變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用管理論文

1、變頻器閉環(huán)控制系統(tǒng)應(yīng)用管理論文1引言 交流變頻調(diào)調(diào)速技術(shù)以其卓越的調(diào)速性能、顯著的節(jié)電效果以及在國民經(jīng)濟領(lǐng)域的廣泛適用性，已被公認為是一種最有前途的調(diào)速方式。在能源日益緊張的今天，變頻器作為交流調(diào)速的一種主要手段，在工業(yè)生產(chǎn)中取得越來越廣泛的應(yīng)用。本文介紹的閉環(huán)恒壓供水系統(tǒng)采用三墾SAMCO-vm05型變頻器實現(xiàn)，詳細敘述了其實現(xiàn)閉環(huán)控制的內(nèi)藏PID功能主要參數(shù)設(shè)置及閉環(huán)調(diào)試方法。 2閉環(huán)供水系統(tǒng)的原理 該閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用于工廠的生產(chǎn)用水，其目的是向車間提供連續(xù)的水壓穩(wěn)定的水。圖1是供水系統(tǒng)框圖。它主要由變頻控制箱、超壓排流閥、液位傳感控制器、壓力傳感器等組成。 系統(tǒng)中，1#泵為恒速泵，2#泵為變

2、頻調(diào)速泵。正常工作時，由1#泵抽取河水，經(jīng)凈化后直接供生產(chǎn)車間，由于1#水泵供水量總大于車間用水量，因此設(shè)置了超壓排流閥，當管道水壓超過設(shè)定水壓時，排流閥開始工作，多余的凈化水被排到水池中，當水池水位到達水位上限時，系統(tǒng)控制1#泵停機，同時啟動2#泵，由變頻器控制2#泵向車間供水，當水池水位下降到水位下限時，2#泵停止工作，1#泵啟動運行，如此循環(huán)。 3變頻器閉環(huán)控制 變頻器用于2#泵的控制，即在抽取水池水時，根據(jù)用水管網(wǎng)壓力的變化，通過變頻器實現(xiàn)自動跟蹤來調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，保持用水管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。三墾通用變頻器SAMCO-vm05為用戶實現(xiàn)閉環(huán)控制提供了內(nèi)藏的PID功能，它能將外部變送器輸入

3、的模擬信號(420mA、05V、010V)反饋輸入到變頻器，并取得與變頻器設(shè)定頻率指令之間的偏差，進行P(比例)、I(積分)、D(微分)控制，從而使負載一側(cè)的動作跟隨指令值的變化而改變。 3.1硬件原理 閉環(huán)控制的硬件原理如圖2所示。壓力傳感變送器將管網(wǎng)水壓信號轉(zhuǎn)變成420mA電流信號作為反饋輸入到變頻器的IRF/VRF2端子，外部壓力設(shè)定器將指定的壓力(01.0Mpa)轉(zhuǎn)變?yōu)?10V電壓信號輸入到變頻器VRF1端子。變頻器根據(jù)給定值與反饋值的偏差量進行PID控制，輸出頻率控制電機的轉(zhuǎn)速，從而使系統(tǒng)處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，管網(wǎng)水壓保持恒定。 3.2閉環(huán)控制的相關(guān)功能代碼與參數(shù) 變頻器的功能參數(shù)很多

4、，這里只介紹與PID閉環(huán)控制相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，需要說明的是SAMCO-vm05型變頻器內(nèi)部PID控制采樣周期Ts為10ms。 Cd071=3內(nèi)藏PID控制模式 Cd120=5反饋信號為420mA電流輸入 Cd002=3給定信號為010V電壓輸入 Cd122=0.00100.00PID控制比例增益 Cd123=0.00100.00PID控制積分增益 Cd124=0.00100.00PID控制微分增益 Cd125=1500反饋輸入濾波時間常數(shù) 3.3設(shè)定值和反饋值的頻率變換 在利用外部模擬信號作為設(shè)定值或反饋值時，輸入模擬信號最小值(0V或4mA)時頻率(偏置頻率)和最大值(5V或10V或20mA時

5、的頻率(增益頻率)須根據(jù)其F-V特性(或F-I特性)來設(shè)定。 (1)設(shè)定值的頻率變換 外部壓力設(shè)定器將壓力01.0MP變換成電壓信號010V輸入到變頻器VRF1端子，其F-V特性如圖3。因此: 偏置頻率cd054=0.0Hz 增益頻率cd055=50.0Hz (2)反饋量的頻率變換 壓力傳感器將管網(wǎng)壓力01.0MP變換成電流信號420mA輸入到變頻器IRF/VRF2端子，其F-I特性如圖4。因此:偏置頻率cd062=-12.5Hz 增益頻率cd063=50.0Hz 3.4閉環(huán)調(diào)試步驟與方法 首先，將變頻器設(shè)在開環(huán)運行模式，檢測壓力傳感變送器反饋信號是否正常; 根據(jù)傳感變送器的P-I特性和變頻器

