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三菱變頻器在PID功能應(yīng)用中的補(bǔ)充說(shuō)明

三菱電機(jī)自動(dòng)化（上海）有限公司工業(yè)控制部李昉

　　在制造供/排水設(shè)備時(shí)選用三菱變頻器后常會(huì)用到PID功能，技術(shù)使用手冊(cè)中對(duì)其已有較詳細(xì)的說(shuō)明。而各人對(duì)該功能的理解有所不同，主要體現(xiàn)在：機(jī)型選用、功能選擇、方向確定、設(shè)定值定義、上/下限作用及PID參數(shù)的調(diào)整等。這里從以往的實(shí)際應(yīng)用中作些簡(jiǎn)單歸納，就算是產(chǎn)品資料的補(bǔ)充，以方便用戶能在較短時(shí)間內(nèi)理解并簡(jiǎn)便完成該功能的調(diào)試。

1、問(wèn)：　　哪些三菱變頻器具有PID控制功能，它們之間有何區(qū)別？

　　答：　　目前所有三菱變頻器均有PID（單泵）控制功能，產(chǎn)品系列有：A500、F500、F500J、F700、V500、E500、S500。其中F500J、F500和F700為風(fēng)機(jī)水泵專用型產(chǎn)品，而F500和F700（0.75-55kW）還具先進(jìn)PID控制功能，即有多泵切換功能（*多4臺(tái)）。電氣原理圖和具體操作方法可參閱各產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的使用手冊(cè)。

2、　問(wèn)：　　供測(cè)量用的傳感器如何選用？

　　　答：　　在A500、F500L（55kw以上）、F500J、E500、S500中，只可選用電流型（4-20mA）傳感器；F700中可選用電流（4-20mA）及電壓型（0-5V、0-10V）傳感器；在F500（0.75-55kW）中，若采用先進(jìn)PID控制（多泵切換）功能的話，二種類型的傳感器均可選用，區(qū)別是電壓型傳感器的輸出接至變頻器的1號(hào)端子；而在V500中只能選用電壓型傳感器。

3、　問(wèn)：　　如何使變頻器進(jìn)入PID控制模式？

　　　答：　　該過(guò)程中的具體操作方法對(duì)應(yīng)各系列產(chǎn)品有所差異：除E500外，以上其它系列變頻器中均可在未使用的輸入端子中重新定義一個(gè)PID使能端，即該端子接通為PID控制方式，而斷開(kāi)為普通的V/F控制方式，例如：RL輸入端子未作他用時(shí)，可設(shè)其為X14，即P180=14（用于A500、F500、F700和V500）或P60=14（用于F500J和S500）；而在E500中則通過(guò)設(shè)定參數(shù)P128來(lái)確定運(yùn)行模式，P128=0為普通的V/F控制方式，P128=20或21為PID控制方式。因此對(duì)需要經(jīng)常進(jìn)行二種模式切換的場(chǎng)合，建議選用E500以外的產(chǎn)品。

4、　問(wèn)：　　在PID控制模式中，有些變頻器既有檢測(cè)信號(hào)輸入，也有偏差值的輸入，該如何區(qū)別和使用？

　　　答：　　由變頻器完成偏差值=設(shè)定值-測(cè)量值過(guò)程時(shí)應(yīng)將測(cè)量傳感器接于4號(hào)端子（A500、F500、F500J、F700、E500和S500）；若該運(yùn)算過(guò)程（虛線框）由變頻器以外的專用設(shè)備完成（設(shè)定值的設(shè)置和測(cè)量傳感器的輸入及偏差值運(yùn)算結(jié)果）時(shí)，則只需將偏差值輸出端接于1號(hào)端子（A500、F500和F700）。另外在V500中，無(wú)論測(cè)量信號(hào)還是偏差信號(hào)均接于1號(hào)端子，僅以參數(shù)內(nèi)容予以區(qū)別。一般如無(wú)特別需要，為簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，用變頻器完成偏差值運(yùn)算的做法居多。

5、　問(wèn)：　　怎樣確定PID動(dòng)作方向，換言之在哪些場(chǎng)合用正動(dòng)作或反動(dòng)作？

　　　答：　　這是整個(gè)調(diào)試過(guò)程的**步，是非常關(guān)鍵的，必須根據(jù)所處行業(yè)的系統(tǒng)要求準(zhǔn)確選定。一般來(lái)說(shuō)，在供水、流量控制、加溫時(shí)應(yīng)為反作用，通俗講，測(cè)量值（水壓、液體流量、溫度）升高時(shí)，應(yīng)減小執(zhí)行量，反之則應(yīng)增大執(zhí)行量。而在排水、降溫時(shí)為正作用，測(cè)量值（水壓、溫度）升高時(shí)，應(yīng)增大執(zhí)行量，反之則應(yīng)減小執(zhí)行量。

