恒压供水变频PID控制
基于PLC的PID控制变频恒压供水系统
基于PLC的PID控制变频恒压供水系统摘要基于PLC的PID控制的变频恒压控制是现代供水控制系统的主要方式，利用PLC（可编程控制器）、PID调节器、压力检测传感器、压力变送器、电气控制设备、变频器及水泵机组组成闭环控制系统，使供水管网压力保持恒定。
关键词PLC；PID控制；变频器；闭环控制在实际生产生活中，用户用水的多少是经常变动的，因此供水不足或供水过剩的情况时有发生。
而用水和供水之间的不平衡集中反映在供水的压力上，即用水多而供水少，则压力低；用水少而供水多，则压力过大。
因此，保持供水压力的恒定，可使供水和用水之间保持平衡，即用水多时供水也多，用水少时供水也少，从而提高了供水的质量。
恒压供水是指在供水网中用水量变化时，出水口压力保持恒定不变的供水方式。
1恒压供水的基本原理1.1变频恒压供水系统的组成及原理变频恒压供水系统压力控制主要有PID调节器、变频器、水泵、压力传感器和变送器、PLC可编程控制器等组成。
变频恒压供水系统压力控制系统原理框图如图1所示，用PID调节器和变频器构成闭环系统控制，可以提高供水压力的控制精度，改善控制系统的动态响应。
图1变频恒压供水系统压力控制系统原理框图系统工作时，先启动主水泵，管网水压达到设定值，变频器的输出稳定在某数值上。
而当用水量增加，水压降低时，压力变送器SP将该信号实时送入比较器与给定压力H比较，其差值输入PID控制器，PID的输出量作为控制变频器的转差给定输入，从而控制电动机的转速上升，水压力恢复到给定值，保持供水系统中管网中压力的恒定。
变频恒压供水系统压力控制原理如下：1）用水量增加，压力下降，压力变送器输出降低，PID输出上升，变频器频率增大，电机（M）转速升高，水泵流量增大，压力上升。
2）用水量减少，压力上升，压力变送器输出增大，PID输出降低，变频器频率下降，电机（M）转速降低，水泵流量减小，压力下降。
如果用水量增加很多，主泵达到最大流量仍不能使管网水压达到设定值，将自动启动备用泵；反之，当用水量减少时，可自动切断备用泵。
恒压供水PID调节变频器参数
复用水泵ATV71变频器参数专家访问√屏幕显示 RUN Term 23.4A +38.3A 管道压力表显示0.38MPA左右1.1简单起动2/3线控制：2线控制宏设置：标准起停/车用户宏设置：YES标准电机频率：50HZ IEC电机额定功率：30KW电机额定电压：380V电机额定电流：55.7A电机额定频率：50HZ电机额定速度：2950rpm最大输出功率：50HZ自整定：完成自整定状态：电阻已整定改变输出相序：A-C-B相序电机热保护电流：72A加速时间：106.1S减速时间：114.1S低速频率：25HZ高速频率：50HZ1.2监视1.2.1输入/输出映像逻辑输入映像PR L11 L12 L13 L14 L15 L16模拟输入映像AI1 +3.741VAI2 -0.008m A逻辑输出映像R1 R2模拟输出映像AO1 +15.328MA1.2.2通信映像命令通道：端子排命令字：0000H ex当前给定通道：端子排频率给定：+38.3HZETA状态字：0437HexWO ：-----1.2.3报警信号组： ---1.2.4图形终端频率给定：+41HZ1.2.5内部PID给定：6001.2.6图形终端转矩给定：0.0%1.2.7频率给定：+38.3HZ 1.2.8输出频率：+38.3HZ 1.2.9电机电流：23.4A 1.2.10电机速度：2299rpm 1.2.11电机电压：291V1.2.12电机功率：+29%1.2.13电机转矩：+36.9% 1.2.14电机电压：+379V 1.2.15电机热状态：11%1.2.16变频器热状态：37% 1.2.17功率：1111.2.18电机运行时间：26311h 1.2.19变频器已上电时间：52481h 1.2.20 IGBT报警计时器：0S1.2.21 PID给定 6001.2.22 PID反馈 6031.2.23 PID误差 -31.2.24 PID输出 +38.3HZ1.2.25当前设置组设置组0 1.2.26报警（故障）信号√1.3设置斜坡增量：0.1S加速时间：106.1S减速时间：114.1S低速频率：25HZ高速频率：50HZ电机热保护电流：72A变频器开关频率：2KHZ电流限幅1 ：99A电机预磁设置：不预磁低速运行超时：999.9SPID比例增益：1.03PID积分增益：0.05PID微分增益：0.01PID斜坡：99.9SPID最小输出值：0HZPID最大输出值：+50HZ反馈超下限报警：0反馈超上限报警：1600PID误差报警：200电机电流阈值：66A电机频率阈值：50HZ频率阈值2 ：50HZ电机热阈值：100%1.4电机控制标准电机频率：50HZ IEC 最大输出频率：50HZ自整定：完成自整定：NO自整定状态：电阻已整定改变输出相序：A-C-B相序电机控制类型：2点压频比UO ：0V冷态定子电阻：105Lm额定励磁电流：23.4ALs漏电感：1.69mH转子时间常数：669ms电机额定滑差：0.8HZ 极对数：1电流限幅1 ：99A电机噪声抑制：YES电机电压波动限幅：YES瞬态过压限幅优化：10微秒制动单元释能阈值：785V制动平衡：NO1.5输入/输出设置2/3线控制：2线控制2线控制：0/1电平反转：L12LI1设置LI分配LI1 0→1延时：0MS给定模板：标准AI1设置AI1 分配AI1类型：10V电压AI1最小值：0.0VAI1最大值：10VAI1过滤器：0.3SAI1拐点X：0%AI1拐点Y：0%AI2设置AI2分配AI2类型：电流AI2最小值：4.0MAAI2最大值：20MAAI2过滤器：0SAI2拐点X、Y ：0%R1设置继电器R1分配器：变频器故障继电器R1延时：0MS继电器R1有效条件：1继电器R1保持时间：0MSAO1设置AO1分配：电机电流AO1类型：电流AO1最小输出值：0MAAO1最大输出值：20MAAO1滤波器：0MS报警信号组1L16=PTC报警□PTC1报警□. □. □. □变频器热阈值到达□1.6命令给定1通道：AI1给定反向禁止：NO停止按钮优先：YES组合模式：组合通道给定2切换：通道1有效给定2通道：AI2给定复制通道1→2 ：不复制F1—F4键分配：未设置1.7应用功能给定切换√给定运算斜坡斜坡类型：线性斜坡斜坡增量：0.1S加速时间：106.1S减速时间：114.1S斜坡2切换阈值：0HZ斜坡切换设置：未分配减速时间自适应：有停车设置停车类型:斜坡停车自动直流注入寸动预设速度给定附近加减速给定记忆加减速逻辑输入控制预磁限位开关制动逻辑控制负载测量高速提升PID调节器√PID 反馈分配：AI1给定PID反馈最小值：0PID反馈最大值：1600 PID给定最小值：0PID给定最大值:1600内部PID给定分配：YES 内部PID给定：600PID比例增益：1.03 PID积分增益：0.05 PID微分增益：0.01 PID斜坡：99.9SPID误差求反：NOPID最小输出值:0HZPID最大输出值：+50HZ反馈超下限报警：0反馈超上限报警：1600PID误差报警：200PID积分重设：未分配速度给定分配：未设置自动/手动选择分配：未分配低速运行超时：999.9SPID唤醒误差阈值：0.0。
运用PID与变频器实现恒压供水控制方案
运用PID与变频器实现恒压供水控制方案2008-01-20 19:58一：PID概念1. PID解释：即由比例（Proportion）+积分（Integral）+微分（Differential coefficient）组合而成。
2. 比例P控制：调节量按误差成比例输出，纯比例时误差不会为零。
即一对一的对应关系。
3. 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。
既有一定的延迟。
4. 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。
既快速反应。
5. PI控制动作：所谓PI控制就是将比例控制P和积分控制I结合起来，根据偏差及时间变化，产生一个操作变量。
二：运用PI控制系统方框图运用于PID可实现压力负反馈单闭环控制。
控制理论与算法。
1. PID配合变频器与压力传感器实现单泵闭环恒压供水控制系统。
2. 通常压力传感器分电流型与电压型两种。
PID有内置变频器与单独的外置两种。
三：设定任何一个控制系统都需要经过反复地调试后方可达到最佳性能，没有调试的系统是不能工作或不能良好地运行。
下面举例AMB-G7系列单泵恒压供水调试方法。
A. 首先必须知道控制对象的参数。
对象特征、需要的最大供水压力、需要给定用户的恒定压力、供水最小压力、上限压力、下限压力等。
B. 假设对一小区进行恒压供水改造，其要求管道最大供水压力为（A）11Kpa ，对应传感器输出电流为20mA , 要求最小供水压力为（B）1Kpa,对应输出的电流为4mA , 用户要求恒定的供水压力为（C）5Kpa 。
根据以上三个参数可以确定PID的设定值，既：（必须保证在最大供水压力时对应于压力传感器电流输出最大，反之亦然，可求出用户要求供水压力时的传感器电流）C. 传感器给定电流（Iset）正比于用户所需的恒定供水压力。
(假设压力传感器输出电流为4~20mA)既：Iset/(Imax-Imin)=C/(A-B)→Iset/(20mA-4mA)=5/(11-1)→Iset/16=5/10→Iset=16*0.5=8mA(5 0%电流)其中Imax=最大电流 Imin=最小电流 Iset=需要给定的电流值D. 而G7系列F84设定电压也正比与设定电流。
恒压供水变频PID控制
项目6 恒压供水变频PID控制
3.2.1变频器内置PID原理
PID调节是过程控制中应用得十分普遍的一种控 制方式，它是使控制系统的被控物理量能够迅速 而准确地无限接近于控制目标的基本手段，在温 度控制中也是如此。正由于PID功能用途广泛、 使用灵活，使得现在变频器的功能大都集成了 PID，简称“内置PID”，使用中只需设定6个参数 （Kp， Ti和Td）即可。但并不一定需要全部，可 以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必 不可少的。
图3.24所示为电位器旋钮刻度盘，它与多圈电位 器Rp配套使用，尤其适合需要设定指示的场合使 用。在本项目中，采用温度设定0-40℃来说，非 常适合，只要按照刻度盘的旋转就能清楚地知道 需要设定的温度值。
图3.24 电位器旋钮刻度盘
项目6 恒压供水变频PID控制
习题3. 1
根据本项目的知识讲座和技能训练，并结合网络 搜索来回答以下问题： （1）简述PID的定义。 （2）A700变频器使用PID控制需要接哪些线？设定 哪些参数？ （3）正负作用对于控制效果来说有何区别？ （4）温度传感器的选型对于温度变频控制来说有什 么要求？ （5）风机节能的原理是什么？
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项目6 恒压供水变频PID控制
3.温度传感器相关仪表
由于热点偶或热电阻都不能输出变频器所能接受 的0~10V或4~20mA信号，而且本项目要求能够 显示实时温度数据，因此，必须再增加一个温度 传感器的相关仪表。
