速 最大转 ACC
/
DEC
1
加减
速时间选6 407 40 H
I
GH
L
IMT
输
出速度极
限9
4
8
H速 速 定 A M M M 许 速 速 择 S S 值 Z
33333333334
89
01234567
0
A
3H5 NAIC
L
8I516
O
G
00OT
1
过
W
H P
低 高I 偏
微差择实
L
限L限D积
IM实I
实增分
M
I际I际益时时
T 值 T 值 值 间 间
分值过
程的
I不实
取际号
反 值 源 2 4）
程
选
2
际A
值信
41 0 定义信号源的最小值（当为4
2
1
4-20mA
0
信号时选择
0
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。 用到了PID控制的还有空压机的控制系统，虽然它的PID算法是通过PLC实现的，但它的思路和控制原理是一样的，推而广之，DCS上的有关液位，流量等等一些过程控制也是通过PLC计算PID的算法后输出值直接给定到变频器。
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