关于变频器PID 调节的一些总结及说明

关于变频器PID 调节的一些总结及说明变频恒压供水设备的基本要求是保持供水管道内的压力恒定，系统的工作过程如下：假设：P 为目标信号（设定压力值或预设给定值），F 为压力变送器的反馈信号则：变频器的输出频率fx 的大小由合成信号（F、P）决定。如果压力反馈信号F 超过了目标值P，即F > P → （P – F）< 0 → 变频器的输出频率fx ↓ → 电动机的转速nx ↓ → 管道的压力F ↓ → 直到与所需求的目标压力相符（F ≈ P）为止。

反之，如果管道的压力值F 低于目标值P，即F < P →（P – F）> 0 → 变频器的输出频率fx ↑ → 电动机的转速nx ↑ → 管道的压力F ↑ → 直到与所需求的目标压力相符（F ≈ P）为止。

上述的工作过程存在着一个矛盾：一方面，我们要求供水管道内的实际压力应无限的接近目标压力，就是说P –F → 0 ；另一个方面，变频器的输出频率fx 又是由F 与P 相减的结果来决定的，可以想象，如果我们把（P –F）直接作为给定信号的话，系统将是无法工作的。

解决上述矛盾的方法是：将（P – F）进行放大后，再作为频率给定信号：G = KP(P –F)在该表达式中，由于G 是（P – F）成正比的放大的结果，故称为比例放大环节，显然KP 越大，则（P – F）= G/ KP 越小，F 越接近P。

这里要说明一下，F 只能是无限接近于P，却不能等于P。就是说P 与F 之间总会有一个差值。也就是我们常说的静差用（ε）表示，不用说，静差值应该越小越好。显然，比例增益（KP））越大，静差值（ε）越小。因此，我们都是直接预置比例增益（KP）的。但是，比例增益的引入，又出现了新的矛盾，为了减小静差，我们会尽量的增大比例增益，但由于系统有惯性，因此比例增益（KP））太大了，又容易引起被控量（压力）忽大忽小，形成振荡。

引入积分环节的目的是：

（1）使给定信号G 的变化与乘积KP(P – F) 对时间的积分成正比，意思是说，尽管KP(P – F) 一下子增大或减小了许多，但是G 只能在“积分时间”内逐渐的增大或减小，从而减慢了G 的变化速度，防止了振荡。积分时间越长，G 的变化越慢。

（2）只要偏差不消除（P – F）≠ 0 积分就不会停止，从而能有效的消除静差。因为积分环节是在比例增益较大时用于防止振荡的故两者总是同时应用而称为PI 调节。但是积分时

间太长，又会发生被控量（供水管道的压力）急剧变化时，难以迅速恢复的情况，也就是说当管道内的压力发生急剧的降低或增高时KP(P – F) 一下子增大或减小许多，但是G 只能在积分时间内逐渐的增大或减小。所以，变频器的输出频率fx 也只能在积分时间内变化，积分时间越长，fx 的变化越慢，也就是说变频器的反应速度越慢。

变频器中的PI 调节功能的预置：

（1）预置PI 功能，预置的内容是：变频器的PI 功能是否有效。这是十分重要的，因为变频器的PI 调节功能有效后，许多功能将发生变化，主要有：

a、升降速过程将完全取决于P、I 数据所决定的动态响应过程，而原来预置的“升速时间和降速时间”将不在起作用。

b、频率给定输入端输入的将不在是频率给定信号，大多数的变频器变成为目标给定信号。（2）目标值的预置，PI 调节的根本依据是反馈量与目标值之间进行比较的结果。因此准确的预置目标是十分重要的，主要有以下两种方法：

a、面板输入式。只需要通过键盘输入目标值即可（我们最常用的方式）目标值的确定方法通常是：目标压力与压力传感器量程之比的百分数。例如，供水管道的压力为0.3MPa（目标压力值）所用的压力表的量程是0 ~ 1.0 MPa .则目标值设定为30%（0.3MPa ）。

b、外接给定方式：由外接电位器进行预置，调节起来比较方便。

（3）当变频器按照PI 调节器规律运行时，有两个特点需要注意：

a、变频器的输出频率fx 只能根据供水管道的实际压力（F）与目标压力值（P）比较后的结果进行调整，所以，频率的大小与被控量（压力）之间并无对应关系

b、变频器的输出频率fx 始终处于调整状态，因此其数值常不稳定。

调节PID 功能的经验口诀参数整定找最佳从小到大顺序查

先是比例后积分最后再把微分加

曲线振荡很频繁比例盘度要放大

曲线漂浮绕大弯比例盘度往小调

曲线偏离回复慢积分时间往下降

曲线波动周期长积分时间再加长

曲线振荡频率快先把微分降下来

动差大来波动慢微分时间应加长

理想曲线两个波前高后低4 比1

一看二调三分析调节质量不会低