恒壓供水是用水壓來間接控制用水流量的大小,只要保持供水壓力,也就保證了供水流量與用水流量的平衡。圖1的恒壓供水控制系統(tǒng)中,壓力變送器檢測供水總管壓力,將其變換為4-20mA電流信號(hào)送入PID調(diào)節(jié)器,與壓力給定值比較后,通過PI進(jìn)行控制。圖中PLC可控制多臺(tái)水泵切換及報(bào)警信號(hào)處理。

圖1 恒壓供水控制系統(tǒng)方框圖
恒壓供水系統(tǒng)的控制過程如下:
①系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)
水泵供水流量與用水流量處于平衡狀態(tài),供水壓力穩(wěn)定在給定值,此時(shí)測量信號(hào)與給定信號(hào)基本相等,水泵在變頻器輸出的某一頻率下運(yùn)行。
②用水流量減小時(shí) 用水流量減少時(shí)供水壓力會(huì)上升,壓力測量信號(hào)大于給定值。由于是反作用,PID調(diào)節(jié)器的輸出電流下降,使變頻器的輸出頻率下降,電機(jī)的轉(zhuǎn)速也下降,水泵的供水流量減少,水壓也開始下降使之回復(fù)到給定值,恒壓供水系統(tǒng)又處于平衡狀態(tài)。
③用水流量增加時(shí) 用水流量增加時(shí)供水壓力會(huì)下降,壓力測量信號(hào)小于給定值。由于是反作用,PID調(diào)節(jié)器的輸出電流上升,使變頻器的輸出頻率上升,電機(jī)的轉(zhuǎn)速也上升,水泵的供水流量增加,水壓也開始上升使之回復(fù)到給定值,恒壓供水系統(tǒng)又處于平衡狀態(tài)。

用PID調(diào)節(jié)器(型號(hào)為YR-GAD805-020-12-HLNN-N-P-T)系列進(jìn)行壓力控制,恒壓供水系統(tǒng)接線如圖2所示,參數(shù)設(shè)置見表1。

圖2 恒壓供水控制系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)器接線圖
表1 恒壓供水控制系統(tǒng)YR-GAD系列PID調(diào)節(jié)器參數(shù)設(shè)置

恒壓供水的控制品質(zhì)取決于P、I參數(shù)的整定。對(duì)于多數(shù)被控對(duì)象,PID調(diào)節(jié)器的P、I、D出廠默認(rèn)參數(shù)有時(shí)不能達(dá)到理想控制效果。尤其是經(jīng)驗(yàn)不足時(shí),一定要啟動(dòng)自整定功能,通過自整定,PID調(diào)節(jié)器可以根據(jù)被控對(duì)象的特性,自動(dòng)尋找最優(yōu)參數(shù)以達(dá)到很好的控制效果。
PID調(diào)節(jié)器啟動(dòng)自整定方法:將LOC密碼設(shè)置為0或者132后,按確認(rèn)鍵進(jìn)入一級(jí)菜單,繼續(xù)按確認(rèn)鍵找到參數(shù)Aut,將Aut由0改為1開啟自整定。自整定開啟后A/M燈快速閃爍,表明PID調(diào)節(jié)器已進(jìn)人自整定狀態(tài)。PID調(diào)節(jié)器采用ON/OFF二位式整定方法,輸出0%或100%使系統(tǒng)形成振蕩,然后根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)曲線計(jì)算PID參數(shù)。對(duì)象時(shí)間常數(shù)越大,自整定所需時(shí)間越長,可從數(shù)秒至數(shù)小時(shí)不等。自整定結(jié)束A/M燈由閃爍變?yōu)橄?,系統(tǒng)就進(jìn)入自動(dòng)控制狀態(tài)。
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