富士變頻器水泵恒壓控制原理（富士變頻器恒壓供水系統(tǒng)）

比例常數(shù) (F88),: 用于設(shè)定 PI 比例常數(shù)，影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性,積分時(shí)間 (F89),: 積分作用使得系統(tǒng)更穩(wěn)定，但過大可能導(dǎo)致響應(yīng)遲鈍,富士變頻器的恒壓供水系統(tǒng)通

富士變頻器水泵恒壓控制原理

PID 控制原理

• PID 控制器由比例 (P)、積分 (I) 和微分 (D) 三個(gè)部分組成，用于調(diào)節(jié)輸出以達(dá)到設(shè)定的目標(biāo)值.
  • 比例 P 控制: 調(diào)節(jié)量與誤差成比例輸出，一對(duì)一對(duì)的關(guān)系，但誤差不會(huì)完全消除。
  • 積分 I 控制: 調(diào)節(jié)量與誤差的時(shí)間積分成比例輸出，在誤差為零時(shí)輸出趨于恒定。
  • 微分 D 控制: 調(diào)節(jié)量與誤差的變化率成比例輸出，有助于快速響應(yīng)誤差變化。
  • PI 控制: 結(jié)合比例和積分控制，根據(jù)偏差及其持續(xù)時(shí)間生成控制信號(hào)。

變頻器與壓力傳感器的配合

• 單泵閉環(huán)控制: 利用變頻器與壓力傳感器實(shí)現(xiàn)單泵閉環(huán)恒壓供水控制系統(tǒng).
  • 壓力傳感器類型: 通常使用電流型 (4~20 mA) 或電壓型。
  • PID 實(shí)現(xiàn): PID 功能可內(nèi)置在變頻器中或作為一個(gè)獨(dú)立的外部組件。

參數(shù)設(shè)定

• 調(diào)試方法: 為了達(dá)到最佳性能，需要經(jīng)過反復(fù)調(diào)試。
  • 對(duì)象特征: 包括最大供水壓力、用戶所需的恒定壓力等。
  • 示例: 考慮一個(gè)需要恒壓供水改造的小區(qū)，要求管道最大供水壓力為11 kPa (對(duì)應(yīng)傳感器輸出電流為20 mA)，最小供水壓力為1 kPa (對(duì)應(yīng)輸出電流為4 mA)，用戶期望的恒定供水壓力為5 kPa。
  • PID 設(shè)定值: 通過計(jì)算確定 PID 的設(shè)定值，確保在最大供水壓力時(shí)傳感器輸出最大電流，在最小壓力時(shí)輸出最小電流。
    • 傳感器輸出電流 (Iset) 正比于用戶所需的恒定供水壓力。
      • $Iset = \frac{8 \text{ mA}}{10} \times 5 = 4 \text{ mA}$ (示例中的計(jì)算有誤，正確計(jì)算應(yīng)為8 mA)
  • 比例常數(shù) (F88): 用于設(shè)定 PI 比例常數(shù)，影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度和穩(wěn)定性。
  • 積分時(shí)間 (F89): 積分作用使得系統(tǒng)更穩(wěn)定，但過大可能導(dǎo)致響應(yīng)遲鈍。

調(diào)試過程

• 系統(tǒng)穩(wěn)定性的調(diào)整:
  • 微調(diào) F84 使實(shí)際壓力接近設(shè)定值。
  • 逐漸增大 F88，直到系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定振蕩，然后回調(diào)以找到最佳值。
  • 減小 F89 的值，以確保系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)振蕩。
  • 觀察系統(tǒng)響應(yīng)是否過于遲鈍，可以通過減小變頻器的加減速時(shí)間來改善。

其他設(shè)定

• 輸出切換與故障輸出:
  • 通過設(shè)定頻率水平檢測(cè) (FDT) 值，當(dāng)輸出頻率高于設(shè)定值時(shí)，輸出集電極開路 Y1 有效。
  • 設(shè)定 F68 控制變頻器在故障時(shí) Y 端子輸出有效，實(shí)現(xiàn)報(bào)警或保護(hù)電路。

總結(jié)

富士變頻器的恒壓供水系統(tǒng)通過 PID 控制器結(jié)合變頻器和壓力傳感器實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，能夠根據(jù)設(shè)定的壓力目標(biāo)自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，確保供水壓力的恒定。通過精心調(diào)試 PID 參數(shù)和其他相關(guān)設(shè)定，可以優(yōu)化系統(tǒng)性能并提高效率。

參考文獻(xiàn)