项目6 恒压供水变频PID控制
图3.11 国产XMZ60X系列智能仪表
图3.17 温度负作用
图3.18 温度正作用
项目6 恒压供水变频PID控制
温度偏差与变频器输出频率之间的关系如 表3.5所示。
V20-变频器PID-控制恒压供水操作指南
V20-变频器PID-控制恒压供水操作指南1.硬件接线西门子基本型变频器SINAMICS V20 可应用于恒压供水系统，本文提供具体的接线及简单操作流程。
通过BOP设置固定的压力目标值，使用4~20mA管道压力反馈仪表构成的PID控制恒压供水系统的接线如下图所示：图1-1.V20变频器用于恒压供水典型接线2调试步骤2.1 工厂复位当调试变频器时，建议执行工厂复位操作：P0010 = 30P0970 = 1(显示50? 时按下OK按钮选择输入频率，直接转至P304进入快速调试。
)2.2 快速调试表2-1 快速调试参数操作流程参数功能设置P0003 访问级别=3 （专家级）P0010 调试参数= 1 （快速调试）P0100 50 / 60 Hz 频率选择根据需要设置参数值：=0: 欧洲[kW] ，50 Hz （工厂缺省值）=1: 北美[hp] ，60 HzP0304[0] 电机额定电压[V] 范围：10 (2000)说明：输入的铭牌数据必须与电机接线（星形/ 三角形）一致P0305[0] 电机额定电流[A] 范围：0.01 (10000)说明：输入的铭牌数据必须与电机接线（星形/ 三角形）一致P0307[0] 电机额定功率[kW / hp] 范围：0.01 ... 2000.0说明：如P0100 = 0 或2 ，电机功率单位为[kW]如P0100 = 1 ，电机功率单位为[hp]P0308[0] 电机额定功率因数（cosφ ）范围：0.000 ... 1.000说明：此参数仅当P0100 = 0 或 2 时可见P0309[0] 电机额定效率[%] 范围：0.0 ... 99.9说明：仅当P0100 = 1 时可见此参数设为0 时内部计算其值。
P0310[0] 电机额定频率[Hz] 范围：12.00 ... 599.00P0311[0] 电机额定转速[RPM] 范围：0 (40000)P0314[0] 电机极对数设置为0时内部计算其值。
一种基于变频器PID功能的PLC控制恒压供水系统
PID PLC1.前言恒压供水系统是目前市场上运用最为广泛的供水系统之一。
变频器PID 控制系统是整个恒压供水系统的控制核心。
通过PLC (可编程逻辑控制器)对整个系统进行可靠的控制，不仅提高了水压的稳定性，同时也提高了系统运行效率，降低了能源消耗。
2. 恒压供水系统概述恒压供水系统是指在不同供水流率和负荷状态下，系统所维持的压力都是恒定的。
相比较其他常见的供水系统，恒压供水系统可以满足一些特殊的供水需求，比如公寓、办公楼、酒店、医院等高层建筑物的供水。
恒压供水系统一般可以分为两类：一类是调速泵房恒压供水系统，另一类是变频器恒压供水系统。
调速泵房恒压供水系统采用调速泵进行水压控制，系统通过加减泵数来维持恒定的工作水压。
这种方式适合较小规模的恒压供水系统。
变频器恒压供水系统则采用变频器控制泵的转速，通过控制水泵的转速来保持一定的供水压力。
对于大规模的高楼、大型公共建筑物等供水系统，采用变频器恒压供水系统更为常见。
3. 变频器PID 功能PID 控制是一种最广泛应用的控制方法之一，在变频器控制系统中，同样可以采用PID 控制算法来控制水泵的输出，实现恒压供水系统的控制。
PID 控制器的核心算法为比例(P)、积分(I)和微分(D)三部分，分别调节系统的稳定性、抗干扰性和响应速度。
在恒压供水系统中，通过调整PID 控制器的参数，可以实现快速反馈，实时调整水泵的输出，保持系统稳定性。
4. PLC 控制恒压供水系统PLC 是一种专门用于工业自动化的可编程电子控制器。
PLC 芯片可以通过编程实现对数字信号的处理、控制逻辑、数据存储和通信等功能。
在恒压供水系统中，PLC 的主要任务是控制变频器PID 控制器的输入和输出，采集水泵和供水系统的运行数据。
PLC 控制系统的核心模块为CPU (核心处理单元)和I/O 模块(输入输出模块)。
对于PLC 恒压供水系统的实现，可以通过编写PLC 程序来实现PID 控制器的参数调整、水泵的开关控制、水压监测和数据传输等任务。
浅析水厂变频恒压供水的PID控制问题
１ＰＤ Ｉ控制器 的设计
的成 本 ， 抽 象 层次 上 来分 析对 比多种 可能 从 的 系统 实 现方 案 和最 合 理 的软 件结 构 ， 从而 可 以 用较 低 的成 本 开 发 出质 量 较 高 的软 件
总体 设 计 过程 通 常 由两 个主 要 的阶 段组 量（ 反馈 量 ） 将 其 与 目标 值 （ 度 、 量 、 ， 温 流 压 进 行 总 结 ， 助于 模 糊 数 学 工 具 ， 用 模 糊 来 。 借 利 力等 设 定 值 ） 行 比 较 ， 有 偏 差 ， 通 过 推 理 就 可 以 实 现 对 非 线性 对 象 比较 满 意 的 成 ：１系 统 设计 ， 进 若 则 （） 即确 定 系 统 的具 体 实 现方
历史 最 久 命 力最 强的 基 本 控 制 方 式 ， ３ １模糊 控 制的特 点 生 由 ． 间 的接 口和 评价 模块 划 分 的 质量 ， 以及 进 行 于 其 具 有 众多 优 势 ， 以 本 系统 采 用 Ｐ Ｄ控 所 Ｉ 过 程 控 制 中的 复 杂 系统 通 常 具 有 大 滞 数 据 分 析 。 照软 件 工 程 学 的 观 点 ， 件 的 按 软
工 业 技 术
