实例讲解变频器恒压供水系统设计及实现方法

实例讲解变频器恒压供水系统设计及实现方法


>>>>
兆帕与公斤
“1兆帕”是压强的单位,即1兆帕=1000000帕的。
一平方米的面积上受到的压力是一牛顿时所产生的压强为一帕斯卡[1Pa=1N/(M×M)]。
而公斤力是力的单位:1公斤力=9.8牛顿。
这是两个不同概念的物理量,没法说“1兆帕等于多少公斤力”。
但彼此有一定的关系:要产生“1兆帕”的压强,需在1平方厘米的面积上,施加的压力约是10公斤。
1公斤压力=0.098兆帕,
所以:1兆帕(MPA)≈10.2公斤压力(KG/CM^2)
1MPa=10.197公斤/厘米2=101.97m水柱,可以让水升高101.97m。
>>>>
变频器中PID的定义
PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下参照:
温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s
压力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,需要整定的系数是Kp(比例系数),Ki(积分系数),Kd(微分系数)三个。这三个参数对系统性能的影响如下:
>>>>
比例系数Kp
① 对动态性能的影响 比例系数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;
② 对稳态性能的影响 加大比例系数Kp,在系统稳定的情况下,可以减小静差,提高控制精度,但是加大Kp只是减少静差,不能完全消除。
>>>>
积分系数Ki
① 对动态性能的影响 积分系数Ki通常使系统的稳定性下降。Ki太大,系统将不稳定;Ki偏大,振荡次数较多;Ki太小,对系统性能的影响减少;而当Ki合适时,过渡特性比较理想;
② 对稳态性能的影响 积分系数能消除系统的静差,提高控制系统的控制精度。但是若Ki太小时,积分作用太弱,以致不能减小静差。
>>>>
微分系数Kd
微分控制可以改善动态特性,如超调量减少,调节时间缩短,允许加大比例控制,使静差减小,提高控制精度。但当Kd偏大或偏小时,超调量较大,调节时间较长,只有合适的时候,才可以得到比较满意的过渡过程。对系数实行“先比例,后积分,再微分”的整定步骤。
(1) 首先只整定比例部分。即将比例系数由小到大,并观察相应的系统响应,直到得到反应快,超调小的响应。
(2) 加入积分环节。整定时首先置积分系数Ki一个较小的值,并将第(1)步中整定的比例系数略为缩小(例如缩小为原值的0.8倍),然后增大Ki,使在保持系统良好动态性能的情况下,静差得到消除。在此过程中,可根据响应的好坏反复改变比例系数与积分系数。
(3) 若使用比例积分调节器消除了静差,但动态过程经反复调整仍不能满意,则可加入微分环节。在整定时,可先置微分系数为0,在第一步的基础上,增大Kd,同时相应地改变比例系数和积分时间。
p值设置越大,静差越小,跟踪越快,但容易出现超调震荡现象,i的值设置越大,跟踪就越慢,在实际使用中,以系统稳定和跟踪速度达到工艺要求为准,即在水泵恒压供水系统中,压力稳定为基准。
不过以上PID定义仅了解一下即可,实际小项目中的变频器PID参数不用更改(出厂默认值)也可实现功能。
设置变频器时,只要知道PID需要反馈量和给定量即可。反馈量即是压力的实时信号(在管道上的远传压力表---电阻式,或者是三线或两线的压力传感器。给定量即要求达到我压力值(可以在变频器的键盘上设或者用外置电位器)。
>>>>
变频器外部接线
对应的电压、电流型反馈量接线应设置变频器的 AI1/AI2,内部参数及外部跳线(一般AI1默认为电压)
电器连接图




>>>>
设置变频器参数
设置变频器参数:VL6000系列变频器
以反馈量为0.45兆帕(二线制压力传感器4-20Ma,传感器量程0-0.6兆帕),则在变频器输入的给定量为75%(0.45除0.6)
以VL6000为例,由于VL6000的AI1内置成了面板上的电位器,所以反馈信号接于AI2,又由于AI2出厂值是电压信号,需设置跳线将其改为电流信号。
00-02=1 命令源选择=1:端子
01-01=50 最大操作频率
01-03=50 频率上限
01-05=15 频率下限
01-08=8 主频率源×选择
小功率变频器,加减速时间不必设置,保持默认,
02-07=0 变频器的停车方式,此为减速停车,若变频器为工频变频转换或一拖几的控制时,停车方式应为自由停车。
02-15=0,为变频器运行频率低于下限时为以频率下限运行
05组为电机参数,能实际电机铭牌上参数设
控制端子组及继电器输出组根据线路实际功能设置即可
10-04=1V, AI2下限设为1V对应反馈4mA
10-06=10V, AI2上限为10V对应反馈20mA
21组为PID组
21-00=0,PID给定源 0:21-01
21-01=?,根据目标值:反馈最大量程,此设定参考值75%
21-03=1,PID反馈值,1:V12
21-04=0,PID输出特性为正,由于为恒压供水,即当反馈小于给定时要加速,大于给定时要减速。
32-10=16为反馈量显示可以实时监控(只有VL6000有此功能)

O(∩_∩)O谢谢

发布于 2019-04-20

文章被以下专栏收录