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九洲電氣高壓變頻器PID閉環(huán)調(diào)節(jié)功能實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化

時(shí)間:2007-07-23 15:42:00來源:hanjuan

導(dǎo)語:?尤其在工業(yè)控制領(lǐng)域,用戶往往要求高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具備良好的閉環(huán)控制能力,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制調(diào)節(jié)。
隨著PowerSmart系列高壓變頻調(diào)速裝置規(guī)模的不斷發(fā)展壯大,用戶現(xiàn)場為了滿足工礦需要,對控制系統(tǒng)的性能要求也在不斷提高。尤其在工業(yè)控制領(lǐng)域,如恒壓供水系統(tǒng),用戶往往要求高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)具備良好的閉環(huán)控制能力,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制調(diào)節(jié)。 根據(jù)公司PowerSmart系列高壓變頻調(diào)速裝置功能特點(diǎn),通過長時(shí)間分析論證,實(shí)現(xiàn)高壓變頻調(diào)速裝置系統(tǒng)穩(wěn)定的閉環(huán)控制可以依靠外圍PLC進(jìn)行過程控制,并通過相關(guān)軟件編程加以實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過一年多不斷實(shí)踐,同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行工礦,也查閱了一些PLC相關(guān)書籍,最終使PowerSmart高壓變頻調(diào)速裝置閉環(huán)功能得以實(shí)現(xiàn)、并得到充分完善。同時(shí)通過在丹陽自來水公司恒壓供水系統(tǒng)應(yīng)用,高壓變頻調(diào)速裝置閉環(huán)功能的穩(wěn)定運(yùn)行得到了充分、有效的驗(yàn)證。 我們知道在過程控制中,按偏差的比例(P)、積分(I)和微分(D)進(jìn)行控制的PID控制器(亦稱PID調(diào)節(jié)器)是應(yīng)用最為廣泛的一種自動(dòng)控制器。它具有原理簡單,易于實(shí)現(xiàn),適用面廣,控制參數(shù)相互獨(dú)立,參數(shù)的選定比較簡單等優(yōu)點(diǎn);而且在理論上可以證明,對于過程控制的典型對象──“一階滯后+純滯后”與“二階滯后+純滯后”的控制對象,PID控制器是一種最優(yōu)控制。PID調(diào)節(jié)規(guī)律是連續(xù)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)品質(zhì)校正的一種有效方法,它的參數(shù)整定方式簡便,結(jié)構(gòu)改變靈活(PI、PD、…)。 長期以來被廣大科學(xué)技術(shù)人員及現(xiàn)場操作人員所采用,并積累了大量的經(jīng)驗(yàn)。但是我們通過大量的現(xiàn)場應(yīng)用調(diào)研,也不得不注意到傳統(tǒng)的PID調(diào)節(jié)應(yīng)用在閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí),會(huì)因?yàn)榉答伭康乃矔r(shí)突變給高壓變頻調(diào)速裝置設(shè)備造成的很大沖擊,這一弊端嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定甚至導(dǎo)致?lián)p壞設(shè)備。 PowerSmart系列高壓變頻調(diào)速裝置的閉環(huán)系統(tǒng)是在借鑒傳統(tǒng)閉環(huán)基礎(chǔ)上,將PID算法(逼近式)與漸進(jìn)式比較算法(做差)溶于一體,這樣使閉環(huán)功能更加穩(wěn)定、可靠,避免了以前因?yàn)楝F(xiàn)場反饋量的突變對設(shè)備造成的沖擊過大而損壞設(shè)備,通過對閉環(huán)采集環(huán)節(jié)的濾波處理,可以減少因擾動(dòng)信號而造成的設(shè)備誤動(dòng)作。通過軟件參數(shù)設(shè)置,可以方便的實(shí)現(xiàn)對閉環(huán)功能的靈活控制。 下面截取了PLC程序中的一小部分,在這里不做詳細(xì)說明。 采用PID控制如下圖: 采用比較算法如下圖: 反饋輸入量采集如下圖: 開閉環(huán)無擾轉(zhuǎn)換回路: 轉(zhuǎn)速自動(dòng)跟蹤回路: 簡單點(diǎn)講本例閉環(huán)功能是依據(jù)下面的開、閉環(huán)平衡公式實(shí)現(xiàn)的,這保證了開環(huán)、閉環(huán)切換前后變頻系統(tǒng)的穩(wěn)定性: PLC程序編寫思路是根據(jù)控制過程系統(tǒng)流程圖實(shí)現(xiàn)的: 通過現(xiàn)場恒壓供水系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用,進(jìn)一步證明了依靠外圍PLC控制參與,并通過PLC相關(guān)軟件編程,完全可以實(shí)現(xiàn)PowerSmart高壓變頻調(diào)速裝置完善的閉環(huán)控制功能,使高壓變頻調(diào)速裝置能夠朝著良好的方向快速發(fā)展。

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