Ｓ ｉ Ｃ ｎ Ｔｃｎｆ ｙｆｏａｉ ｅ： ｃ ｎｅａｄ ｅｈ０ ｇ ｎｖｔｎＨ ｒｄ ｅ ０ ｎ ｏ ａ ｌ
浅析 水厂 变频恒 压供 水 的 Ｐｌ 控 制 问 司 浙江慈 溪 ３ ３ ０ １ ０ ） ５
供 水 控 制 要 求精 度 不 高 、 Ｉ 控 制 调 节 器的 ＰＤ 应用 已经非常， 泛 ， 数 易 于 调 整 且 结 构 参 简 单 ， 构 灵活 等 特 点 ， 系统 就 采 用 Ｐ Ｄ 结 本 Ｉ 控制方式 。
４恒压供水监侧软 件设计总体 思路
恒压供水变频PID控制
通过对比手动整定和自整定后的系统性能，评估参数自整定技术的效 果。
05
实际应用案例分析
某高层建筑恒压供水系统改造案例
01
02
03
原系统问题
高层建筑原供水系统存在 水压不稳定、能耗高等问 题。
改造方案
采用恒压供水变频PID控 制技术，根据实际需求调 节水泵转速，保持恒定的 出水压力。
执行机构
接收控制器的控制信号，驱动水泵的电机实现调速运行，从而调节供水管道的 压力。常见的执行机构有变频器、软启动器等。
03
变频PID控制器设计
控制器结构选择
基于PLC的PID控制器
01
利用可编程逻辑控制器（PLC）实现PID控制算法，具有灵活性
和可扩展性。
基于单片机的PID控制器
02
以单片机为核心，通过编程实现PID控制功能，成本较低，适用
衰减曲线法
在闭环控制系统中，将比例度从大到小逐渐改变，直到系统出现4:1或10:1的衰减曲线， 记录此时的比例度和振荡周期，根据经验公式计算出PID参数。
抗干扰措施及稳定性分析
硬件滤波
软件滤波
在输入端采用硬件滤波器对信号进行预处 理，消除高频噪声干扰。
通过编程实现数字滤波算法，如滑动平均 滤波、中位值滤波等，进一步提高信号质 量。
恒压供水变频PID控制
汇报人：XX
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目录
• 引言 • 恒压供水系统组成及工作原理 • 变频PID控制器设计 • 系统性能评价与优化 • 实际应用案例分析 • 总结与展望
01
引言
背景与意义
供水系统是城市基础设施的重要组成部分，恒压供水对于保障居民生活和工业生产 具有重要意义。
恒压供水系统的MCP-PID控制
恒压供水系统的MCP-PID控制摘要本文介绍了恒压供水系统中MCP-PID控制的应用。
该控制方案是基于模型预测控制（MPC）和比例积分微分控制（PID）的结合，能够实现恒定的水压控制和减小水泵的能耗。
对于水泵系统的运行，本文将其建模为一个非线性时间不变系统，并且针对其特点提出了MCP-PID控制器的设计方法。
该控制器能够通过预测模型进行优化控制，并且通过PID控制器实现控制，从而实现稳定的供水过程。
关键词：恒压供水系统、MCP-PID控制、模型预测控制、比例积分微分控制、非线性时间不变系统正文1. 引言恒压供水系统在现代城市生活中起着重要的作用。
为了满足市民的日常用水需求，水泵系统需要保持稳定的压力并减小水泵的能耗。
然而，传统的PID控制方法往往难以满足这一要求，因为该方法只能对已知系统进行稳定的控制，同时可能会存在运行效率低下的问题。
为了解决这些问题，在本文中，我们提出了一种新的恒压供水系统控制方案：MCP-PID控制。
2. 恒压供水系统的建模恒压供水系统可以看作是一个非线性时间不变系统。
其动态特性与控制需要取决于给定的水泵和管道参数。
在此基础上，我们将该系统的动态特性建模为以下方程组：$\dot{x}(t) = Ax(t) + Bu(t)$$y(t) = Cx(t)$其中，$x(t)$是系统状态向量，$u(t)$是控制输入向量，$y(t)$是输出向量。
$A、B、C$是系统的系数矩阵，分别表示系统的状态转移系数、输入系数和输出系数。
3. MCP-PID控制器的设计基于以上系统模型，我们提出了一种基于MCP-PID控制的方案，并针对该控制器的设计、实施、实现等环节进行详细分析。
3.1 MCP-PID控制器的MPC部分模型预测控制（MPC）是一种主要用于工业过程控制的高级控制技术，其能够通过预测模型进行优化控制。
在MCP-PID控制器中，我们采用MPC来预测水泵系统的未来发展情况，并根据预测的结果来调整控制器的参数，从而达到最优状态。
SY9000型 恒压供水(PID)增强参数说明
功能代码参数名称所选参数功能说明P0.06=1端子运行命令通道端子控制变频器启停由数字量端子控制P0.07=8主频率源A选择PID控制设定设置此参数PID功能有效P0.17=35下限频率下限频率=35HZ 恒压供水中下限频率不宜过低（可根据实际调整）P2.01电机额定功率根据电机铭牌P2.02电机额定频率设定范围0.01HZ-P0.15(最大频率）P2.03电机额定转速根据电机铭牌P2.04电机额定电压根据电机铭牌P2.05电机额定电流根据电机铭牌P7.00=1输入端子X1功能正转运行通断决定变频器启停P7.04=7输入端子X5功能外部复位信号复位变频器故障P8.00=0PID运行投入方式自动投入无特殊要求，该参数设置为0，PID自动投入；若选择1，可定义多功能端子手动投入P8.01=0PID给定通道选择数字给定目标压力通过变频器面板给定 P8.02给定数字量设定0.0-100.0%P8.01=0时，设定目标压力P8.03=0PID反馈通道选择AI1实际压力信号通过AI1反馈P8.04=0PID极性选择正恒压供水一般采用正极性（可根据实际调整）P8.05比例增益Kp默认1.00Kp越大系统的调节速度越快，过大会出现振荡，应与P8.06配合从小→大调节（无特殊要求建议默认值）P8.06积分时间Ti 默认0.1s 