变频恒压供水系统调试

变频水泵恒压供水装置

请分析压力调控仪的工作原理，并说明PID参数的作用分别是什么？

答案：压力调控仪是由数字式压力给定、管网压力变送器反馈信号和数字式PID调节器构成的一个压力闭环的调节器。当压力给定值和压力反馈值有偏差时，通过PID调节器进行处理，使调节器的输出电流控制---PID作用：PID参数影响系统的稳定性及调节精度。

比例调节（P）：是一种最简单的控制方式，其输出与输入偏差信号成比例关系。系统一旦出现了偏差，比例环节就立即进行反应来减少偏差。比例调节的作用设置得越大，调节的速度就越快，但比例作用过大时，会使系统的稳定性下降。只采用比例调节时系统的输出将存在稳态误差。

积分调节（I）：用于消除系统中的稳态误差，它的输出与输入偏差信号的积分成正比例关系。加入积分调节器能保证系统的静态精度，但积分作用会使得系统的动态响应变慢，若参数选择不当会影响系统的稳定性。

（详细介绍：如果系统在进入稳态后存在稳态误差，则称为有差系统，为了消除稳态误差，就要引入“积分”调节。积分作用的强弱取决于积分时间常数的选取，随着积分时间常数的增大，积分作用会增强，即便系统的偏差很小，积分项也会随着时间的增加而积累加大，它推动控制器的输出增大，使稳态误差进一步减小，直到等于零。积分调节经常与其他两种调节器配合，组成比例积分（PI）调节器或者PID调节器。

微分调节（D）主要反映系统偏差信号的变化率，控制器的输出与输入偏差信号的变化率成正比关系。适当使用微分，能够减小被控量的超调。

（详细介绍：自动控制系统在克服偏差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳，主要原因是由于系统存在有较大的惯性环节或者滞后环节，这类环节具有抑制偏差的作用，但是其变化总是落后于偏差的变化。解决的办法就是增加微分环节，使其抑制偏差作用的变化“超前”产生，即调节器在克服偏差的调节过程中使偏差接近零时，抑制偏差的作用就提前为零。微分调节能预测偏差变化趁势，能产生超迁的控制作用。微分环节不能单独使用，需要与另两种调节结合来完成系统控制需求。

（备注：具体实现PID调节的方法可分以下几种：①编写程序实现②使用专用的功能指令③使用厂家提供的控制模块 2）在变频器中实现PID调节 3）使用通用PID调节器。

1 接线

电源输入（11#、12#）------AC100V～240V

测量信号输入（35#、36#）-------从压力变送器来的4～20mA电流信号，要并接1个250Ω电阻。（电流/电压）

控制输出（31#、32#）-------4～20mA电流输出，接到变频器作为频率给定信号。

报警输出AL1A（7#、8#）-------继电器常开触点，接到PLC

压力变送器量程为0～1.0MPa安装在水泵出水口的关管道上，管网压力通过压力变送器输出4～20mA电流信号送到PXR5的输入端，作为反馈值。

2参数的设置

PXR5调节器的参数分三组，可以根据不同要求分别设置。

设置基本方法：

首先操作面板上有3个键：SEL选择键、∧、∨；其中SEL选择键，用于选择参数组、确认参数值的读入和修改及返回工作状态；∧、∨键为增大与减小键，用于选择参数及改变参数值。按住SEL选择键保1秒（2秒、3持秒），就可以分别进入第一组（或第二组，第三组）参数的设定状态。使用∧或者∨键可以在本组参数中选择需要设置的参数并进行修改。当该组参数设置完成后，按SEL选择键2秒钟，就可返回工作状态。

显示面板上PV为输入测量值，实时显示从压力边送器输入到PID调节器的实际压力值，SV为压力给定值，可以随时用操作面板上的∧或者∨键直接进行修改，修改后等3秒钟该给定值即自动保存。

本例中需要设置的参数：

（1）运行控制参数Stby（第一组）

参数Stby可以使仪表在控制待机状态和控制运行状态（即工作状态）之间切

换。设置Stby=OFF为运行状态，控制及报警功能正常进行，在此状态下也通过SEL键进入参数设定状态。

（2）报警动作模式ALM1（第二组）及报警动作值AL1、A1-L、A1-H（第一组）先用报警动作模式ALM1设置报警类型，有31种报警方式，可通过对参数ALM1设置不同的报警代码来指定。

报警代码分标准报警代码和双报警代码。

标准报警代码----超过设定值时报警输出触点接通，（绝对值报警模式）；或当测量值超过给定值SV一定的偏差时报警输出触点接通。（偏差报警模式）

双报警模式------超过高限或者地限时（高/低限报警模式）或者超出SV的上、下偏差时（带报警模式）报警触点动作。

标准报警模式式中只用到AL1一个参数，而双报警模式要用到参数A1-L和A1-H来分别设定低限（下偏差）和高限（上偏差）。

本例是采用的报警方式是上偏差报警，故设置参数ALM1=5。然后设定偏差值AL1=10

（10%），即报警输出动作是在实际管网压力（PV值）超出给定值SV的10%时发生。

（3）控制方式参数CTrL（第二组）

可设置3种控制方式：PID控制、模糊控制及PID自整定方式。本例选用PID控制方式，因此设置CTrL=PID。设置CTrL=PID后应继续设置P、I、D参数值（第二组）。

备注：需要注意的是，在专用的PID调节器中，比例增益的大小常常是通过“比例带”来进行调节的（PXR5中既是）。

所谓比例带：就是按比例放大的区域，用P表示（等于K

P 的倒数，）即P=K

P

/1。比例增益

K

P

越大，而对应的比例带（P）却越小，调节作用响应快，超调量大。

本实例中只使用PI控制，没使用微分控制，设置参数D=0，参数P和I在调试中整定。（4）输入信号代码P-n2（第二组）

PXR系列温度控制器允许使用热电阻或者热电偶测量温度，也可以直接输入1～5V直流电压和4～20mA直流。电流输入，因此设置P-n2=16。

（5）小数点位置设定P-dp（第二组）

当输入类型设定为4～20mA电流后，仪表已规定显示形式为百分数，显示范围为0%～100%，即显示为0～100。显示1即代表4～20mA量程的1%。由于输入电流是由压力变送器输出的，压力变送器量程为0～1Mpa，对应输出4～20mA电流，则量程的1%就对应0=0.01Mpa。而压力1Mpa对应为10.24kg/cm2的压力值。则0.01Mpa就近似为0.1kg/cm2,因此小数点设置1位，即参数P-dp=1，这样当显示1%时显示的形式就变为0.1，可近似看作为0.1kg/cm2的压力值。

（6） SV设定范围Sv-L和Sv-H（第三组）

参数Sv-L和Sv-H分别用于指定给定值设定范围的下限和上限。当在参数P-n2中设定输入信号种类是4～20mA电流时，已规定SV和PV显示的单位是百分比，显示范围为0%和100%，因此Sv-L和Sv-H的数值范围必须在0～100。本例要求压力值在0～1Mpa之间可任意给定，因此设置Sv-L=0，Sv-H=100，使SV设定范围为0%～100%。

二根据工艺流程和梯形图，说明如何控制电动机启动、停止、自动与检修等程序。

首先应该了解系统：在本系统中设有运行和检修两种工作状态，由选择开关S01决定，此检修开关安装在控制内的，当S01转到运行位置时，系统可由PLC控制电动机自动运行；当S01转到检修位置时，电动机不再受PLC控制，由检修工以手动操作。