变频恒压供水system调试

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1、 变频水泵恒压供水装置请分析压力调控仪的工作原理，并说明 PID 参数的作用分别是什么？答案：压力调控仪是由数字式压力给定、管网压力变送器反馈信号和数字式 PID 调节器构成的一个压力闭环的调节器。当压力给定值和压力反馈值有偏差时，通过 PID 调节器进行处理，使调节器的输出电流控制-PID 作用：PID 参数影响系统的稳定性及调节精度。比例调节（P）：是一种最简单的控制方式，其输出与输入偏差信号成比例关系。系统一旦出现了偏差，比例环节就立即进行反应来减少偏差。比例调节的作用设置得越大，调节的速度就越快，但比例作用过大时，会使系统的稳定性下降。只采用比例调节时系统的输出将存在稳态误差。积分调节

2、（I）：用于消除系统中的稳态误差，它的输出与输入偏差信号的积分成正比例关系。加入积分调节器能保证系统的静态精度，但积分作用会使得系统的动态响应变慢，若参数选择不当会影响系统的稳定性。（详细介绍：如果系统在进入稳态后存在稳态误差，则称为有差系统，为了消除稳态误差，就要引入“积分”调节。积分作用的强弱取决于积分时间常数的选取，随着积分时间常数的增大，积分作用会增强，即便系统的偏差很小，积分项也会随着时间的增加而积累加大，它推动控制器的输出增大，使稳态误差进一步减小，直到等于零。积分调节经常与其他两种调节器配合，组成比例积分（PI）调节器或者 PID 调节器。微分调节（D）主要反映系统偏差信号的变化

3、率，控制器的输出与输入偏差信号的变化率成正比关系 。适当使用微分，能够减小被控量的超调。（详细介绍：自动控制系统在克服偏差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳，主要原因是由于系统存在有较大的惯性环节或者滞后环节，这类环节具有抑制偏差的作用，但是其变化总是落后于偏差的变化。解决的办法就是增加微分环节，使其抑制偏差作用的变化“超前”产生，即调节器在克服偏差的调节过程中使偏差接近零时，抑制偏差的作用就提前为零。微分调节能预测偏差变化趁势，能产生超迁的控制作用。微分环节不能单独使用，需要与另两种调节结合来完成系统控制需求。（备注：具体实现 PID 调节的方法可分以下几种： 编写程序实现 使用专用的功能指

4、令 使用厂家提供的控制模块 2） 在变频器中实现 PID 调节 3） 使用通用 PID 调节器。1 接线电源输入（11#、12#）-AC100V240V测量信号输入（35#、36#）-从压力变送器来的 420mA 电流信号，要并接 1个 250 电阻。 （电流/电压）控制输出（31#、32#）-420mA 电流输出，接到变频器作为频率给定信号。报警输出 AL1A（7#、8#）-继电器常开触点，接到 PLC压力变送器量程为 01.0MPa 安装在水泵出水口的关管道上，管网压力通过压力变送器输出 420mA 电流信号送到 PXR5 的输入端，作为反馈值。2 参数的设置PXR5 调节器的参数分三组，

5、可以根据不同要求分别设置。设置基本方法： 首先操作面板上有 3 个键：SEL 选择键、；其中 SEL 选择键，用于选择参数组、确认参数值的读入和修改及返回工作状态； 、键为增大与减小键，用于选择参数及改变参数值。 按住 SEL 选择键保 1 秒（2 秒、3 持秒） ，就可以分别进入第一组（或第二组，第三组）参数的设定状态。 使用或者键可以在本组参数中选择需要设置的参数并进行修改。当该组参数设置完成后， 按 SEL 选择键 2 秒钟，就可返回工作状态。显示面板上 PV 为输入测量值，实时显示从压力边送器输入到 PID 调节器的实际压力值，SV 为压力给定值，可以随时用操作面板上的或者键直接进行修