决定PID调节器对偏差进行积分调节的快慢，过大会出现超调，应与P8.05配合从大→小调节（无特殊要求建议默认值）P8.10闭环预置频率默认0.00Hz PID投入前变频器运行频率（根据客户要求而定）P8.11预置频率保持时间默认0.00s PID投入前变频器运行时间（根据客户要求而定）P8.12睡眠模式默认1需要睡眠模式选择1，不需要选择0P8.13睡眠停机方式默认00：减速停机 1：自由停机P8.15睡眠阀值0.00-200.0%该阀值是给定压力的百分比，睡眠模式1有效P8.16苏醒阀值0.00-200.0%该阀值是给定压力的百分比P8.17睡眠延迟时间0.0-3600.0 s 达到睡眠阀值延迟睡眠时间（根据客户要求而定）P8.18苏醒延迟时间0.0-3600.0 s 达到苏醒阀值延迟苏醒时间（根据客户要求而定）SY9000变频器 PID控制说明一、参数设置P0组-基本运行参数P2组-电机参数P7组-数字量输入与输出参数P8组-PID控制参数二、PID睡眠与苏醒功能示意图三、样例例1 设置目标压力假设远程压力表量程为1Mpa，设定目标压力为0.6Mpa，该如何设置？答：0.6Mpa除以1Mpa，乘以100%，等于60%；设置P8.02=60%（P8.01=0情况下）即可。
恒压供水的PID控制系统基础知识讲解
4．PLC的I/O分配
M0：正转按钮， M1：反转按钮， M2：停止按钮， M3：手动加速，
M4：手动减速； Y0：正转指示， Y1：反转指示， Y2：停止指示。
5．触摸屏画面制作
按图9-53所示制作触摸屏画面。
图9-53 触摸屏画面
6．程序设计 根据通信及控制要求，其梯形图程序
由以下几部分组成。
表9-9
操作指令
变频器数据代码表
指令代码
数据内容
正转
HFA
H02
反转
HFA
H04
停止
HFA
H00
运行频率写入
HED
H0000～H2EE0
附：频率数据内容H0000～H2EE0为0～120．00Hz，最小单位为0.01Hz
四、软件设计
1．数据传输格式
一般按照通信请求→站号→指令代码 →数据内容→校验码的格式进行传输，其 中数据内容可多可少，也可以没有；校验 码是求站号、指令代码、数据内容的 ASCⅡ码的总和，然后取其低2位的ASCⅡ 码。
（4）数据长度及停止位长Pr119=1（即 数据长为8位，停止位长为2位，要与 PLC的设置相一致）；
（5）奇偶性设定Pr120=2（即偶数，要 与PLC的设置相一致）；
（6）通信再试次数Pr121=1（数据接收 错误后允许再试的次数，设定范围为 0～10，9 999）；
（7）通信校验时间间隔Pr122=9 999 （即无通信时，不报警，设定范围为0， 0.1～999.8s，9999）；
（2）触摸屏输出，Y0：1号泵运行指示； Y1：2号泵运行指示，T20：1号泵故障； T21：2号泵故障；D101：当前水压； D502：泵累计运行的时间；D102：电 动机的转速。
恒压供水变频调速原理
恒压供水变频调速原理一、引言恒压供水变频调速是一种新型的水泵控制技术，它可以根据水流量的变化自动调整电机转速，使得水压保持恒定。
该技术具有节能、稳定、可靠等优点，在市场上得到了广泛应用。
二、恒压供水变频调速原理1. 变频器控制恒压供水变频调速的核心是变频器，它通过改变电机的输入电源频率和电压来实现控制。
当需求水量增加时，变频器会自动提高电机转速以增加流量，从而保证水压不变；当需求水量减少时，变频器会降低电机转速以减少流量，从而避免过度耗能。
2. PID控制算法为了更精确地控制水泵运行状态，恒压供水系统通常采用PID控制算法。
PID是三个参数的缩写：比例（P）、积分（I）和微分（D）。
P参数表示在当前误差下所需输出信号与误差之间的比例关系；I参数表示在一段时间内累计误差并将其与输出信号相加；D参数表示根据当前误差和先前误差之间的差异来调整输出信号。
PID控制算法可以根据实际情况动态调整这些参数，以实现最佳的水泵控制效果。
3. 传感器检测恒压供水系统还需要一些传感器来监测水流量、水压和电机转速等参数。
这些传感器将采集到的数据反馈给变频器和控制器，以便它们能够做出相应的调整。
例如，当水流量超过设定值时，变频器会自动提高电机转速以增加流量；当水压低于设定值时，变频器会自动降低电机转速以减少流量。
三、恒压供水变频调速系统组成1. 变频器变频器是恒压供水系统的核心部件，它可以将输入电源频率和电压调节到所需的输出频率和电压。
通常情况下，变频器还具有过载保护、短路保护、欠压保护等功能。
2. 控制器控制器是恒压供水系统中另一个重要的部件，它可以根据传感器反馈的数据来控制变频器和其他设备的运行状态。
通常情况下，控制器还具有故障诊断、报警提示等功能。
3. 传感器传感器是恒压供水系统中采集数据的主要部件，它可以检测水流量、水压、电机转速等参数。
通常情况下，传感器还具有高精度、高灵敏度、抗干扰能力强等特点。
4. 电机电机是恒压供水系统中的动力源，它通过变频器控制来实现转速调节。
变频恒压供水方案
变频恒压供水方案随着人们生活水平的提高和用水需求的不断增长，传统的水泵供水方式已经无法满足日益增长的水压需求。
为了解决这个问题，变频恒压供水方案应运而生。
本文将介绍变频恒压供水方案的原理、优势以及应用场景。
一、方案原理变频恒压供水方案采用的是变频技术和PID控制技术相结合的方式，实现对供水系统的智能控制和恒压供水。
其具体原理如下：1. 变频技术：水泵通过变频器控制电机的转速，根据实际用水情况调整电机的输出频率。
当用水量增加时，变频器会提高电机的转速，以增加水压；当用水量减少时，变频器会降低电机的转速，以降低水压。
