1、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.恒压供水 PID 控制PID
2、控制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。PID：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
3、出也不再增加。而比例的控制是贯穿始终的。ABB 变频器的过程 PID 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
4、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，根据压力不同调节电机的转速。回路的控制要点：变频器需保持的过程给定信号为：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+（4.2/10）*16）/200.536）。由参数 11.03 定义为 KEYPAD（面板）后，直接在面板上给出。（面板最上面一行）备用泵的启动：必须同时满足 2 个条件，一是水压低于 3.6kg，二
5、是主泵的电机转速已经达到满速一定的时间。在这里我们将变频器的继电器输出 RO1 定义为压力的低限输出（相关参数：14.01 ACT1 LIM.32.15 LOW LIMIT.32.16 38%），继电器输出 RO2 定义为压力的高限输出(相关参数：14.02 ACT2 LIM.32.17 HIGH LIMIT.32.8 55%)。继电器的 RO3 定义为转速达到输出(14.03 SPEED1 LIM.32.01HIGH LIMIT.32.02 48HZ（电机最高转速）)变频器过程 PID 控制的激活：99.02PID-CTRL.以下是完整的参数：序号 参数 内容1 99.02 PID-CTRL
6、 2 99.04 DTC3 99.05 380V4 99.06 电机电流5 99.07 50HZ6 99.08 电机转速7 99.09 电机功率8 99.10 电机 ID 识别9 10.01 DI6 10 10.3 FORWARD 禁止反转11 11.01 REF1 给定类型：转速12 11.02 DI3 过程控制有效13 11.03 KEYPAD 从控制盘给定14 11.04 0 最小转速15 11.05 电机转速 最大转速16 11.06 KEYPAD 从控制盘给定17 13.11 4mA 模拟输入最小值 4A 18 13.12 20mA 模拟输入最大值 20mA19 14.01 ACT
7、1 LIM20 14.02 ACT 2 LIM21 14.03 SPEED 1 LIM22 16.01 DI5 运行允许23 20.01 0 最小转速24 20.02 电机转速 最大转速25 22.01 ACC/DEC 1 加减速时间选择26 22.02 40S27 22.03 40S28 32.01 HIGH LIMT 输出速度极限值29 32.02 48HZ30 32.15 LOW LIMIT31 32.16 38 低限实际值32 32.17 HIGH LIMIT33 32.18 55 高限实际值34 40.01 1 PID 增益值35 40.02 60 积分时间36 40.03 0 微分
8、时间37 40.05 NO 偏差值不取反38 40.06 ACT1 选择过程实际值39 40.07 AI2 过程实际值的信号源40 40.08 AI241 40.09 0 定义信号源的最小值（当为 4-20mA 信号时选择 4）42 40.10 100 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。