6、改，修改后等 3 秒钟该给定值即自动保存。本例中需要设置的参数：（1） 运行控制参数 Stby（第一组）参数 Stby 可以使仪表在控制待机状态和控制运行状态（即工作状态）之间切换。设置 Stby=OFF 为运行状态，控制及报警功能正常进行，在此状态下也通过SEL 键进入参数设定状态。（2） 报警动作模式 ALM1（第二组）及报警动作值 AL1、A1-L、A1-H（第一组）先用报警动作模式 ALM1 设置报警类型，有 31 种报警方式，可通过对参数 ALM1 设置不同的报警代码来指定。报警代码分标准报警代码和双报警代码。标准报警代码-超过设定值时报警输出触点接通， （绝对值报警模式） ；或当测

7、量值超过给定值 SV 一定的偏差时报警输出触点接通。 （偏差报警模式）双报警模式-超过高限或者地限时（高/低限报警模式）或者超出 SV 的上、下偏差时（带报警模式）报警触点动作。标准报警模式式中只用到 AL1 一个参数，而双报警模式要用到参数 A1-L 和 A1-H 来分别设定低限（下偏差）和高限（上偏差） 。本例是采用的报警方式是上偏差报警，故设置参数 ALM1=5。然后设定偏差值AL1=10（10%） ，即报警输出动作是在实际管网压力（PV 值）超出给定值 SV 的 10%时发生。（3） 控制方式参数 CTrL（第二组）可设置 3 种控制方式：PID 控制、模糊控制及 PID 自整定方式。

8、本例选用 PID 控制方式，因此设置 CTrL=PID。设置 CTrL=PID 后应继续设置 P、I、D 参数值（第二组） 。备注：需要注意的是，在专用的 PID 调节器中，比例增益的大小常常是通过“比例带”来进行调节的（PXR5 中既是） 。所谓比例带：就是按比例放大的区域，用 P 表示（等于 KP的倒数， ）即 P=KP/1。比例增益KP越大，而对应的比例带（P）却越小，调节作用响应快，超调量大。本实例中只使用 PI 控制，没使用微分控制，设置参数 D=0，参数 P 和 I 在调试中整定。（4） 输入信号代码 P-n2（第二组）PXR 系列温度控制器允许使用热电阻或者热电偶测量温度，也可以

9、直接输入 15V 直流电压和 420mA 直流。电流输入，因此设置 P-n2=16。（5） 小数点位置设定 P-dp（第二组）当输入类型设定为 420mA 电流后，仪表已规定显示形式为百分数，显示范围为0%100%，即显示为 0100。显示 1 即代表 420mA 量程的 1%。由于输入电流是由压力变送器输出的，压力变送器量程为 01Mpa，对应输出 420mA 电流，则 量程的 1%就对应 0=0.01Mpa。而压力 1Mpa 对应为 10.24kg/cm2的压力值。则0.01Mpa 就近似为 0.1kg/cm2,因此小数点设置 1 位，即参数 P-dp=1，这样当显示 1%时显示的形式就变

10、为 0.1，可近似看作为 0.1kg/cm2的压力值。（6） SV 设定范围 Sv-L 和 Sv-H（第三组）参数 Sv-L 和 Sv-H 分别用于指定给定值设定范围的下限和上限。当在参数 P-n2 中设定输入信号种类是 420mA 电流时，已规定 SV 和 PV 显示的单位是百分比，显示范围为 0%和 100%，因此 Sv-L 和 Sv-H 的数值范围必须在 0100。本例要求压力值在 01Mpa 之间可任意给定，因此设置 Sv-L=0，Sv-H=100，使 SV 设定范围为 0%100%。二 根据工艺流程和梯形图，说明如何控制电动机启动、停止、自动与检修等程序。首先应该了解系统：在本系统中

11、设有运行和检修两种工作状态，由选择开关 S01 决定，此检修开关安装在控制内的，当 S01 转到运行位置时，系统可由 PLC 控制电动机自动运行；当 S01 转到检修位置时，电动机不再受 PLC 控制，由检修工以手动操作。自动状态： 上电时，输出 Y0，对变频器复位 2S（用 M10 自保，2S 后切断） 。按启动按钮 X0，在复位已完成、变频器无故障时输出 Y5，接通变频器电源KM10，在选择开关 S02 为“自动” （ON）的情况下进入步进初始状态 S1，先接通Y6（KM1）使 1#泵电源由变频器提供，再延时 1S 后输出 Y4，即 KA1=ON，变频器正（F=ON、MRS=OFF） 。以