6、的F-I特性求出反饋量的偏置頻率cd062和增益頻率cd063; 根據(jù)外部壓力設(shè)定器的P-V特性和變頻器的F-V特性，求出設(shè)定值的偏置頻率cd054和增益頻率cd055; 設(shè)置負載電機可驅(qū)動的最高頻率cd007和最低頻率cd008，本系統(tǒng)中設(shè)置cd007=50Hz，cd008=15Hz; 設(shè)置cd071=3為內(nèi)置PID控制模式; 增加cd122單元的比例增益直至系統(tǒng)開始振蕩，然后取振蕩時的增益的1/2來設(shè)定; 增加cd123單元的積分增益直至系統(tǒng)開始振蕩，然后取振蕩時的增益的1/2來設(shè)定; 微分增益在以壓力、流量為對象的控制系統(tǒng)中，由于滯后不大，一般設(shè)置為0; 濾波時間常數(shù)cd125單元的值根

7、據(jù)實際情況來調(diào)整，以消除信號傳輸過程中的干擾。 4故障處理 4.1變頻器故障 無論是從冗余設(shè)計原則還是從系統(tǒng)實際應(yīng)用環(huán)境考慮，在變頻器發(fā)生故障時都要求不間斷供水。 在本系統(tǒng)中，當變頻器突然發(fā)生故障，變頻自動運行系統(tǒng)自動停水并報警，然后2#泵進入工頻運行，當然工頻運行時，管網(wǎng)壓力不能自動控制，只能作為短時應(yīng)急工作方式。 4.2水位檢測故障 水池的水位信號采用浮子式液位控制器檢測，為防止液位控制器失靈，對水池低水位采用雙下限兩路觸點控制，當?shù)谝粋€水位下限觸點故障時，變頻器系統(tǒng)設(shè)有正常停機，待水位達到第二個下限(比第一下限水位略低)，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時停止2#變頻泵，啟動1#工頻泵。 5結(jié)束語

8、在供水系統(tǒng)中采用變頻調(diào)速運行方式，可根據(jù)用戶實際用水量的變化自動調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，保持壓力穩(wěn)定，實現(xiàn)恒壓供水，并且能節(jié)約能源，延長設(shè)備使用壽命，減輕工人勞動強度。 三墾通用變頻器SAMCO-vm05型及SAMCO-i型為用戶提供的PID控制功能，其硬件輸入端子設(shè)置靈活，適用于各種傳感器。軟件參數(shù)設(shè)置方便，且提供了反饋量的數(shù)字濾波功能，適合于溫度、壓力或流量為控制對象的閉環(huán)系統(tǒng)中。 目前，該系統(tǒng)已投入運行使用，性能穩(wěn)定可靠，節(jié)能效果明顯，具有一定的先進性。 參考文獻 1張燕賓.SPWM變頻調(diào)速應(yīng)用技術(shù)M.北京:機械出版社,1997. 2趙秀菊.單片微機與測控技術(shù)M.南京:東南大學(xué)出版社,199

9、6. 3SANKEN電氣株式會社.SAMCO-vm05變頻器使用說明書D.2002.4 1、最靈夢想是一個天真的詞，實現(xiàn)夢想是個殘酷的詞。21.2.262.26.202109:3809:38:302月-2109:382、只有收獲，才能檢驗耕耘的好處；只有貢獻，方可衡量人生的價值。二二一二二一年二月二十六日2021年2月26日星期五3、不要放棄，你要配的上自己的野心，也不要辜負了所受的苦難。09:382.26.202109:382.26.202109:3809:38:302.26.202109:382.26.20214、找一個理由，否認憂傷，笑容就會燦爛到無所不在。2.26.20212.26.2

10、02109:3809:3809:38:3009:38:305、成功與不成功之間有時距離很短只要后者再向前幾步。二月 21星期五, 二月 26, 20212/26/20216、只要努力抬起你的雙腳，勝利將屬于你。9時38分9時38分26-2月-212.26.20217、青春如此華美，卻在煙火在散場。21.2.2621.2.2621.2.26。2021年2月26日星期五二二一二二一年二月二十六日8、真正沒有資格談明天的人，是那個不懂得珍惜今日的人。09:3809:38:302.26.2021星期五, 二月 26, 20211、你始終不屬于我，屬于我的只是我自己。21.2.262.26.202109

11、:3809:38:302月-2109:382、一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。二二一二二一年二月二十六日2021年2月26日星期五3、你是唯一的，你是十分獨特的，你就是你生命中的第一名。09:382.26.202109:382.26.202109:3809:38:302.26.202109:382.26.20214、要跟成功者有同樣的結(jié)果，就必須采取同樣的行動。2.26.20212.26.202109:3809:3809:38:3009:38:305、我們的生命，就是以不斷出發(fā)的姿勢得到重生。二月 21星期五, 二月 26, 20212/26/20216、只要站起來

12、的次數(shù)比倒下去的次數(shù)多，那就是成功。9時38分9時38分26-2月-212.26.20217、自知之明是最難得的知識。21.2.2621.2.2621.2.26。2021年2月26日星期五二二一二二一年二月二十六日8、勇氣通往天堂，怯懦通往地獄。09:3809:38:302.26.2021星期五, 二月 26, 20211、最靈繁的人也看不見自己的背脊。21.2.262.26.202109:3809:38:302月-2109:382、最困難的事情就是認識自己。二二一二二一年二月二十六日2021年2月26日星期五3、有勇氣承擔命運這才是英雄好漢。09:382.26.202109:382.26.202109:3809:38:302.26.202109:382.26.20214、與肝膽人共事，無字句處讀書。2.26.20212.26.202109:3809:3809:38:3009:38:305、閱讀使人充實，會談使人敏捷，寫作使人精確。二月