PID调节器在恒压供水控制中的应用

2020/7/18 1:29:52 人评论 次浏览 分类:二次仪表  文章地址:/tech/3236.html

恒压供水是用水压来间接控制用水流量的大小,只要保持供水压力,也就保证了供水流量与用水流量的平衡。图1的恒压供水控制系统中,压力变送器检测供水总管压力,将其变换为4-20mA电流信号送入PID调节器,与压力给定值比较后,通过PI进行控制。图中PLC可控制多台水泵切换及报警信号处理。
恒压供水控制系统方框图
图1 恒压供水控制系统方框图

恒压供水系统的控制过程如下:

①系统稳定时
水泵供水流量与用水流量处于平衡状态,供水压力稳定在给定值,此时测量信号与给定信号基本相等,水泵在变频器输出的某一频率下运行。 
②用水流量减小时 用水流量减少时供水压力会上升,压力测量信号大于给定值。由于是反作用,PID调节器的输出电流下降,使变频器的输出频率下降,电机的转速也下降,水泵的供水流量减少,水压也开始下降使之回复到给定值,恒压供水系统又处于平衡状态。
 
③用水流量增加时 用水流量增加时供水压力会下降,压力测量信号小于给定值。由于是反作用,PID调节器的输出电流上升,使变频器的输出频率上升,电机的转速也上升,水泵的供水流量增加,水压也开始上升使之回复到给定值,恒压供水系统又处于平衡状态。

PID调节器

用PID调节器(型号为YR-GAD805-020-12-HLNN-N-P-T)系列进行压力控制,恒压供水系统接线如图2所示,参数设置见表1。

恒压供水控制系统PID调节器接线图
图2 恒压供水控制系统PID调节器接线图


表1 恒压供水控制系统YR-GAD系列PID调节器参数设置


参数名称               参数符号       设置范围或代码         说明

第一报警值               ALI                     0.8                    MPa

第二报警值               AL2                    0.3                    MPa
自整定                      Aut                    1                      开自整定
控制目标值               SV                      0.5                    给定压力为0.5MPa
输入分度号               Pn                      27                     输人信号为4-20mA
小数点位置               dp                      2                      小数点在百位,显示为××.××
第一报警方式            ALM1                 2                      第一报警为上限报警
第二报警方式            ALM2                 1                      第二报警为下限报警
滤波系数                   FK                      8                      即采样的次数
PID作用方式             Mode                 1                      反作用
加热冷却模式            H-C                    0                      标准模式(单PID控制)
PID输出类型             Out                    1                      4-20mA电流控制输出
算式类型                   PID                    1                      人工智能算式
控制方式选择            Ctrl                    0                      单路输人PID控制
测量量程下限            PL                      0                      MPa
测量量程上限            PH                     1.6                   MPa

恒压供水的控制品质取决于P、I参数的整定。对于多数被控对象,PID调节器的P、I、D出厂默认参数有时不能达到理想控制效果。尤其是经验不足时,一定要启动自整定功能,通过自整定,PID调节器可以根据被控对象的特性,自动寻找最优参数以达到很好的控制效果。


PID调节器启动自整定方法:将LOC密码设置为0或者132后,按确认键进入一级菜单,继续按确认键找到参数Aut,将Aut由0改为1开启自整定。自整定开启后A/M灯快速闪烁,表明PID调节器已进人自整定状态。PID调节器采用ON/OFF二位式整定方法,输出0%或100%使系统形成振荡,然后根据系统响应曲线计算PID参数。对象时间常数越大,自整定所需时间越长,可从数秒至数小时不等。自整定结束A/M灯由闪烁变为熄灭,系统就进入自动控制状态。


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