变频器PID调节功能在自动加氨系统上的运用

变频器PID控制功能在自动加氨系统上的运用安庆石化电仪部陆伟摘要：针对当前加氨系统的运用现状、提出用变频器PID控制功能实现加氨系统的闭环控制。关键词：加氨变频闭环控制引言：目前，我国大型锅炉的给水与蒸汽质量指标要求十分严格，因而需要对炉水品质进行连续的控制和监视。对pH测量无自动配药装置，配药仍然采用最原始的配药方法，即根据汽水实验室的化验结果，进行人工配药，这样不仅工作强度大，而且因所加的药（氨、联胺）属于有剧毒易挥发的物质，给操作工人身心健康造成严重危害，并导致了环境的污染，目前我厂采用的工艺是人工监测，手动控制。1、 可行性分析目前，变频器以其明显节能效果、高可靠性、较高功率因数及效率，以及优良调速特性、操作简单、启动电流小、机械振动和磨损较少、保护功能完善、容易实现自动调节等诸多优点，得到广泛运用。随着电力电子技术的飞速发展，变频器的功能也越来越强。在调节器输入信号作用下，变频器的输出电压和频率自动改变了加氨泵转速、也就使加氨浓度精确地稳定在设定值或允许的范围内。2、 变频调速PID控制自动加氨系统的组成PH值检测器、调节器、变频器、操作盘、交流电动机和加氨泵组成。2.1、加氨泵和电机选择泵型号转速r/mn流量M3/1排出压力MPa电机型号电机功率KW电压V防护等级绝缘等级ZDA13CCC.C4C.15C.35YBC24C.7538CIP44FJXM5C/0E139CC.C5C.15C.35Y也8C14C.7538CIP44F2.2、变频器选择西门子MM420变频器额定参数:380V/50Hz 0.75KW/2.1A输入输出模式：具有多个模拟量输入和多路继电器输出（无源开关节点）

2.3、控制原理：利用变频器PID功能对给水自动加氨系统实行协调控制变频PID调节的结构原理图3、变频器的接线3.1、变频器与电机接线如下图:说明：主接线应连接牢靠；因为变频器在运行中会产生较强的干扰，控制电缆必须采用屏蔽电缆并采用单侧接地。3.2变频器功率接线端子如下图：

说明：输入、输出不可接错，更不可接入DC输入端。3.3变频器控制端子如下图：DIN1—DIN3端子可以由内部参数定义。4、变频器参数设置4.1电动机参数设置P0003=3用户访问级：专家级可以进行专家级的参数访问P0100=0电源频率为50Hz（开关DIP2设置为2）P0304=380电动机的额定电压（V）P0305=2.1电动机的额定电流（A）P0307=0.75电动机的额定功率（kW/HP取决于0100=0，2/0100=1）P0308=0.85电动机的额定功率因数P0309=0.85电动机的额定效率P0310=50电动机的额定频率（Hz）P0311=1390电动机的额定转速（rpm）P0640=150电动机的过载因子（%）电机参数的设置应按电动机铭牌设置，P0308功率因数、P0309额定效率如设置为0，变频器可以自动计算，但不推荐。4.2控制方式参数设置：P0700=2端子排输入（=1时由变频器键盘输入）

P0701=1 数字输入1（接通正转/停止）P0703=9 数字输入3（信号复位）P1000=3 固定频率设定值P1080=5 电动机最低频率设定值（默认值0，国产电机不推荐）P1082=5 0 电动机最高频率设定值P1300=2 抛物线V/F控制当由通讯方式控制时须将P0700=2；P1000=3改为P0700=4； P1000=4（通过BOP链路的串行接口USS设置）4.3PID参数设置：RIDMOPADClyF2253-PIE' PILiSUMR「GFID

