【導(dǎo)讀】蒄蟻肆芀莀蝕艿肅螈蠆羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂螆羅蒞蟻螅肇膈薇螄腿莄薃螃罿膆葿螂肁蒂蒞螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蝕袇袀肄蚆袇肂芀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄襖羇膁螞袃聿莆薈膁腿蒄羈袁莄莀羈羃膇蝿羀膅蒃蚅罿羋芅薁羈羇蒁蕆薄肀芄莃薄膂葿螞蚃袂節(jié)薈螞羄蒈蒄蟻肆芀莀蝕艿肅螈蠆羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂螆羅蒞蟻螅肇膈薇螄腿莄薃螃罿膆葿螂肁蒂蒞螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蝕袇袀肄蚆袇肂芀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄襖羇膁螞袃聿莆薈膁腿蒄羈袁莄莀羈羃膇蝿羀膅蒃蚅罿羋芅薁羈羇蒁蕆薄肀芄莃薄膂葿螞蚃袂節(jié)薈螞羄蒈蒄蟻肆芀莀蝕艿肅螈蠆羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃莇蒆蚇袃膀莂螆羅蒞蟻螅肇膈薇螄腿莄薃螃罿膆葿螂肁蒂蒞螂膄芅蚃螁袃蒀蕿螀羆芃蒅衿肈蒈莁袈膀芁蝕袇袀肄蚆袇肂芀薂袆膅膂蒈裊襖莈莄襖羇膁螞袃聿莆薈膁腿蒄羈袁莄莀羈羃膇蝿羀膅蒃蚅罿羋芅薁羈羇蒁蕆薄肀芄莃薄膂葿螞蚃袂節(jié)薈螞羄蒈蒄蟻肆芀莀蝕艿肅螈蠆羈荿蚄蚈肁膁薀蚈膃

　　

【正文】 收壓力變送器反饋的值，與設(shè)定值進(jìn)行以系列計算之后輸出一個值控制變頻器的輸出頻率，同時根據(jù)輸出 AC0 的值判斷電動機(jī)工作的臺數(shù)與狀態(tài)。其中 壓力變送器反饋值為 0～ 5，內(nèi)部數(shù)據(jù)為 0～ 32767，對應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)換之后通過下面的程序進(jìn)行判斷，以控制電動機(jī)的運行。 判斷反饋值為 H≥ ，則使一號水泵定速工作，同時使二號水泵變速工作。 判斷反饋值為 ≤ H≤ ，則一號變頻器定速或變速，當(dāng)變頻器輸出頻率達(dá)到上限值時則手動輸入有效水泵變?yōu)槎ㄋ龠\行，否則變速運行。 判斷反饋值為 H≤ 時，則一號水泵變速運行。 停止按鈕按下，所有水泵停止供水 此段程序的功能為在一號水泵有故障時，通過手 動切換使三號水泵代替一號水泵的工作。達(dá)到穩(wěn)定供水。 變頻器參數(shù)的設(shè)置 參數(shù)復(fù)位和電機(jī)參數(shù)設(shè)置 P0003＝ 3(選擇級別為專家級 ) 設(shè)定 P0010＝ 30 設(shè)定 P0970＝ 1（設(shè)定 P0970＝ 1后變頻器將自動進(jìn)入?yún)?shù)恢復(fù)程序，大約要 10～ 20秒鐘后才能將所有參數(shù)恢復(fù)為出廠缺省值，恢復(fù)的過程中變頻器顯示 busy(忙 )字樣并閃爍。） 顯示 P0970 則復(fù)位操作完成 P0010=1 (快速調(diào)試 ) P0100=0(功率單位為 KW； f 的缺省值為 50Hz) P0304=380(電動 機(jī)的額定電壓 ) P0305=(電動機(jī)的額定電 ) P0307=75（電動機(jī)的額定功率） P0310=50(電動機(jī)的額定頻率 ) P0311=1470（電動機(jī)的額定轉(zhuǎn)速） P0700=2(變頻器命令源選擇為模入端子 /數(shù)字輸入 ) P1000=2(模擬設(shè)定值 ) P1080=5(電動機(jī)最小頻率 ) P1082=50(電動機(jī)最大頻率 ) P1120=10（電動機(jī)從靜止停車加速到最大電動機(jī)頻率所需時間） P1121=10（電動機(jī)從最大頻率減速到靜止停車所需的時間） P3900=1(結(jié)束快速調(diào)試 ) 、變頻 器主要功能端子設(shè)置 表 47 變頻器主要功能端子設(shè)置 序號 功能名稱 功能代碼 設(shè)定值 說明 1 選擇電動機(jī)控制模式 F013 1 u/f 閉環(huán)控制模式 2 運轉(zhuǎn)給定方式 F004 1 外空段子控制 3 上限頻率 F607 50Hz 4 下限頻率 F608 20Hz 5 最高操作頻率 /Hz