通过实时监测用水需求，自动调整电机的转速，从而实现水压的恒定。
2. PID控制技术：PID控制是一种经典的控制算法，通过对比实际输出和期望输出的差异，不断调整控制信号，使系统达到稳定的状态。
在变频恒压供水方案中，PID控制器监测实际水压与设定水压之间的差异，并根据差异值来调节变频器的输出频率，以实现恒压供水。
二、方案优势采用变频恒压供水方案有以下几个优势：1. 节能高效：由于变频技术可以根据实际需求调整电机的转速，避免了传统水泵的定转速运行模式，有效降低了电能的消耗。
同时，PID控制技术可以精确控制水压，减少水泵的工作量，使水泵运行更加高效。
2. 稳定可靠：变频恒压供水方案能够实时监测水压变化，并及时调整电机的转速，使供水系统始终保持恒定的水压。
这不仅可以提供稳定可靠的用水体验，还可以避免因水压过高或过低而引发的故障和损坏。
3. 安全环保：采用变频恒压供水方案可以实现水泵的精确控制，避免了过高水压对管道和设备的损坏，延长了设备的使用寿命。
同时，由于变频技术的应用，减少了水泵的启停频率，降低了噪音和振动，提供了更加安静和舒适的供水环境。
三、方案应用变频恒压供水方案适用于各种场景，尤其是在住宅小区、商业楼宇、工业生产等对水压要求较高的场所。
具体应用包括：1. 住宅小区供水：可以根据住宅小区的用水需求，实现恒定的水压供应，提供舒适的生活用水环境。
V20变频器PID控制恒压供水操作指南
V20变频器PID控制恒压供水操作指南PID控制是一种常用的自动控制方法，常用于恒压供水系统中，V20变频器具备PID控制功能，可以实现对水泵的流量和压力进行精准控制。
本文将为您介绍V20变频器PID控制恒压供水的操作指南。
1.变频器参数设置首先，需要对V20变频器进行参数设置。
进入参数调整界面，找到PID控制相关的参数，包括KP（比例系数）、KI（积分时间）、KD（微分时间）等。
根据实际需求和系统特点进行调整，以实现最佳控制效果。
2.设定目标值在恒压供水系统中，水泵的流量和压力是需要控制的目标值。
可以通过人机界面或者远程监控系统设定目标值，设置为系统所需的流量和压力。
3.开启恒压供水模式将变频器设置为恒压供水模式，在人机界面上找到相应的设置选项，启动恒压供水控制功能。
4.监测反馈信号在恒压供水过程中，需要实时监测反馈信号，包括水泵的流量和压力。
通过传感器等设备获取这些信号，并反馈给变频器进行控制。
5.PID控制算法基于反馈信号和设定目标值，V20变频器内部的PID控制算法会自动进行计算，并控制变频器输出的电压和频率，以调节水泵的运行状态，使得流量和压力能够稳定在目标值附近。
6.调整PID参数根据实际运行情况，可能需要进行PID参数的调整。
可以根据系统的响应速度和稳定性要求，逐步调整KP、KI和KD的数值，直到达到最佳控制效果。
7.故障处理在恒压供水过程中，可能会出现一些故障，如水泵堵塞、传感器故障等。
变频器会监测这些故障，并及时报警，需要及时处理故障并修复，确保系统的正常运行。
8.定期维护为了保证恒压供水系统的长期稳定运行，需要进行定期维护和检查。
包括检查传感器的准确性，清洗水泵和管道等，以确保系统的运行状态和控制效果。
总结：通过V20变频器的PID控制功能，可以实现恒压供水系统的精准控制。
通过参数设置、设定目标值、开启恒压供水模式、监测反馈信号、PID控制算法、PID参数调整、故障处理和定期维护等步骤，可以实现稳定的供水效果，并保证系统的正常运行。
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。
pid恒压供水
pid恒压供水pid恒压供水产品概述pid恒压供水引进国际上最先进的变频技术，采用原装进口名牌变频器，通过可编程序控制器对单台或多台水泵进行转速调节和台数调节，实现恒压变量供水的闭环调节，使供水系统达到最合理、最经济的运行效果，同时实现了操作的自动化。
产品结构紧凄、功能齐全、占地面积小。
取代了传统的水塔、高位水箱等供水装置，节约了工程投资，缩短了工程周期，避免了水质二次污染。
pid恒压供水说明1、pid恒压供水主要控制参数选用pid恒压供水的主要控制参数包括设备的流量、压力、电机容量等。
2、pid恒压供水分类按结构形式可分为室内整体式、室内分体式、室外整体式。
pid恒压供水组成考虑用水量波动以及泵的备用，采用2供水系统，可以互为备用，提高供水保障系数，循环交替使用，运行条件较好，可大大降低故障率。
以及在用水高峰时2台泵起动，保证供水能力，在一般用水量时段，1台泵运行，既可达到最大供水量，又可将水泵能力适当选小一些，节省赞助，降低能耗。
2台泵的管道并行，布局一致，以互为备用。
pid恒压供水特点:1、能自动24小时维持恒定压力，并根据压力信号自动启动备用泵，无级调整压力，供水质量好，与传统供水比较，不会造成管网破裂及水龙头共振现象。
2、动平滑，减少电机水泵的冲击，延长了电机及水泵的使用寿命，避免了传统供水中的水锤现象。
3、采用pid恒压供水保护功能齐全，运行可靠，具有欠压、过压、过流、过热等保护功能。
4、系统配置可实现全自动定时供水,彻底实现无人值守自动供水.控制系统具有故障报警和显示功能,并可进行工变频转换,应急供水。
5、系统根据用户用水量的变化来调节水泵转速，使水泵始终工作在高效区，当系统零流量时,机组进入休眠状态,水泵停止，流量增加后才进行工作,节电效果明显，比恒速水泵节电23%-55%。
6、pid恒压供水不设楼顶水池，既减少建筑物的造价，又克服了水源二次污染，气压波动大，水泵启动频繁和建造水塔一次性投资大，施工周期长，费用高等缺点。
恒压供水PID控制参考资料
