變頻器多PID目標自動控制方法與流程
2023-06-13 19:34:21
本發明涉及變頻器控制技術領域，特別涉及一種變頻器多PID目標自動控制方法。
背景技術：
變頻調速控制技術在當前是應用非常廣泛的先進智能控制技術；作為控制流體負載的泵類與風機類設備的控制應用變頻調速器就非常方便高效，由於流體負載的本身物理性質特點，現有的壓力溫度控制方面的恆壓、恆溫控制一般採用PID目標控制（即設定一個PID調節目標值，當反饋信號值低於目標值時變頻器發出電動機加速命令，以快速達到目標值，當反饋信號值高於目標值時變頻器發出電動機減速命令，以降低輸出達到目標值，使系統輸出一直保持在目標值，保證一個穩定的輸出），目前變頻器PID目標值一般有以下配置應用：
1、一個PID程序系統一個PID目標值單一應用，在一個系統中應用單一目標，不能滿足這一系統不同時間、不同狀態、不同需求時的真實需求與目標，人性化、多樣化反映差；
2、兩個獨立PID程序系統各自對應有一個目標值，兩套系統獨立應用，根據具體要求外圍施加命令運行具體一套PID功能，可以滿足系統不同的具體情況應用不同的PID功能來實現，但精準性差、靠外圍命令自動化程度低；
3、一個PID程序系統多個PID目標值定時應用，人為機械地把系統需求進行定時分配，大概滿足時段內的一般需求，但時間段內的實際需求變化不能有效滿足，缺乏人性化、自動化、精準化。
技術實現要素：
本發明提出一種變頻器多PID目標自動控制方法，解決了現有技術的多PID目標自動控制的自動化、精準化程度低，以及在一定時間段內實際需求變化不能有效滿足的問題。
本發明的一種變頻器多PID目標自動控制方法，包括步驟：
S1：設定變頻器頻率由PID給定；
S2：設置的n個PID目標給定量、賦予n個PID目標給定量一一對應的n個物理量目標點含義，以及2·(n-1)個用於在n個PID目標給定量間轉換的轉換條件，n≥2，每個物理量目標點對應變頻器的一個PID目標給定量的運行狀態，且每兩個相鄰運行狀態之間對應不同轉換方向的兩個轉換條件；
S3：變頻器運行在PIDi-1對應的運行狀態，且達到PIDi-1至PIDi的轉換條件時，則變頻器運行目標自動從PIDi-1的運行狀態跳轉至PIDi的運行狀態；變頻器運行在PIDi對應的運行狀態，且達到PIDi至PIDi-1的轉換條件時，則變頻器運行目標自動從PIDi的運行狀態跳轉至PIDi-1的運行狀態，所述PIDi表示第i個PID目標給定量。
其中，每兩個相鄰運行狀態之間對應的不同轉換方向的兩個轉換條件對應的數值相同，所述步驟S3中，若達到轉換條件，且持續預定延時的時間才執行PID目標給定量之間的跳轉。
其中，每兩個相鄰運行狀態之間對應的不同轉換方向的兩個轉換條件對應的數值不相同，轉換條件包括：達到、高於或低於預設的頻率、電流、電壓、功率或時間。
本發明通過不同轉換條件在多個PID目標給定量間自動跳轉，以達到不同PID目標給定量對應的不同物理量目標點，能夠在一定時間段內根據實際需求變化滿足不同的物理量目標點輸出，且自動化、精準化程度較高。
具體實施方式
下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本實施例的的變頻器多PID目標自動控制方法包括：
步驟S1，設定變頻器頻率由PID給定。
步驟S2，設置的n個PID目標給定量、賦予與n個PID目標給定量一一對應的n個物理量目標點含義，以及2·(n-1)個用於在n個PID目標給定量間轉換的轉換條件，n≥2，每個物理量目標點對應變頻器的一個PID目標給定量的運行狀態，且每兩個相鄰運行狀態之間對應不同轉換方向的兩個轉換條件。例如：設置PID目標給定量為75，需要賦予75的具體物理目標含義，是75度溫度或75bar壓力，可以變頻器內部確定也可以根據變頻器外部儀表的種類確定。
步驟S3，變頻器運行在PIDi-1對應的運行狀態，且達到PIDi-1至PIDi的轉換條件時，則變頻器運行目標自動從PIDi-1的運行狀態跳轉至PIDi的運行狀態；變頻器運行在PIDi對應的運行狀態，且達到PIDi至PIDi-1的轉換條件時，則變頻器運行目標自動從PIDi的運行狀態跳轉至PIDi-1的運行狀態。
本發明通過轉換條件在多個PID間自動跳轉，以達到不同PID對應的不同物理量目標點，能夠在一定時間段內根據實際需求變化滿足不同的物理量目標點輸出，且自動化、精準化程度較高。
本實施例中，每兩個相鄰運行狀態之間對應的不同轉換方向的兩個轉換條件對應的數值相同，步驟S3中，若達到轉換條件，且持續預定延時（如：5秒）的時間才執行PID目標給定量之間的跳轉。設置延時避免了變頻器的輸出在轉換條件左右來回跳動時，產生桌球效應。
每兩個相鄰運行狀態之間對應的不同轉換方向的兩個轉換條件對應的數值還可以不相同。轉換條件可以是達到、高於、低於頻率、電流、電壓、功率或時間。
下面通過例子（以n=2為例）對本發明進行詳細說明：
變頻器控制自來水廠的送水電機，需要滿足基本水壓需求，即水壓達到95米高壓力，供水量大於標準用水量，滿足用戶舒適水壓需求為：水壓達到100米高壓力，用水量為標準用水量，設置二個物理量目標點：
1、水壓達到100米高壓力物理量目標點對應PID1目標給定量為100；
2、水壓達到95米高壓力物理量目標點對應PID2目標給定量為95。
若每兩個相鄰運行狀態之間對應的不同轉換方向的兩個轉換條件不相同，如：PID1→PID2轉換條件設置為到達頻率上限，如50Hz，PID2→PID1轉換條件設置為到達頻率下限，如45Hz。
開機後，變頻器以PID1目標給定的狀態運行，保證100米的最佳用水舒適度，最大保證標準供水量，但用水增加或高峰期用水，如：18:00～20:00之間，用水量增加，若還要保持100米高壓力的水壓，變頻器的負荷會增加，此時若檢測到輸出頻率達到或高於上限50Hz，則認為變頻器負荷較重，此時自動轉換至PID2的狀態運行，保證95米基本壓力的水壓，即保證基本用水水壓又提供大於標準供水量的供水；當用水量下降，PID2保證95米基本水壓的情況下變頻器頻率下降，到達或低於運行頻率下限45Hz延時後，自動轉換為目標給定PID1運行，保證100米的舒適用水水壓。
若設置每兩個相鄰運行狀態之間對應不同轉換方向的兩個轉換條件對應的數值相同，為該轉換條件預設一個延時，如：5秒。當朝一個方向達到或超過轉換條件設定的值持續5秒時，則實現PID之間的轉換。例如：上述例子中，轉換條件設置頻率為48Hz，若變頻器負荷在加重的過程中，超過48Hz達到5秒以上，則實現PID1→PID2轉換，若變頻器負荷在減輕的過程中，低於48Hz達到5秒以上，則實現PID2→PID1轉換。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。