F008 50 6 加速時間 /s F009 15 7 減速時間 /s F010 15 8 最大輸出電壓 /v F102 380 9 頻率給定 /Hz F000 50 10 電動機(jī)停車方式 F007 0 減速停車 11 電動機(jī)額定頻率 F201 50 12 加減速模式 F413 0 直線加減速 13 電動機(jī)臺數(shù) F824 2 一拖三 14 u/f 曲線模式 F100 0 線性電壓 /頻率 PID 控制器的設(shè)置 PID 控制及其算法 在連續(xù)控制系統(tǒng)中，常采用 Proportional(比例 )、 Integral(積分 )、Derivative(微分 )控制方式，稱之為 PID控制。 PID 控制是連續(xù)控制系統(tǒng)中技術(shù)最成熟、應(yīng)用最廣泛的控制方式。具有以下優(yōu)點：理論成熟，算法簡單，控制效果好，易于為人們熟悉和掌握。 1) 模擬 PID控制及其算法 PID 控制器是一種線性控制器，它是對給定值 ??tr 和實際輸出值 ??ty 之間的偏差 ??te 經(jīng)比例 (P)、積分 (I)和微分 (D)運算后通過線 性組合構(gòu)成控制量 ??tu ，對被控對象進(jìn)行控制，故稱 PID 控制器。 系統(tǒng)由模擬 PID控制器和被控對象組成，其控制系統(tǒng)原理框圖如圖 48。 比 例 P積 分 I微 分 D驅(qū) 動被 控 對象r ( t )——d ( t )y ( t )u ( t ) 圖 48 PID 控制原理框圖 圖中 ??tu 為 PID 調(diào)節(jié)器輸出的調(diào)節(jié)量。 PID控制規(guī)律為 ? ? ? ? ? ? ? ??????? ??? ? t tdeTdtteTteKtu diP1 (41) 式（ 41）中， pK —— 比例系數(shù)； iT —— 積分時間常數(shù)； dT —— 微分時間常數(shù)。相應(yīng)地傳遞函數(shù)形式 ? ? ? ?? ? ???????? ???? sTsTKsE sUsG dip11 （ 42） PID 控制器各環(huán)節(jié)的作用及調(diào)節(jié)規(guī)律如下： (1) 比例環(huán)節(jié)：成比例地反映控制系統(tǒng)偏差信號的作用，偏差 e (t)一旦產(chǎn)生，控制器立即產(chǎn)生控制作用，以減少偏差。比例環(huán)節(jié)反映了系統(tǒng)對當(dāng) 前變化的一種反映。比例環(huán)節(jié)不能徹底消除系統(tǒng)偏差，系統(tǒng)偏差隨比例系數(shù) pK 的增大而減少，比例系數(shù)過大將導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 (2) 積分環(huán)節(jié)：表明控制器的輸出與偏差持續(xù)的時間有關(guān)，即與偏差對時間的積分成線性關(guān)系。只要偏差存在，控制就要發(fā)生改變，實現(xiàn)對被控對象的調(diào)節(jié)，直到系統(tǒng)偏差為零。積分環(huán)節(jié)主要用于消除靜差，提高系統(tǒng)的無差度。積分作用的強(qiáng)弱取決于積分時間常數(shù) iT ,iT 越大，積分作用越弱，易引 起系統(tǒng)超調(diào)量加大，反之則越強(qiáng)，易引起系統(tǒng)振蕩。 (3) 微分環(huán)節(jié)：對偏差信號的變化趨勢 (變化速率 )做出反應(yīng)，并能在偏差信號變得太大之前，在系統(tǒng)中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統(tǒng)的動作速度，減少調(diào)節(jié)時間。微分環(huán)節(jié)主要用來控制被調(diào)量的振蕩，減小超調(diào)量，加快系統(tǒng)響應(yīng)時間，改善系統(tǒng)的動態(tài)特性。但過大的 DT 對于干擾信號的抑制能力卻將減弱。 PID 的三種作用是各自獨立的 ,各不影響的。改變一個調(diào)節(jié)參數(shù) ,只影響一種調(diào)節(jié)作用 ,不會影響其它的調(diào)節(jié)作用。顯然 ,對于大多數(shù)系統(tǒng)來說 ,單獨使用上面任意一種控制規(guī)律都難以獲得良好的控制性能。如果能將它們的作用作適當(dāng)?shù)呐浜?,可以使調(diào)節(jié)器快速、平穩(wěn)、準(zhǔn)確的運行 ,從而獲得滿意的控制效果。