FFUSSBOF.上路USSCOP/.1路RIDMOPADClyF2253-PIE' PILiSUMR「GFID

FFUSSBOF.上路USSCOP/.1路pg屯划机■I:--i模拟量输入方框图P2200=1允许PID控制器投入P2202=75定义PID设定值2的固定频率P2253=2224固定频率设定为PID给定值P2264=755模拟输入1为PID反馈信号P2257=10PID设定值的斜坡上升时间P2258=10PID设定值的斜坡下降时间P2293=20PID限幅值的斜坡上升/下降时间P2280=0.05闭环参数P，振幅调节，现场调P2285=0.02闭环参数I,振频调节P0702=15数字输入2（固定频率设定值）P0756=1模拟量1标定（0-10V）P0757=2模拟量输入最小值（V）P0759=10模拟量输入最小值（V）P0758=0基准频率y1标定（%）P0760=100基准频率y2标定（%）P0761=2 带死区的PID控制P2231=1 PID设定值的保存5、变频器调试5.1、变频器上电之前的检查应先检测周围环境的温度及湿度，温度过高会导致变频器过热报警，严重时会直接导致变频器功率器件损坏、电路短路；空气过于潮湿会导致变频器内部直接短路；检查电源电压、电气接线是否牢固、正确，脱开负载电缆；5.2、变频器上电合上电源开关，起动变频器，用变频器BOP/AO按钮及功能显示和输入参数易示，按翅助能功能的说即叫1广D000状态显示LCD显示变频器当前的设定值.起动变频器按此庭起劫变频器-缺肖位运行时此键是被拐锁附。为了使此健的操作有效，应设定P07D0="停止嗖扳器0FF1：按此勰，变频器将按选定的斜坡下降速率跛速停车.缺育佰i&y时此铤被封凯为了尤许此键噪的应设定P0700=L0FF2：按此罐两次（或一次.但时间菽长）电动机将在惯性作用下自由停车*比功能总是“使能”的.改变电动机的转劫方向按此健可以改变电动机的转动方向。电动机的反向用员廿〈一）表中而用闪烁的小数点表示，缺皆值运行时此键是被封锁的，为了哽此键的操作有效，应设P0700-1..电动机点动在变频器无躺出的怕况卜按此键.将使电动机起劾，并按预设定的点.动频率返行.粹放此镶时，变颇器停车『如果变皿瞿/电动机正在运行*技此槌将不起作用』操作步骤显示的结果1按。键，访问参数rDOGO2按。键，直到显示出P0003P00033按。键，进入参数访问级t4按e或O键，达到所要求的数值（例如：3）35按。键，确认并存储参数的数值POOOJ6现在已设定为第3访问级，使用者可以看到第1至第3级的全部参数。5.3、接上负载进行单机调试在模拟量输入口接一只5kQ可调电阻，然后调节电位器，观察电机转动状态。观察电机频率、电流，测量输出电压；采取按负载和经验先设定较长加减速时间，通过起、停电动机观察有无过电流、过电压报警；然后将加减速设定时间逐渐缩短，以运转中不发生报警为原则，重复操作几次，便可确定出最佳加减速时间；改变控制方式，重复试验，直到合格。5.4、接上负载进行联机调试根据工艺控制图：利用PH测定计，根据检测信号与给定信号的偏差，控制器应用PID算法，输出调节量自动调节变频泵的频率，进而调节加氨量，使脱盐除氧水恒定于给定值；当pH值过高或过低时，可根据现场情况调节固定频率P2202在0-100间调整；如pH值忽高或忽低时，可根据现场情况调节P2257、P2258加减速时间；如仍不能满足要求可调整P2280、P2285比例增益系数；因为系统存在调节滞后特点，所以变频器参数调整需要一定的现场经验和时间。对于PID来讲，主要的是参数的调整。包括P，I，D，死区等。这个参数的调整可以通过经验调整，可以通过实践调整，可以通过自整定功能调整。但无论是如何调整都需要现场处于一个稳定的生产情况下进行才有实际的意义。既不能超调，也不能调节过于缓慢。最终的目的是使得PID调节达到一个相对稳态的效果。PID参数不是一成不变的，是根据不同设备，不同特性进行调整的。同样的工艺，参数不一定是一样的。因此，任何的经验参数都只是一个借鉴而已，而不是一个最终的数据。6、采用变频闭环PID控制的优点：6.1给水自动加氨监控系统可选择全自动程控操作、本地操作两种控制方式。根据加氨泵输出频率和是否正常运行显示，在控制面板上可以实现手动、自动转换，同时可以控制加氨泵的启停及PID参数在线调整等。达到自动调节给水加氨量，更好控制给水品质；6.2、 带死区的PID控制如果采用常规的PID控制易产生积分饱和现象，使控制量过大。如果采用带死区的PID控制，就会降低计量泵的调节量的频繁变化，减小pH值的波动。带死区的PID调节器，当误差较小时，即进入死区后，调节器的输出为积分器在此以前的内容，实际上这时的闭环调节作用已经消失，控制输出不会发生变化。误差较大时恢复其控制作用。6.3、 以往的变频调速设备，往往采用带有模入/模出的可编程控制器或PID调节器，PID算法编程难度大，设备成本高，调试困难。随着电力电子技术的发展，采用带有内置PID功能的变频器生