12、后就自动根据压力情况对 3 台泵进行控制。按停止按钮 X1，切断 Y5 自锁，即断开变频器电源，同时退出步进流程，将所有状态元件复位，停止所有水泵电动机的运行。变频器发生故障时，变频器的报警输出继电器触点 A、C 接通，PLC 输入继电器 X2接通，除了进行与停止相同的操作之外，还输出 Y14 进行声光报警。在手动检修时，将选择开关 S02 转为 OFF（手动状态） ，则程序与停止时进行同样的操作，即退出步进流程，停止所有泵的运行，切断变频器电源。然后将检修开关 S01 转到检修位置，PLC 输出端子的电源全部切断，由手动操作开关 SA1、SA2、SA3 分别接通接触器 KM1、KM12、KM

13、13 以选择 1#、2#33 泵通 2 运行。3 根据工艺流程和梯形图，说明三台水泵从变频器到工频之间切换关系？首先：在程序中，使用辅助继电器 M0 和 M1 作为切换标志，其中 MO 为水泵由变频运行切换到工频运行的转换条件，它在变频器输出频率已达到频率的上限但是实测压力仍未达到给定值时有效。M1 为切断工频运行的水泵转换条件，它在变频器输出频率已低于频率下限但实测压力仍高于给定值时有效。M0-从变频切换到工频信号（1 台泵变为 2 台泵）频率到上限但压力仍不够时产生，M1-切除工频泵信号（2 台泵变为 1 台泵）频率到下限但是压力仍高时产生 ， 2 3 台泵轮流工作：3切换过程中的延时：（

14、1） 切换信号 M0、M1 从满足条件到发出切换信号要延时 10S，在这 10S 中若切换条件不符合就撤销计时，以避免频繁切换水泵。（2） 1 台泵切换到 2 台泵的过程：M0 信号发出后，立即进入下一状态，切断 Y4（KA1）使变频器一方面停车，输出电压和频率按下降时间减小；另一面禁止输出，使电动机按惯性自由减速不至于降速太快，避免在切换到工频时产生较大的冲击电流。延时 1S 后断开变频器与电动机之间的接触器，接通电动机与电网之间的接触器，使电动机为工频运行，进入下一状态。再延时 5S 使变频器的输出电压和频率和频率足以下降到零后接通下一台泵与变频器之间的接触器，再延时 1S 输出 Y4，接

15、通 KA1 启动变频器，下一台泵为变频运行。（3） 2 台泵切换到 1 台泵的过程M1 信号发出之后，立即进入下一状态，切断工频运行的泵，变频运行的泵仍继续运行。具体参见本资料附图：（备注）：详介绍自动状态工作过程；当 S01 在运行位置，且操作面板上的“自动/手动”选择开关 S02 选择自动时，电动机由 PLC 控制。此时，PXR-5 调节器中已设置了压力给定值，管网压力由安装在水泵出水口主管道上的 PB-DA-2YA 变频器专用压力变送器以 420mA 电流的形式送到 PXR-5 调节器的35、36 端子上，在这两个端子上并联了 1 个 250 的电阻，因此 420mA 电流被转换为15V

16、 电压被作为反馈量输入到调节器中。在 PXR-5 处于工作状态时，此反馈量与给定值进行比较，比较后的偏差值经 PI 运算后向变频器输出 420mA 电流形式的频率给定信号。但变频器的工作状态由 PLC 控制，PLC程序运行的初始状态时变频器已被复位。未启动之前，中间继电器 KA1 未吸合，变频器控制输入端 STF=OFF，MRS=ON，变频器处于停止输出的待机状态。当按下启动按钮 SB1 后，PLC 输出 Y5=ON，接触器 KM10 吸合，变频器电源接通，在S02 选择“自动”的条件下，PLC 的输入继电器 X3=ON，控制程序进入 3 台水泵轮流切换运行的顺序控制流程，输出 Y6=ON，KM1 吸合，1 号泵电动机接到变频器输出端 U、V、W 上。延时 1S 后 Y4=