关于ABB变频器的恒压供水PID控制详细讲解

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）/20＝0.536）。

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R O3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：99.02－PID-CTRL.
以下是完整的参数：
序号参数内容
1 99.0
2 PID-CTRL
2 99.04 DTC
3 99.05 380V
4 99.06 电机电流
5 99.07 50HZ
6 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4ｍA
18 13.12 20mA 模拟输入最大值20mA
19 14.01 ACT 1 LIM
20 14.02 ACT 2 LIM
21 14.03 SPEED 1 LIM
22 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 40S
27 22.03 40S
28 32.01 HIGH LIMT 输出速度极限值
29 32.02 48HZ
30 32.15 LOW LIMIT
31 32.16 38 低限实际值
32 32.17 HIGH LIMIT
33 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 AI2
41 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。

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abb变频器恒压供水控制原理图参数设置
作者:北京伟纳鑫盛电气2011-10-23 12:37 星期日晴
ABB恒压供水控制设备系统的构成：ABBACS510变频器、断路器、接触器、继电器、灯钮、仪表、远传压力表
ABB恒压供水控制设备系统的控制原理：北京伟纳鑫盛电气通过安装在水泵出水总管上的远传压力表（内为一滑动电阻），将出口压力转换成0-5V电压信号传送ABB变频器，经过变频器内部PID运算进而控制其输出频率的变化。

设备采用变频与水泵一对一控制供水方式，当用水量较大时，水泵运行频率随之增加，反之，当用水量减少，则降低水泵运行频率直至设定下限运行频率，如供水量仍大于用水量，当用水量降至某一程度时（如夜间用水很少时），变频主泵停止工作变频器进入休眠状态考压力罐储水工作。

ABB恒压供水控制设备系统控制原理图
ABB恒压供水控制设备系统的abb变频器的参数设置：北京伟纳鑫盛电气由于本系统比较简单变频器设置与不复杂。

9901=1中文 9902=6PID应用宏 9905=电机额定电
压 9906=电机额定电流 9907=电机额定频率 9908=电机额定转速 9909=电机额定功
率 4010=19内部 4011=供水压力 4016=1AI1
abb变频器ACS510恒压供水时具体参数设置
2009-10-30 19:52
提问者：dongbao10|浏览次数：4432次
有ACS510变频器一台，三台电机，远传压力表及PLC，恒压供水。

要求：先一台泵运行，压力不足，变频器输出一信号给PLC作为增泵信号，PLC投入第二台泵，压力还不够，投第三台。

水压高出要求，变频器输出减泵信号给PLC。

先设定的参数如下：
9902=6 1001=1 1002=1 1101=2 1102=7 1106=19
1401=8 1402=9 1403=4
3201=103 3202=25hz 3203=50hz 4010=19 4011=40%
4022=7 4023=20hz
这样的设置正确吗？还有没有遗漏呢？
我用继电器1的输出作增泵信号，继电器2的输出作减泵信号，但变频器在运转开始，直到继电器2动作之前，为什么一直都是动作的呢？。