　　　　　　　　
6、　問(wèn)：　　設(shè)定值應(yīng)如何定義，其作用是否與調(diào)節(jié)電機(jī)速度有關(guān)？

　　　答：　　在該項(xiàng)目中，個(gè)別用戶容易將其與V/F方式時(shí)的速度設(shè)定混淆，在PID方式中，它指的是對(duì)測(cè)量值全范圍中確定一個(gè)符合現(xiàn)場(chǎng)控制要求的一個(gè)數(shù)值，并以該數(shù)值為目標(biāo)值，使系統(tǒng)*終穩(wěn)定在此值的水平上或范圍內(nèi)，并且越接近越好。例如，在供水系統(tǒng)中所選用傳感器的測(cè)量范圍是0-1Mpa,而需保持0.7MPa的壓力,　因此0.7Mpa就是設(shè)定值，它可用模擬量給定，即在外部操作模式時(shí)2、5號(hào)端子間施加對(duì)應(yīng)的電壓（5V*70%=3.5V）；也可在參數(shù)中給定，令P133=70%（**于PU和PU/EXT模式下有效）。當(dāng)系統(tǒng)未達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，電機(jī)以上限速度（P1）運(yùn)行，而達(dá)到或超過(guò)設(shè)定壓力時(shí)，電機(jī)降速或停止運(yùn)行，所以它與電機(jī)運(yùn)行速度的設(shè)定無(wú)關(guān)。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

7、　問(wèn)：　　PID參數(shù)究竟應(yīng)如何確定，取什么值為恰當(dāng)？

　　答：　　因各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征不同，況且也很難計(jì)算出PID準(zhǔn)確數(shù)值，故而需對(duì)變頻器中默認(rèn)的PID參數(shù)進(jìn)行再調(diào)整。為調(diào)試簡(jiǎn)便起見(jiàn)，一般在供排水、流量控制中只需用P、I控制即可，D參數(shù)較難確定，它容易和干擾因素混淆，在此類場(chǎng)合也無(wú)必要，通常用在溫度控制場(chǎng)合。PI參數(shù)中，P是*為重要的，定性的講，由于P=1/K，所以P越小系統(tǒng)的反應(yīng)越快，但過(guò)小的話會(huì)引起振蕩而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定，它起到穩(wěn)定測(cè)量值的作用。而I是為了消除靜差，即使測(cè)量值接近設(shè)定值，原則上不宜過(guò)大。試運(yùn)行時(shí)可于在線條件下邊觀察測(cè)量值的變化邊反復(fù)調(diào)節(jié)P、I參數(shù)，直至測(cè)量值穩(wěn)定并與設(shè)定值接近為止。

8、　問(wèn)：　　上/下限的設(shè)定究竟有何作用，它對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行有無(wú)影響？

　　答：　　該設(shè)置并非必需，它僅起到一種提示作用，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行并無(wú)影響，可根據(jù)實(shí)情決定采用與否。有些場(chǎng)合中，當(dāng)測(cè)量值低于下限或高于上限時(shí)需報(bào)警及驅(qū)動(dòng)其他相關(guān)設(shè)備配合運(yùn)行，可在測(cè)量范圍內(nèi)選定二點(diǎn)作為上/下限值，條件激活時(shí)作開(kāi)關(guān)量輸出。

9、　問(wèn)：多泵切換功能中的三種模式有何區(qū)別，在制作和使用中有哪些特點(diǎn)？

　　答：在F500和F700產(chǎn)品中都具有多泵切換功能（先進(jìn)PID控制功能，*多4臺(tái)泵），可分別以三種模式工作：
　　　　　　
　　　1）基本方式　----　固定一臺(tái)電機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)，而根據(jù)其輸出頻率并通過(guò)電磁接觸器切換來(lái)增減其它接于工頻電源一端電機(jī)的臺(tái)數(shù)。線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，變頻器內(nèi)不需加裝內(nèi)置輸出擴(kuò)展選件卡即能控制4臺(tái)泵，由于是在變頻泵速度下降時(shí)直接投入工頻泵，因此在變頻泵速度過(guò)低的情況下接通工頻泵的話有時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生壓力的波動(dòng)（水錘效應(yīng)），另外當(dāng)電機(jī)功率較大而供電容量有限時(shí)會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成影響。
　　　　
　　　2）交替方式　----　運(yùn)行時(shí)與基本方式相同，而若用靜止功能停止輸出時(shí)，則通過(guò)電磁接觸器切換將原來(lái)工頻電源一端的電機(jī)接至變頻器上。二臺(tái)泵以上運(yùn)行時(shí)須加裝內(nèi)置輸出擴(kuò)展選件卡，其它運(yùn)行時(shí)的情況與基本方式相似。

　　　3）直接方式　-----　啟動(dòng)時(shí)均由變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)，當(dāng)其它電機(jī)啟動(dòng)條件滿足后，通過(guò)電磁接觸器切換將已完成啟動(dòng)的電機(jī)投至工頻電源，而原工頻電源一端的電機(jī)接至變頻器并啟動(dòng)。多臺(tái)電機(jī)運(yùn)行并具備停止條件時(shí)，　從*先啟動(dòng)的電機(jī)（已在工頻運(yùn)行）開(kāi)始停止。線路結(jié)構(gòu)與交替方式相同，由于每臺(tái)電機(jī)均由變頻啟動(dòng)，所以運(yùn)行時(shí)能較有效地改善水錘效應(yīng)和對(duì)電網(wǎng)的影響。

　　　4）在F700產(chǎn)品中，除以上三種模式外，還增加了交替-直接方式-----啟動(dòng)過(guò)程及線路結(jié)構(gòu)與直接方式相同，區(qū)別在于多電機(jī)運(yùn)行后并滿足停止條件時(shí)，變頻泵減速后停止，而工頻泵經(jīng)頻率搜索后接入變頻器成為變頻泵。應(yīng)當(dāng)說(shuō)該方式比原來(lái)的直接方式能更好地提高壓力的穩(wěn)定性。

來(lái)自:三菱電機(jī)自動(dòng)化（上海）有限公司

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三菱變頻器在PID功能應(yīng)用中的補(bǔ)充說(shuō)明