变频器实现恒定参数自动调节的PID控制技术

变频器的PID控制功能可实现与传感器元件构成一个闭环控制系统，从而可对被控量进行自动调节，在对温度、压力、风量和流量等参数要求恒定的场合应用十分广泛，这也是变频器在节能控制应用中的常用方法。由变频器端子2输入信号或参数设定值作为目标值和端子4输入信号作为反馈量可组成PID控制的反馈系统。

1.PID控制原理

（1）基本PID控制

基本PID控制框图如图1-43所示，系统运行示意图如图1-44所示。

（2）PID控制方式

1）PI控制。PI控制由比例控制（P）和积分控制（I）组合而成，根据偏差及时间变化，产生一个执行量。PI运算是P和I运算之和。

2）PD控制。PD控制由比例控制（P）和微分控制（D）组合而成，根据改变动态特性的偏差速率，产生一个执行量。PD运算是P和D运算之和。

3）PID控制。利用PI控制和PD控制的优点组合成的控制。PID运算是P、I和D三个运算的总和。偏差与执行量（输出频率）之间的关系：

图1-43 PID控制框图

K_p—比例常数 T_i—积分时间 s—演算子 T_d—微分时间

图1-44 PID系统运行示意图

①负作用。当偏差×（设定值-反馈量）为正时，增加执行量（输出频率），如果偏差为负，则减小执行量。PID负作用如图1-45所示。

图1-45 PID负作用示意图

②正作用。当偏差×（设定值-反馈量）为负时，增加执行量（输出频率），如果偏差为正，则减小执行量。PID正作用如图1-46所示。

图1-46 PID正作用示意图

2.输入/输出信号

输入/输出信号功能使用见表1-29。

表1-29 输入/输出信号功能使用表

(www.xing528.com)

X14信号接通，开始PID控制，当信号关断时，变频器的运行不含PID的作用。设定值通过变频器端子2-5或在Pr.33中设定，反馈值信号通过变频器端子4-5输入。当输入外部计算偏差信号时，通过端子1-5输入，同时，在Pr.128中设定“10”或“11”。

输入端子设定说明见表1-30。

表1-30 输入端子设定说明表

3.与PID控制有关的参数

（1）PID参数设定分析（见表1-31）

表1-31 PID参数设定表

（续）

（2）PID自动切换控制（Pr.127）

为了减小运行开始时系统的起动时间，可以仅在起动时以通常运行模式起动。

Pr.127 PID控制自动切换频率在0～400Hz的范围内设定频率，从起动到到达Pr.127设定值，以通常运行转为起动PID控制运行。变为PID控制运行后，即使输出频率在Pr.127的设定值以下，也继续进行PID控制。

（3）Pr.128设定说明（见图1-47、图1-48）

Pr.128=“10，11”（偏差值信号输入）

图1-47 Pr.128设定为偏差信号输入

K_p—比例常数 T_i—积分时间 s—演算子 T_d—微分时间

Pr.128=“20，21”（测定值输入）

图1-48 Pr.128设定为测定值输入

K_p—比例常数 T_i—积分时间 s—演算子 T_d—微分时间