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。
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项目6 恒压供水变频PID控制
如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温 端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温 差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就 会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随 着测量端温度升高而增加，热电势的大小只和热电 偶导体材质以及两端温差有关，和热电偶导体材质 的长度、直径无关
项目6 恒表压3.1供1恒水压供变水频变频P器ID参控数制设置
项2目、智6 能仪恒表压参数供设水置 变频PID控制
智能仪表XMZ601B是实现温度反馈的重要环节，必 须进行参数设置，具体如下所示。
项目6 恒压供水变频PID控制
项目6 恒压供水变频PID控制
项目6 恒压供水变频PID控制
项目3、6温度恒设定压电供位水器的变选频择 PID控制
图3.17 温度负作用
图3.18 温度正作用
项目6 恒压供水变频PID控制
温度偏差与变频器输出频率之间的关系如 表3.5所示。
表3.5正负作用与偏差
项目6 恒压供水变频PID控制
3.5 项目设计方案
项目6 恒压供水变频PID控制
3.5.1 中央恒压供水的变频节能硬件设计
如图3.22为该恒温变频控制系统的示意，其中变 频器选用A700变频器，并采用内置PID运行控制。
图3.15 PID自动切换
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4、PID信号输出功能
在很多控制案例中，需要输出PID控制过程的各种 状态，尤其是PID目标值、PID测定值和PID偏差 值。A700变频器提供了这些信号直接输出到CA 和AM端子，具体设定参数如表3.4所示。
表3.4 PID信号输出功能
项目6 恒压供水变频PID控制
项目6 恒压供水变频PID控制
图3.7 变频风机的恒温控制
项目6 恒压供水变频PID控制
3.变频风机的多段速变风量控制方式
该控制方式是基于对风量需求进行经验估算的基 础上进行的程序控制。来改变吸气扇转速，控制 进风量，可减少吸气扇电机的能耗，同时还可以 减轻输入暖气时锅炉的热负载和输入冷气时制冷
项目6 恒压供水习变题频3.P2ID控制
试列举几种常见的离心泵，并阐述变频器在离心 泵上的节能原理（如图3.33所示）
图3.33 泵的流量－转速－压力关系曲线
项目6 恒压供水变频PID控制
习题3. 3
在锅炉设备中，给水泵系统通过向锅炉不间断供 水，以保证锅炉的正常运行。图3.34所示为锅炉 给水示意图，试用恒压控制来实现变频节能，该 如何设计？
图3.22 恒温变频控制系统
项目6 恒压供水变频PID控制
表3.9 变频器PID用多功能输入端子和模拟量输入
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表3.10 变频器PID用多功能输出端子
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针对本项目来说，图3.23所示为硬件设计原理图， 它采用电位器Rp进行设定压力，通过热电阻温度 传感器经智能仪表XMZ601B作为实际温度反馈。 利用变频器内部的PID调节功能，目标信号SV是 一个与温度的控制目标相对应的值，反馈信号PV 是温度变送反馈回来的信号，该信号是一个反映 实际压力的信号。PV和SV两者是相减的，其合成 信号（SP-PV)经过PID调节处理后得到频率给定 信号MV，决定变频器的输出频率f。由于中央空 调的风机控制分两种情况，即冬季取暖的负作用 与夏季制冷的正作用，因此选用AU信号（X64） 作为冬季与夏季的切换开关（即负作用与正作用 切换开关）。
• 1、变频风机的静压PID控制方式 • 2、变频风机的恒温PID控制方式 • 3、变频风机的多段速变风量控制方式
项目6 恒压供水变频PID控制
1.变频风机的静压PID控制方式
送风机的空气处理装置是采用冷热水来调节空气 温度的热交换器，冷、热水是通过冷、热源装置 对水进行加温或冷却而得到的。控制管道静压的 好处是有利于系统稳定运行并排除各末端装置在 调节过程中的相互影响。在静压PID控制算法中， 通常采用两种方式，即定静压控制法和变静压控 制法。
图3.34 锅炉给水泵给水示意
项目6 恒压供水变频PID控制
习题3. 4
在硫酸生产过程中，需要对水冷极板进行冷却， 冷却水循环泵是硫酸生产工艺中的重要设备，过 去冷却水循环泵均不调速，利用出口阀门来控制 水流量和管网压力，现采用变频器进行节能改造 （图3.35）。已知3台循环泵的功率皆为90KW， 请选择合适的控制方式和变频器。
图3. 14 PID动作过程
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3、PID的自动切换 为了加快PID控制运行时开始阶段的系统上升过程，可以仅在 启动时以通常模式上升。Pr.127可以设置自动切换频率，从 起动到Pr.127以通常运行运行，待频率达到该设定值后,才转 为PID控制。如图3.15所示为PID自动切换控制。当然，从图 中也可以看出，Pr.127的设定值仅在PID运行时有效，其他 阶段无效。
项目6 恒压供水变频PID控制
