PDF《基于 P ID 的恒压供水系统压力振荡的消除方法》

・ 设备使用 ・ 基于 PID 的恒压供水系统压力振荡的消除方法 刘伟,李广明 (牡丹江市首控石油化工有限公司 ,黑龙江 牡丹江 157009) 循环水泵房加压泵是为动力(锅炉) 车间提供锅炉 用水 ,为大功率机泵提供降温用的循环水 ,及生产生活 用水的重要机泵 ,由于生产工艺的要求加压泵保持较 稳定的水压输出 ,保证生产的正常运行.

为此循环水 可用

1 台变频器及 PID 控制电动机转速 ,来保证出口 压稳定.

1 系统构成 系统结构如图 1.循环水泵房加压泵供水系统由

1 台Altistart -

48 法国多功能变频器来完成 ,控制方 式采用压力控制.常用

1 # 电动机供水 ,2 # 电动机备 用 ,两电动机启动回路互锁的工作方式. 控制系统采用

1 台RKCCD401 系列微处理化 PID 自整定控制仪 ,计算实际管网压力与给定之间的 偏差ΔP ,通过 PID 控制 ,调整变频器输出 ,从而实现 对电动机的控制.同时它还可以完成对系统运行参数 的显示、 报警等功能. 图1系统结构框 控制过程 :系统通过安装在供水主管网上的压力 变送器 ,检测管网的压力并将它转化成 1~5V 的电信 号 ,然后反馈到微处理化 PID ,反馈量与给定 (目标值) 进行比较 ,若有偏差ΔP 则通过 PID 自整控制 ,PID 控 制的反馈信号调节变频器的输出频率 ,从而保证恒压 0. 2MPa 供水互调过程.

2 调路过程 2.

1 出现问题 由于 PID 调节器的参数设定没有特定被控对象 收稿日期 :2006 -

11 -

21 的规定数据 ,仅仅是根据凑试法进行调试 ,最初几次下 调试的 PID 的取值分别为 P :50~150 ,I:50~100 ,D :0 ~10. 调试 结果管 网压力最 高值 0. 66MPa , 最低值0. 18MPa ,压力波动大 ,有短时间稳定 ,输出频率最大 值50 Hz ,最小值

22 Hz. 2.

2 原因分析 出现以上问题的原因一般有以下几种可能 : 用水量的非周期变化 ;

控制系统的内部故障和干 扰 ;

闭环控制系统失调. 根据调查生产用水量平稳 ,不可能出现间歇大量 用水 ,对PID 和变频器等智能设备的自检测 ,系统元 器件参数和程序均正常 ,因此造成系统振荡的原因主 要是闭环控制系统失调. 2.

3 解决办法 对PID 再次采取多次设定不同数值 ,观察被控对 象的响应得出如下结论 : P :P 值取大 ,响应快 ,有利于减少静差 ,但P值过 大 ,系统将产生振荡 ,稳定性变坏 ;

I :I 值增大 ,有利于减小超调 ,减小振荡 ,系统更加 稳定 ,但静差的消除将随之减慢 ;

D :针对供水系统的性质和控制对象 ― ― ― 压力的 特性 ,系统中存在滞后的环节较轻(注:D 系微分调整) D 值设定较小为宜. 根据被控对象及经验在凑试过程中我们按照先比 例 ,后积分的原则 ,对系统进行最后调试 ,经过几次凑 试后 ,当P为85 ,I 为85 ,D 为5后,系统压力在 0.

19 ~0. 209MPa 间变化 ,效果令人满意.

3 结束语 不同型号的微处理器参数值的设定范围有较大区 别 ,调试时应根据具体的控制对象及参数值范围综合考 虑 ,另外在 PID 产生的控制作用中 ,参数的选择并不唯 一 ,某部分的减小往往可以由其它部分的增大来补偿 ,因 此不同的整定参数 ,完全可能得到同样的控制效果. ―

8 5 ―

2007 年第2期《黑 龙江造纸》 ? 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net