西门子变频器的应用 第3讲 MM4系列变频器在PID中的应用.docx

Column

变频器与PLC

西门子变频器的应用

第3讲MM4系列变频器在PID中的应用

TheApplicationofMM4SeriesInverterinPIDControl

浙江工商职业技术学院李方园

摘要：PID控制是闭环控制中的一种常见形式。反馈信号取自传动系统的输出端，当输出量偏离所要求的给定值时，反馈信号成比例变化。在输入端，给定信号与反馈信号相比较，存在一个偏差值。对该偏差值，经过PID调节，变频器通过改变输出频率，迅速、准确地消除传动系统的偏差，回复到给定值。本文阐述了MM4系列变频器的PID功能。

关键词：变频器；参数设置；PID控制

Abstract:PIDcontrolisacommonformfortheclosed-loopcontrol.Thefeedbacksignalfromtheoutputofthedrivesystemisproportionaltothechangewhentheoutputdeviatesfromthedesiredsetpoint.Theinputwillhaveadeviationwhenthereexistsadeviationbetweenthegivensignalandthefeedbacksignal.ByPIDregulation,theinvertercanquicklyandaccuratelyeliminate

thebiasofthedrivelinebychangingtheoutputfrequency,andthegivenvaluecanthereforebeobtained.ThisarticledescribestheapplicationofMM4seriesinverterinPIDcontrol.

Keywords:ACinverter;Parametersetting;PIDcontrol

1PID控制的工作原理

在工程实际中，应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制，简称PID控制或调节。在PID自动控制中，则是要建立一个受控对象、一个输出量、一个输入量、一个检测装置、一个执行机构，然后根据图1的PID控制示意图进行控制。通过给定量和

实际检测得到的实际值，得出一个偏差量，再由控制器进行控制。

实际检测得到的实际值，得出一个偏差量，再由控制器进行控制。

比较环节

扰动量

给定值偏差量

控制器

检测元件

被控对象

被控量

图1PID控制示意图

在连续控制系统中，模拟PID的控制规律形式为

(1)

式中e(t)一偏差输入函数；u(t)一调节器输出函数；Kp—比例系数；T?—积分时间常数；To—微分时间常数。

由于式(1)为模拟量表达式，而PLC程序只能处理离散数字量，为此，必须将连续形式的微分方程化成离散形式的差分方程。式(1)经离散化后的差分方程为

(2)

式中T—采样周期；k—采样序号，k=0,1,2…i,…k;

u(k)一采样时刻k时的输出值；e(k)一采样时刻k时的偏差值；e(k-1)一采样时刻k-1时的偏差值；

为了减小计算量和节省内存开销，将式(2)化为递推关系式形式：

--(-1+)nn.k(k)-)n十(-f1().(--n+n)(3)

式中Sy—调节器设定值；f(k)一采样时刻k时的反馈值；f (k-1)一采样时刻k-1时的反馈值；f(k-2)一采样时刻k-2时的反馈值；至此式(3)已可以用作编程算法使用了。

2MM440变频器PID控制运行操作

西门子MM440变频器内部有PID调节器。利用MM440变频器很方便构成PID闭环控制，MM440变频器PID控制原理简图如图2所示。PID给定源和反馈源分别如表1~2所示。

使能信号

使能信号(P2200)

微调信号(P2254)

主设定值

(P2253)

反馈信号

(P2264)

图2MM440变频器PID控制原理简图

电机

象

比例增益

(P2280)

积分系数

(P2285)微分系数