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三菱變頻器在PID功能應(yīng)用中的補(bǔ)充說(shuō)明

日期:2024-08-05 17:01
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摘要:

三菱變頻器在PID功能應(yīng)用中的補(bǔ)充說(shuō)明 
 
 
 
三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)有限公司工業(yè)控制部 李 昉 
  在制造供/排水設(shè)備時(shí)選用三菱變頻器后常會(huì)用到PID功能,技術(shù)使用手冊(cè)中對(duì)其已有較詳細(xì)的說(shuō)明。而各人對(duì)該功能的理解有所不同,主要體現(xiàn)在:機(jī)型選用、功能選擇、方向確定、設(shè)定值定義、上/下限作用及PID參數(shù)的調(diào)整等。這里從以往的實(shí)際應(yīng)用中作些簡(jiǎn)單歸納,就算是產(chǎn)品資料的補(bǔ)充,以方便用戶能在較短時(shí)間內(nèi)理解并簡(jiǎn)便完成該功能的調(diào)試。


1、問(wèn):  哪些三菱變頻器具有PID控制功能,它們之間有何區(qū)別?

  答:  目前所有三菱變頻器均有PID(單泵)控制功能,產(chǎn)品系列有:A500、F500、F500J、F700、V500、E500、S500。其中F500J、F500和F700為風(fēng)機(jī)水泵專用型產(chǎn)品,而F500和F700(0.75-55kW)還具先進(jìn)PID控制功能,即有多泵切換功能(*多4臺(tái))。電氣原理圖和具體操作方法可參閱各產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的使用手冊(cè)。

2、 問(wèn):  供測(cè)量用的傳感器如何選用?

   答:  在A500、F500L(55kw以上)、F500J、E500、S500中,只可選用電流型(4-20mA)傳感器;F700中可選用電流(4-20mA)及電壓型(0-5V、0-10V)傳感器;在F500(0.75-55kW)中,若采用先進(jìn)PID控制(多泵切換)功能的話,二種類型的傳感器均可選用,區(qū)別是電壓型傳感器的輸出接至變頻器的1號(hào)端子;而在V500中只能選用電壓型傳感器。

3、 問(wèn):  如何使變頻器進(jìn)入PID控制模式?

   答:  該過(guò)程中的具體操作方法對(duì)應(yīng)各系列產(chǎn)品有所差異:除E500外,以上其它系列變頻器中均可在未使用的輸入端子中重新定義一個(gè)PID使能端,即該端子接通為PID控制方式,而斷開(kāi)為普通的V/F控制方式,例如:RL輸入端子未作他用時(shí),可設(shè)其為X14,即P180=14(用于A500、F500、F700和V500)或P60=14(用于F500J和S500);而在E500中則通過(guò)設(shè)定參數(shù)P128來(lái)確定運(yùn)行模式,P128=0為普通的V/F控制方式,P128=20或21為PID控制方式。因此對(duì)需要經(jīng)常進(jìn)行二種模式切換的場(chǎng)合,建議選用E500以外的產(chǎn)品。

4、 問(wèn):  在PID控制模式中,有些變頻器既有檢測(cè)信號(hào)輸入,也有偏差值的輸入,該如何區(qū)別和使用?

   答:  由變頻器完成偏差值=設(shè)定值-測(cè)量值過(guò)程時(shí)應(yīng)將測(cè)量傳感器接于4號(hào)端子(A500、F500、F500J、F700、E500和S500);若該運(yùn)算過(guò)程(虛線框)由變頻器以外的專用設(shè)備完成(設(shè)定值的設(shè)置和測(cè)量傳感器的輸入及偏差值運(yùn)算結(jié)果)時(shí),則只需將偏差值輸出端接于1號(hào)端子(A500、F500和F700)。另外在V500中,無(wú)論測(cè)量信號(hào)還是偏差信號(hào)均接于1號(hào)端子,僅以參數(shù)內(nèi)容予以區(qū)別。一般如無(wú)特別需要,為簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),用變頻器完成偏差值運(yùn)算的做法居多。


5、 問(wèn):  怎樣確定PID動(dòng)作方向,換言之在哪些場(chǎng)合用正動(dòng)作或反動(dòng)作?

   答:  這是整個(gè)調(diào)試過(guò)程的**步,是非常關(guān)鍵的,必須根據(jù)所處行業(yè)的系統(tǒng)要求準(zhǔn)確選定。一般來(lái)說(shuō),在供水、流量控制、加溫時(shí)應(yīng)為反作用,通俗講,測(cè)量值(水壓、液體流量、溫度)升高時(shí),應(yīng)減小執(zhí)行量,反之則應(yīng)增大執(zhí)行量。而在排水、降溫時(shí)為正作用,測(cè)量值(水壓、溫度)升高時(shí),應(yīng)增大執(zhí)行量,反之則應(yīng)減小執(zhí)行量。

        
6、 問(wèn):  設(shè)定值應(yīng)如何定義,其作用是否與調(diào)節(jié)電機(jī)速度有關(guān)?

