变频器PID控制应用

号通道选择见表 3 。

6 ． P 、 I 、 D 参数的预置与调整

(1) 比例增益 P

变频器的 PID 功能是利用目标信号和反馈信号的差值来调节输出频率的，一方面，我们希望目标信号和反馈信号无限接近，即差值很小，从而满足调节的精度：另一方面，我们又希望调节信号具有一定的幅度，以保证调节的灵敏度。解决这一矛盾的方法就是事先将差值信号进行放大。比例增益 P 就是用来设置差值信号的放大系数的。任何一种变频器的参数 P 都给出一个可设置的数值范围，一般在初次调试时， P 可按中间偏大值预置．或者暂时默认出厂值，待设备运转时再按实际情况细调。

(2) 积分时间

如上所述．比例增益 P 越大，调节灵敏度越高，但由于传动系统和控制电路都有惯性，调节结果达到最佳值时不能立即停止，导致“超调”，然后反过来调整，再次超调，形成振荡。为此引入积分环节 I ，其效果是，使经过比例增益 P 放大后的差值信号在积分时间内逐渐增大 ( 或减小 ) ，从而减缓其变化速度，防止振荡。但积分时间 I 太长，又会当反馈信号急剧变化时，被控物理量难以迅速恢复。因此， I 的取值与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，积分时间应短些；拖动系统的时间常数较大时，积分时间应长些。

(3) 微分时间 D

微分时间 D 是根据差值信号变化的速率，提前给出一个相应的调节动作，从而缩短了调节时间，克服因积分时间过长而使恢复滞后的缺陷。 D 的取值也与拖动系统的时间常数有关：拖动系统的时间常数较小时，微分时间应短些；反之，拖动系统的时间常数较大时， 微分时间应长些。

(4)P 、 I 、 D 参数的调整原则

P 、 I 、 D 参数的预置是相辅相成的，运行现场应根据实际情况进行如下细调：被控物理量在目标值附近振荡，首先加大积分时间 I ，如仍有振荡，可适当减小比例增益 P 。被控物理量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益 P ，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间 I ，还可加大微分时间 D 。

二、 PlD 应用实例

1 ．项目描述

选用创世 C ： SBG 型变频器，利用其 PID 功能对某办公楼中央空调的冷冻水循环系统进行自动控制。

对于冷冻水循环系统的控制方式，有以下几种方案可供选择：

一是恒温差控制，就是以回水温度和出水温度之差作为控制依据，利用温差控制器的 PID 功能，输出变频器的频率给定信号，这种方案无须启用变频器的 PID 功能。

二是恒压差控制，即根据冷冻水泵的出水压力和进水压力之差进行控制。

三是恒温度控制。如果冷冻主机的出水温度比较稳定，只要测量系统的回水温度，利用变频器的 PID 功能．即可实现与恒温差控制相同的控制效果。本实例选用的是这种方案，应用于夏天制冷。

2 ．应用电路

应用电路见图 3 。图中的变频器为创世 CSB 型，规袼为 30kW ，其参数设置见表 4 。设置时首先通过 P126( 见表 4) 使所有参数恢复出厂值，这样做的好处是，尽管该变频器的参数有一百多个，但有相当一部分在本实例中并无实际意义；而有用的参数又有一部分可以 默认使用出厂值。这使得参数设置变得相对简单。参数 P98 的设置 ( 见表 4) 使． PID 功能有效，反馈逻辑为正动作。创世变频器有专用的反馈信号输入通道，即 PID ／ FBl 和 GND 端子 ( 见图 3) ，由参数 P99 设定反馈信号为电压输入 0 ～ 5V 。目标信号由参数． P03 设定，由于参数 P103 和 P104 已设定了温度传感器的量程上限和下限，所以这里可设定回水期望的温度绝对值，具体数值，可比出水温度高 5 -10 ℃ ，根据空调房间的降温要求确定。

冷冻水循环水泵在运行中不允许停机．所以对参数 P16 和 P105 进行设置。变频器的其他有效应用参数在表 4 中没有列出，默认使用出厂值。

测温仪为厦门恩莱公司的 XST 型自动化仪表，将仪表的温度测量范围设置为 0 ～ 100 ℃ ，相应的输出信号为 0-5V ，即温度为 100 ℃ 时输出 5V 电压信号， 0 ℃ 时输出 0V 电压信号，这与参数 P99 设定的反馈信号选择相吻合。这个测温输出信号就是对变频器的反馈信号。

3 ．应用效果变频器与空调系统安装完成后，投入正式运行，获得节约 30 ％电能与房间温度稳定的良好效果。