图3.3 变频器内置PID控制原理
项目6 恒压供水变频PID控制
要使变频器内置PID闭环正 常运行，必须首先选择PID 闭环选择功能有效，同时 至少有两种控制信号：（1） 给定量，它是与被控物理 量的控制目标对应的信号。
（2）反馈量，它是通过现 场传感器测量的与被控物 理量的实际值对应的信号。图3.4 通用变频器
项目6 恒压供水变频PID控制
表3.1 国产XMZ60X系列智能仪表输入信号
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表3.2 国产XMZ60X系列智能仪表输出信号
项目6 恒压供水变频PID控制
图3.12 XMZ601接线示意
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3.3 技能训练一：A700变频PID 控制线路设计
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3.3.1 A700变频器PID操作
6菱A700变频器常用的PID相关参数，它主要包括 PID调节参数和PID通道参数。A700的PID主要用 流量、风量、压力、温度等工艺控制，由端子2输 入信号或参数设定值作为目标、端子4输入信号作 为反馈量组成PID控制的反馈系统。
图3.24所示为电位器旋钮刻度盘，它与多圈电位 器Rp配套使用，尤其适合需要设定指示的场合使 用。在本项目中，采用温度设定0-40℃来说，非 常适合，只要按照刻度盘的旋转就能清楚地知道 需要设定的温度值。
图3.24 电位器旋钮刻度盘
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习题3. 1
根据本项目的知识讲座和技能训练，并结合网络 搜索来回答以下问题： （1）简述PID的定义。 （2）A700变频器使用PID控制需要接哪些线？设定 哪些参数？ （3）正负作用对于控制效果来说有何区别？ （4）温度传感器的选型对于温度变频控制来说有什 么要求？ （5）风机节能的原理是什么？
PID控制原理图
项目6
恒压供水变频PID控制
PID调节功能是将根 据两者的差值，利用 比例P、积分I、微分 D的手段对被控物理 量进行调整，直至反 馈量和给定量基本相 等，达到预定的控制 目标为止。
图3.5 通用变频器内 置PID的控制校准过程
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3.2.2 中央空调变频风机的几种控制方式
5、PID的正负作用
在PID作用中，存在两种类型，即负作用与正作用。 负作用是当偏差信号（即目标值－测量值）为正 时，增加频率输出，如果偏差为负，则频率输出 降低。正作用的动作顺序刚好相反，具体如图 3.16所示。
a)负作用
b)正作用
项目6 恒压供水变频PID控制
温度控制为例，在冬天的暖气控制时为负 作用，如图3.17所示；在夏天的冷气控制时 为正作用，如图3.18所示。
项目6 恒压供水变频PID控制
表3.3 6菱A700变频器常用的PID相关参数。
项目6 恒压供水变频PID控制
3.3.2 A700变频器PID构成与动作
1、PID的基本构成 图3.13a所示为PID控制参数Pr.128=10或11(即偏 差信号输入)时的原理,图3.13b所示为Pr.128=20
《变频器》 项目6 恒压供水变频PID控制
项目6 恒压供水变频PID控制
3.1 项目背景及要求 3.2 知识讲座（PID控制与变频器） 3.3 技能训练一（A700变频器PID线路设计） 3.4 项目设计方案
项目6 恒压供水变频PID控制
3.2 PID控制与变频器
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图3.9 热电偶原理
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2.热电阻
热电阻是温度检测中使用的另外一种测温元件。 热电阻利用物质在温度变化时本身电阻也随着发 生变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分 （感温元件）是用细金属丝均匀的缠绕在绝缘材 料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在 时，所测得的温度是感温元件所在范围内介质层 中的平均温度。它的主要特点是测量精度高，性 能稳定。其中铂热电阻的测量精确度最高。
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图3.6 中央空调送风机的静压控制
项目6 恒压供水变频PID控制
2.变频风机的恒温PID控制方式
利用了变频器内置的PID算法进行温度控制，当 通过传感器采集的被测温度偏离所希望的给定值 时，PID程序可根据测量信号与给定值的偏差进 行比例（P）、积分（I）、微分（D）运算，从 而输出某个适当的控制信号给执行机构（即变频 器），提高或降低转速，促使测量值室温恢复到 给定值，达到自动控制的效果 。恒温控制中必须 要注意PID的正作用和反作用，所以，必须在控 制系统增设夏季/冬季切换开关以保证控制的准确 性。
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图3.35 硫酸厂冷却水循环泵工作原理图
项目6 恒压供水变频PID控制
习题3. 5
根据变频风机的控制方式，分别设计6种设计线路 图，变频器型号可以自由选择。