一般來說 ,系統(tǒng)是使用它們的組合 ,如 PI 控制算法 ,PD控制算法或 PID 控制算法。 2) 數(shù)字 PID控制及其算法 自從計算機(jī)進(jìn)入控制領(lǐng)域以來，用數(shù)字計算機(jī)代替模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)PID 控制算法具有更大的靈活性和可靠性。數(shù)字 PID 控制算法是通過對式(42)離散化來實現(xiàn)的。 用一系列的采樣時刻點 nT 表連續(xù)時間，用矩形法數(shù)值積分近似代替 連續(xù)系統(tǒng)的積分，以一階向后差分近似代替連續(xù)系統(tǒng)的微分，得到 PID 位置控制算法表達(dá)式 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ??????? ????? ??kj dipkekeTTjeTTkeKku 0 1 (43) 式 (43)中， T —— 采樣周期， n —— 采樣序號， )(ne —— 第 n 時刻的偏差信號， )1( ?ne —— 第 (n 一 1)時刻的偏 差信號， )(ny —— 第 n 時刻的控制量。 PID位置控制算法采用全量輸出，一方面需要計算本次與上次的偏差信號)(ne , )1( ?ne ，而且還要把歷次的偏差信號 )(je 相加，計算繁鎖，占用內(nèi)存大 。另一方面計算機(jī)輸出的控制量 )(nU 對應(yīng)的是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實際位置偏差，如果位置傳感器出現(xiàn)故障， )(nU 可能出現(xiàn)大幅度變化，引起執(zhí)行機(jī)構(gòu)的大幅度變化，這是不允許的。為此實際控制中多采用增量式 PID控制算法，其表達(dá)式為 )]2()1(2)([)]1()([)1()()( ???????????? neneneKneneKnUnUnU iP (45) 式 (45)中， )(nU? 一一調(diào) 節(jié)器 輸出的 控制 增量 ， iPi TTKK ? ，iDPD TTKK ? 。 增量式算法中不需要累加，調(diào)節(jié)器輸出的控制增量⊿ )(nU 僅與最近幾次 采樣有關(guān)，所以誤動作時影響較小，必要時可以通過邏輯判斷去掉過大的增量，而且較容易通過加權(quán)處理獲得比較好的控制效果。 恒壓供水系統(tǒng)的 PID 調(diào)節(jié) 恒壓供水的目的就是要保證供水能力 GQ 適應(yīng)用水需求 UQ 變化。當(dāng)供水能力 GQ 和用水需求 UQ 之間不能平衡時，必然引起壓力的變化。因此，可根據(jù)壓力的變化，來實現(xiàn)對供水流量的調(diào)節(jié)，維持供水能力 GQ 和用水需求 UQ 之間的平衡。 在供水系統(tǒng)中，變頻器、 PID 調(diào)節(jié)器、壓力變送器、電機(jī)、水泵等構(gòu)成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，可以對供水能力實現(xiàn)有效的自動調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒壓供水。其實現(xiàn)方法是，首先據(jù)用戶對水壓的要求，給 PID 調(diào)節(jié)器預(yù)置一個目標(biāo)壓力值，管道中的實際水壓，經(jīng)壓力變送器轉(zhuǎn)換成 420mA 的模擬電流信號反饋給變頻器內(nèi)置的 PID調(diào)節(jié)器， PID 調(diào)節(jié)器根據(jù)目標(biāo)壓力值和實際壓力值的偏差，給出調(diào)節(jié)量，自動調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，使供水量適應(yīng)用水量的變化，取得動態(tài)平衡，維持水壓不變。其具體調(diào)節(jié)過程如下： (1) 穩(wěn)態(tài)運行 當(dāng)供水能力 GQ =用水需求 UQ ，目標(biāo)壓力信號和壓力反饋信號 y 相等，偏差 rye ? =0, PID輸出的控制增量⊿ U =0，變頻器輸出頻率不變，水泵轉(zhuǎn)速不變，處于穩(wěn)態(tài)運行。 (2) 用水量增加時