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变频器控制柜_变频器|鸿宝专注于变频领域及变频控制系统

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恒压供水专用变频器-恒压供水系统

变频技术是应交流电机无极调速的需要而诞生的。随着电力电子器件和微电子技术的不断发展,20世纪70年代开始,脉宽调制变压变频(PWM-VVVF)调速研究引起了人们的高度重视。20世纪80年代作为变频技术核心的PWM模式优化问题吸引着人们的浓厚兴趣,并得到诸多优化模式,其中的鞍形PWM模式效果最佳。20世纪80年代后半期开始,美﹑日﹑德﹑英等发达国家的VVVF变频器已经投入市场并广泛应用。我国也在20世纪末,经过不断探索有了自己的国产变频器。经过多年的不断改进完善,如今变频器作为一种工业产品已经广泛应用在各行各业,而变频器的功能已不仅仅是简单的调速、省电了,完善的功能不但简化了控制系统,而且功能的实现更加方便,如变频器内置的PID控制功能在恒压供水系统上的应用就是其中典型一例。

    系统组成

    早期的恒压供水系统一般是由PLC或单片机为主,加以复杂的控制设备得以实现。而随着变频器技术的不断发展,功能的不断完善,简单的恒压供水系统不再依赖PLC或单片机控制系统。而仅仅依靠变频器的内置功能即可实现这一控制任务。利用变频器的PID闭环控制功能,配以压力传感器作为反馈装置,即可实现对电机速度控制。从而实现供水压力的恒定。

    内置PID调节器,闭环控制系统结构简单。压力表我们选用YTZ-150电位器式远程压力表,安装在水泵的出水管上,该压力表适用于一般压力表适用的工作环境场所,既可直观测出压力值,又可以输出相应的电信号,输出的电信号传至远端的变频器。压力表有红、黄、蓝三根引出线。

    压力表电气技术参数:

    电阻满量程:400Ω(蓝、红)

    零压力起始电阻值:≤20Ω(黄、红)

    满量程压力上限电阻值:≤360Ω(黄、红)

    接线端外加电压:≤6V(蓝、红)


变频器恒压供水系统简易接线图

    系统功能

    以往的恒压供水设备,往往采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器,PID算法编程难度大,设备成本高,调试困难。而采用带有内置PID控制功能的变频器作为恒压供水设备的主控设备,降低了设备成本,提高了生产效率,节省了安装调试时间。同时,为了保证水压反馈信号值的准确、不失值,还可对该信号设置滤波时间常数,对反馈信号进行换算,使系统的调试非常简单、方便。

    系统调试

    1PID控制的原理及变频器的有关参数

    PID控制器的比例P、积分I、微分D三部分的作用分别为:

    比例P控制:调节量按误差比例输出,纯比例P控制时,误差不会为零。

    积分I控制:调节量按误差的积分输出,误差为零时,输出恒定。微分D控制:调节量按误差的微分输出,误差突变时,能及时控制。

    PID控制:组合三者的优势,获得最佳的控制性能。
   
 

变频器PID的控制原理

                          PID的控制原理

变频器PID控制调试原理图

PID控制的功能参数


功能代码

名称

单位

设定范围

出厂值

F80

PID闭环模式    


0∽1

0

F81

反馈显示系数


0.0∽40.0

1.0

F82

反馈输入通道选择


0∽1

0

F83

反馈滤波时间常数  

SEC

0.00∽60.00

0.00

F84

PID数字式输入给定值

V

0.00∽10.00

0.00

F85

变送器模式


0∽1

0

F86

反馈偏置电压

V

0.00∽10.00

0.00

F87

积分作用范围   

%

0∽100

0

F88

比例P增益


0.00∽10.00

0.00

F89

积分时间常数Ti

SEC

0.0∽360.0

0.0

F90

微分时间常数Td

SEC

0.00∽10.00

0.00


当变频器需以PID闭环方式运行时,F80功能代码参数应设定为1,F80=1。
F81功能代码参数为反馈量的显示系数,使得显示值与实际物理量单位值一致。
功能代码F82∽F86为PID反馈量处理,使得PID调节器的反馈在0.00∽10.00之间。
F87功能代码参数为PID控制的积分作用范围,误差超过此范围,积分作用无效。
功能代码F88∽F90为PID控制的调节参数,适当修改这些参数,可使闭环控制系统的性能最佳。

2 PID的调试

开环调试:
检查接线无误后,合上空气开关和漏电开关,变频器上电,数码管显示0.0,按JOG键,检查水泵的转向,若反向,改变电机相序。
按运行键RUN,运行指示灯亮(绿色),顺时针方向旋转键盘旋钮,输出频率上升,观察压力表的压力指示,同时用万用表直流电压档测量变频器端子VF和GND之间电压值,随着变频器输出频率升高,压力增加,VF和GND之间的反馈电压上升,记录下将要设定的恒定压力(比如5公斤)对应的反馈电压值(比如3.1V)。按停车键STOP,变频器减速停车。
闭环变频恒压运行:
合上起停开关,变频器运行指示灯亮,输出频率从0.0Hz开始,根据用水情况自动调节,保证出水口的压力恒定为5KG。修改F84的参数设定值,可以相应增加或降低出水口的压力。

由压力传感器反馈的水压信号4—200mA或0—10V直接进入变频器的A/D口,设置给定压力值,PID参数值,使其工作在最佳状态。由于水泵及供水管网在PID调节过程中常常出现变频器报警或跳闸,这需要调节变频器中的P和I参数,但如I参数调节不当会造成PID控制波动过大,无法达到控制要求。在调节过程中可根据现场实际情况逐步增加I参数值,从而达到软化PID,减小变频器闭环调节时的响应电流,排除变频器报警。

 


信息来源:abc.chossoni.com


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