PID控制器是目前機電,冶金,機械,化工等行業應用Zui廣泛的工業控制器。通過變頻器有兩種PID控制方式:一種是變頻器的內置PID控制功能,給定的信號通過面板或變頻器的端子輸入,反饋信號反饋給控制端。PID在變頻器內部進行。調整以改變輸出頻率;另一種是使用外部PID控制器將給定量與反饋量進行設定,并將其作為控制信號輸出到變頻器的控制端。
一、PID控制框圖
二、PID控制概述
在自動控制中,一般P(比例)、I(積分)、D(微分)不單獨使用。常使用PI控制、PD控制和PID控制等組合控制方式。
1)PI控制
P動作控制并不能完全消除偏差。為了消除殘留偏差,一般使用PI控制,即 P+I的運算之和。用PI控制時,能消除由改變目標值和偏差。
2)PD控制
為使P動作的振蕩衰減和系統穩定,可用PD控制,即P和D運算之和。換言之,PD控制適用于過程本身沒有制動作用的負載。
3)PID控制
PID控制是利用PI控制和PD控制的優點組合成的控制。PID運算是P、I和D三個運算的總和,可獲得無偏差、精度高和系統穩定的控制過程。
① 負作用:當偏差X(目標值一測定值)為正時,增加執行量(輸出頻率);如果偏差為負,則減小執行量。
② 正作用:當偏差X(目標值-測定值)為負時,增加執行量(輸出頻率);如果偏差為正,則減小執行量。
三、反饋信號的接入方法
1)給定輸入法:變頻器在使用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。
四、PID調節功能的預設
1)預設PID調節功能
預設的內容是變頻器的PID調節功能是否有效。變頻器的PID調節功能有效后,其加/減速過程將完全取決于由P、I、D數據決定的動態響應過程,而原來預設的“加速時間”和“減速時間”將不再起作用。
2)目標值的預設
PID調節的根本依據是反饋量與目標量之間進行比較的結果。因此,準確地預設目標值是很重要的,主要有以下兩個方面。
① 面板輸入式:只需通過鍵盤輸入目標值即可。目標值通常是被測量實際大小與傳感器量程之比的百分數。例如,空氣壓縮機要求的壓力(目標壓力)為6MPa,所用壓力表的量程是0~10Mpa,則目標值為60%。
② 外部給定式:由外接電位器進行預設,調節較方便。
五、變頻器按P、I、D調節規律運行時的特點
1)變頻器的輸入頻率只根據實際數值與目標值的比較結果進行調整,與被控量之間無對應關系。
2)變頻器的輸出頻率始終處于調整狀態,其數值常不穩定。
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