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PID控制在变频器中的应用实例
荣久学院 ● 2019-06-03 16:58:42

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    PID控制器是目前机电,冶金,机械,化工等行业应用最广泛的工业控制器。通过变频器有两种PID控制方式:一种是变频器的内置PID控制功能,给定的信号通过面板或变频器的端子输入,反馈信号反馈给控制端。PID在变频器内部进行。调整以改变输出频率;另一种是使用外部PID控制器将给定量与反馈量进行设定,并将其作为控制信号输出到变频器的控制端。

 

    一、PID控制框图


1.jpg

 

    二、PID控制概述

 

    在自动控制中,一般P(比例)、I(积分)、D(微分)不单独使用。常使用PI控制、PD控制和PID控制等组合控制方式。

 

    1)PI控制

    P动作控制并不能完全消除偏差。为了消除残留偏差,一般使用PI控制,即 P+I的运算之和。用PI控制时,能消除由改变目标值和偏差。

 

    2)PD控制

    为使P动作的振荡衰减和系统稳定,可用PD控制,即P和D运算之和。换言之,PD控制适用于过程本身没有制动作用的负载。

 

    3)PID控制

    PID控制是利用PI控制和PD控制的优点组合成的控制。PID运算是P、I和D三个运算的总和,可获得无偏差、精度高和系统稳定的控制过程。

 

    ① 负作用:当偏差X(目标值一测定值)为正时,增加执行量(输出频率);如果偏差为负,则减小执行量。

    ② 正作用:当偏差X(目标值-测定值)为负时,增加执行量(输出频率);如果偏差为正,则减小执行量。

 

三菱变频器


    三、反馈信号的接入方法

 

    1)给定输入法:变频器在使用PID功能时,将传感器测得的反馈信号直接接到给定信号端,其目标信号由键盘给定。

 

    2)独立输入法:变频器专门配置了独立的反馈信号输入端,有的变频器还为传感器配置了电源,其目标值可以由键盘给定,也可以由指定输入端输入。

 

    四、PID调节功能的预设

 

    1)预设PID调节功能

 

    预设的内容是变频器的PID调节功能是否有效。变频器的PID调节功能有效后,其加/减速过程将完全取决于由P、I、D数据决定的动态响应过程,而原来预设的“加速时间”和“减速时间”将不再起作用。

 

    2)目标值的预设

 

    PID调节的根本依据是反馈量与目标量之间进行比较的结果。因此,准确地预设目标值是很重要的,主要有以下两个方面。

 

    ① 面板输入式:只需通过键盘输入目标值即可。目标值通常是被测量实际大小与传感器量程之比的百分数。例如,空气压缩机要求的压力(目标压力)为6MPa,所用压力表的量程是0~10Mpa,则目标值为60%。

 

    ② 外部给定式:由外接电位器进行预设,调节较方便。

 

    五、变频器按P、I、D调节规律运行时的特点

 

    1)变频器的输入频率只根据实际数值与目标值的比较结果进行调整,与被控量之间无对应关系。

    2)变频器的输出频率始终处于调整状态,其数值常不稳定。




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