變頻器的PID控制運行操作

1、無錫市技工院校 教 案 首 頁授課日期12.1712.18 班 組自動化71001自動化51001課題： 變頻器的PID控制運行操作 教學目的要求： 1. 理解PID控制的原理 2.掌握變頻器PID操作的參數設定方法 3. 了解變頻器PID控制的接線方法 教學重點、難點 ： 重點：1.PID控制的原理 2.變頻器PID操作的參數設定方法 難點：參數Pr.128的功能 授課方法： 講授、分析、圖示 教學參考及教具（含多媒體教學設備）： 變頻器原理及應用 機械工業(yè)出版社 王延才主編 授課執(zhí)行情況及分析：在授課中以恒壓供水系統(tǒng)為例介紹了PID控制的原理，這部分內容較為抽象且涉及到的知識比較多，學生理

2、解有一定難度。在授課中，著重培養(yǎng)學生對PID操作的應用能力、解決實際問題的能力。板書設計或授課提綱變頻器的PID控制運行操作一、PID控制（比例微積分控制） 1.PID閉環(huán)控制將被控量的檢測信號（即由傳感器測得的實際值）反饋到變頻器，并與被控量的目標信號相比較，以判斷是否已經達到預定的控制目標。如尚未達到，則根據兩者的差值進行調整，直至達到預定的控制目標為止。2.PID控制功能（1）比較與判斷功能（2）P（比例）功能：P功能就是將的值按比例進行放大（放大P倍）。（3）I（積分）功能：對偏差信號取積分后再輸出，其作用是延長加速和減速的時間。（4）D（微分）功能：對偏差信號取微分后再輸出。3.反饋

3、信號的接法（1）給定輸入法（2）獨立輸入法二、PID控制功能預置1.目標值的預置（1）面板輸入式（2）外接給定式2.PID控制功能參數（1）端子功能參數Pr.183：RT端子功能的選擇Pr.192：IPF端子功能的選擇。當Pr.192=16時，從IPF端子輸出正反轉信號。Pr.193：OL端子功能選擇。當Pr.192=14時，從OL端子輸出下限信號。Pr.194：FU端子功能選擇。當Pr.194=15時，從FU端子輸出上限信號。（2）運行參數Pr.128，PID動作的選擇。此參數為設定PID正反作用動作的選擇。Pr.129：PID的比例范圍常數設定，設定范圍：0.1%1000%。設定為9999

4、時無比例控制。Pr.130：PID的積分時間常數設定，設定范圍：0.13600s。設定為9999時無積分控制。Pr.134：PID的微分時間常數設定，設定范圍：0.0110s。設定為9999時無微分控制。Pr.131、Pr.132：上、下限值設定參數，設定范圍0100%，設定值為9999時功能無效。教 學 內 容備 注復習： 1.變頻器的程序運行操作。 2.程序運行相關參數。新課引入： 企業(yè)在生產中，往往需要有穩(wěn)定的壓力、溫度、流量、液位或轉速，以此作為保證產品質量、提高生產效率、滿足工藝要求的前提，這就要用到變頻器的PID控制功能。PID控制功能是變頻器應用技術的重要領域之一，也是變頻器發(fā)揮

5、其卓越效能的重要技術手段。講授新課： 一、PID控制 PID控制就是比例微積分控制，是閉環(huán)控制中的一種常見形式，反饋信號取自拖動系統(tǒng)的輸出端，當輸出量偏離所要求的給定值，反饋信號成比例的變化。在輸入端，給定信號與反饋信號相比較，存在一個偏差值。對該偏差值，經過PID調節(jié)，變頻器通過改變其輸出頻率，迅速、準確地消除拖動系統(tǒng)的偏差，回復到給定值，振蕩和誤差都比較小。1.PID閉環(huán)控制原理將被控量的檢測信號（即由傳感器測得的實際值）反饋到變頻器，并與被控量的目標信號相比較，以判斷是否已經達到預定的控制目標。如尚未達到，則根據兩者的差值進行調整，直至達到預定的控制目標為止。2.PID控制功能（1）比較