   答:  在該項(xiàng)目中,個(gè)別用戶容易將其與V/F方式時(shí)的速度設(shè)定混淆,在PID方式中,它指的是對(duì)測(cè)量值全范圍中確定一個(gè)符合現(xiàn)場(chǎng)控制要求的一個(gè)數(shù)值,并以該數(shù)值為目標(biāo)值,使系統(tǒng)*終穩(wěn)定在此值的水平上或范圍內(nèi),并且越接近越好。例如,在供水系統(tǒng)中所選用傳感器的測(cè)量范圍是0-1Mpa,而需保持0.7MPa的壓力, 因此0.7Mpa就是設(shè)定值,它可用模擬量給定,即在外部操作模式時(shí)2、5號(hào)端子間施加對(duì)應(yīng)的電壓(5V*70%=3.5V);也可在參數(shù)中給定,令P133=70%(**于PU和PU/EXT模式下有效)。當(dāng)系統(tǒng)未達(dá)到設(shè)定壓力時(shí),電機(jī)以上限速度(P1)運(yùn)行,而達(dá)到或超過(guò)設(shè)定壓力時(shí),電機(jī)降速或停止運(yùn)行,所以它與電機(jī)運(yùn)行速度的設(shè)定無(wú)關(guān)。
                    

7、 問(wèn):  PID參數(shù)究竟應(yīng)如何確定,取什么值為恰當(dāng)?

  答:  因各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征不同,況且也很難計(jì)算出PID準(zhǔn)確數(shù)值,故而需對(duì)變頻器中默認(rèn)的PID參數(shù)進(jìn)行再調(diào)整。為調(diào)試簡(jiǎn)便起見(jiàn),一般在供排水、流量控制中只需用P、I控制即可,D參數(shù)較難確定,它容易和干擾因素混淆,在此類場(chǎng)合也無(wú)必要,通常用在溫度控制場(chǎng)合。PI參數(shù)中,P是*為重要的,定性的講,由于P=1/K,所以P越小系統(tǒng)的反應(yīng)越快,但過(guò)小的話會(huì)引起振蕩而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定,它起到穩(wěn)定測(cè)量值的作用。而I是為了消除靜差,即使測(cè)量值接近設(shè)定值,原則上不宜過(guò)大。試運(yùn)行時(shí)可于在線條件下邊觀察測(cè)量值的變化邊反復(fù)調(diào)節(jié)P、I參數(shù),直至測(cè)量值穩(wěn)定并與設(shè)定值接近為止。


8、 問(wèn):  上/下限的設(shè)定究竟有何作用,它對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行有無(wú)影響?

  答:  該設(shè)置并非必需,它僅起到一種提示作用,對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行并無(wú)影響,可根據(jù)實(shí)情決定采用與否。有些場(chǎng)合中,當(dāng)測(cè)量值低于下限或高于上限時(shí)需報(bào)警及驅(qū)動(dòng)其他相關(guān)設(shè)備配合運(yùn)行,可在測(cè)量范圍內(nèi)選定二點(diǎn)作為上/下限值,條件激活時(shí)作開(kāi)關(guān)量輸出。


9、 問(wèn):多泵切換功能中的三種模式有何區(qū)別,在制作和使用中有哪些特點(diǎn)?

   答:在F500和F700產(chǎn)品中都具有多泵切換功能(先進(jìn)PID控制功能,*多4臺(tái)泵),可分別以三種模式工作:
      
   1)基本方式 ---- 固定一臺(tái)電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng),而根據(jù)其輸出頻率并通過(guò)電磁接觸器切換來(lái)增減其它接于工頻電源一端電機(jī)的臺(tái)數(shù)。線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,變頻器內(nèi)不需加裝內(nèi)置輸出擴(kuò)展選件卡即能控制4臺(tái)泵,由于是在變頻泵速度下降時(shí)直接投入工頻泵,因此在變頻泵速度過(guò)低的情況下接通工頻泵的話有時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生壓力的波動(dòng)(水錘效應(yīng)),另外當(dāng)電機(jī)功率較大而供電容量有限時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成影響。
    
   2)交替方式 ---- 運(yùn)行時(shí)與基本方式相同,而若用靜止功能停止輸出時(shí),則通過(guò)電磁接觸器切換將原來(lái)工頻電源一端的電機(jī)接至變頻器上。二臺(tái)泵以上運(yùn)行時(shí)須加裝內(nèi)置輸出擴(kuò)展選件卡,其它運(yùn)行時(shí)的情況與基本方式相似。

   3)直接方式 ----- 啟動(dòng)時(shí)均由變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī),當(dāng)其它電機(jī)啟動(dòng)條件滿足后,通過(guò)電磁接觸器切換將已完成啟動(dòng)的電機(jī)投至工頻電源,而原工頻電源一端的電機(jī)接至變頻器并啟動(dòng)。多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行并具備停止條件時(shí), 從*先啟動(dòng)的電機(jī)(已在工頻運(yùn)行)開(kāi)始停止。線路結(jié)構(gòu)與交替方式相同,由于每臺(tái)電機(jī)均由變頻啟動(dòng),所以運(yùn)行時(shí)能較有效地改善水錘效應(yīng)和對(duì)電網(wǎng)的影響。

   4)在F700產(chǎn)品中,除以上三種模式外,還增加了交替-直接方式-----啟動(dòng)過(guò)程及線路結(jié)構(gòu)與直接方式相同,區(qū)別在于多電機(jī)運(yùn)行后并滿足停止條件時(shí),變頻泵減速后停止,而工頻泵經(jīng)頻率搜索后接入變頻器成為變頻泵。應(yīng)當(dāng)說(shuō)該方式比原來(lái)的直接方式能更好地提高壓力的穩(wěn)定性。
 


來(lái)自:三菱電機(jī)自動(dòng)化(上海)有限公司