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電流信號送入PID調(diào)節(jié)器，與壓力給定值比較后，通過PI進行控制。圖中PLC可控制多臺水泵切換及報警信號處理。
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
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，此時測量信號與給定信號基本相等，水泵在變頻器輸出的某一頻率下運行。
②用水流量減小時 用水流量減少時供水壓力會上升，壓力測量信號大于給定值。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 用水流量增加時供水壓力會下降，壓力測量信號小于給定值。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(型號為YR-GAD805-020-12-HLNN-N-P-T)系列進行壓力控制，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
參數(shù)名稱 參數(shù)符號 設(shè)置范圍或代碼 說明
第一報警值 ALI 0.8 MPa
第二報警值 AL2 0.3 MPa
自整定 Aut 1 開自整定
控制目標值 SV 0.5 給定壓力為0.5MPa
輸入分度號 Pn 27 輸人信號為4-20mA
小數(shù)點位置 dp 2 小數(shù)點在百位，顯示為××.××
第一報警方式 ALM1 2 第一報警為上限報警
第二報警方式 ALM2 1 第二報警為下限報警
濾波系數(shù) FK 8 即采樣的次數(shù)
PID作用方式 Mode 1 反作用
加熱冷卻模式 H-C 0 標準模式(單PID控制)
PID輸出類型 Out 1 4-20mA電流控制輸出
算式類型 PID 1 人工智能算式
控制方式選擇 Ctrl 0 單路輸人PID控制
測量量程下限 PL 0 MPa
測量量程上限 PH 1.6 MPa
恒壓供水的控制品質(zhì)取決于P、I參數(shù)的整定。對于多數(shù)被控對象，PID調(diào)節(jié)器的P、I、D出廠默認參數(shù)有時不能達到理想控制效果。尤其是經(jīng)驗不足時，一定要啟動自整定功能，通過自整定，PID調(diào)節(jié)器可以根據(jù)被控對象的特性，自動尋找最優(yōu)參數(shù)以達到很好的控制效果。
PID調(diào)節(jié)器啟動自整定方法：將LOC密碼設(shè)置為0或者132后，按確認鍵進入一級菜單，繼續(xù)按確認鍵找到參數(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)曲線計算PID參數(shù)。對象時間常數(shù)越大，自整定所需時間越長，可從數(shù)秒至數(shù)小時不等。自整定結(jié)束A/M燈由閃爍變?yōu)橄纾到y(tǒng)就進入自動控制狀態(tài)。
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