6、與判斷功能首先為PID給定一個電信號（目標信號），該給定信號對應著系統(tǒng)的給定壓力，當壓力傳感器將供水系統(tǒng)的實際壓力轉變成電信號，送回PID的輸入端，PID首先將它與目標信號相比較，得到的偏差信號為，即：給定值>供水壓力，在這種情況下，水泵應升速。越大，水泵的升速幅度越大。< 0：給定值<供水壓力，在這種情況下，水泵應降速。越大，水泵的降速幅度越大。如果的值很小，則反應就可能不夠靈敏。另外，不管控制系統(tǒng)的動態(tài)響應多么好也不可能消除靜差。這里的靜差是指不可能完全降到0，而始終有一個很小的靜差存在，從而使控制系統(tǒng)出現了誤差。為了增大控制的靈敏度，引入了P功能。（2）P（比例）功能：

7、P功能就是將的值按比例進行放大（放大P倍），這樣盡管的值很小，但是經過放大后再來調整水泵的轉速也會比較準確、迅速。放大后，的值大大增加，靜差s在中占的比例也相對減少，從而使控制的靈敏度增大，誤差減小。（3）I（積分）功能：P越大，調節(jié)靈敏度越高，但由于傳動系統(tǒng)和控制電路都有慣性，調節(jié)結果達到最佳值時不能立即停止，導致“超調”，然后反過來調整，再次超調，形成振蕩。I功能就是對偏差信號取積分后再輸出，其作用是延長加速和減速的時間，以緩解因P功能設置過大而引起的超調。P功能與I功能相結合，就是PI功能。（4）D（微分）功能：D功能就是對偏差信號取微分后再輸出。3.反饋信號的接法（1）給定輸入法：變頻

8、器在使用PID功能時，將傳感器測得的反饋信號直接接到給定信號（目標信號）端，其目標信號由鍵盤給定。（2）獨立輸入法：變頻器專門配置了獨立的反饋信號輸入端，有的變頻器還為傳感器配置了電源，其目標值可以由鍵盤給定，也可以由指定輸入端輸入。二、PID控制功能預置1.目標值的預置PID控制的根本依據是反饋量與目標值之間進行比較的結果。因此，準確地預置目標值是十分重要的。主要由以下兩種方法： （1）面板輸入式：由于目標值通常是一個百分數，所以可由鍵盤直接給定。（2）外接給定式：由外接電位器進行預置，調整較方便。2.PID控制功能參數三菱FR-A540變頻器是通過相關端子功能參數來完成PID控制選擇的。（

9、1）端子功能參數Pr.183：RT端子功能的選擇先將其開關量輸入端口中的一個端口設置為PID控制選擇功能（信號X14），然后，在該端口外接開關，當X14=ON時，執(zhí)行PID控制運行，而當X14=OFF時，為通常的變頻器運行。對于FR-A540系列變頻器，可選擇RT端子（對應參數Pr.183）為PID控制功能選擇端，即設置Pr.183=14。然后，在RT端子外接開關，當RT=ON時為執(zhí)行PID控制，而當RT=OFF時，為通常的變頻器運行。Pr.192：IPF端子功能的選擇。當Pr.192=16時，從IPF端子輸出正反轉信號。Pr.193：OL端子功能選擇。當Pr.192=14時，從OL端子輸出下

10、限信號。Pr.194：FU端子功能選擇。當Pr.194=15時，從FU端子輸出上限信號。（2）運行參數Pr.128，PID動作的選擇。此參數為設定PID正反作用動作的選擇。參數號設定值名稱說明Pr.12810選擇PID控制對于加熱、壓力等控制偏差量信號輸入端子“1”PID負反饋11對于冷卻等控制PID正反饋20對于加熱、壓力等控制測量量信號輸入端子“4”PID負反饋21對于冷卻等控制PID正反饋Pr.129：PID的比例范圍常數設定，設定范圍：0.1%1000%。設定為9999時無比例控制。Pr.130：PID的積分時間常數設定，設定范圍：0.13600s。設定為9999時無積分控制。Pr.134：PID的微分時間常數設定，設定范圍：0.0110s。設定為9999時無微分控制。Pr.131