变频技术在单容水箱液位控制系统的应用.doc

变频技术在单容水箱液位控制系统的应用Single-frequency Technique Tank Water Level Control System Applications马林,连晗（河南工业职业技术学院,河南 南阳 473009）Ma Lin,Lian Han(Henan Polytechnic Institue,Henan Nanyang 473009）摘 要：本系统单容水箱液位控制采用森兰 SB60，能根据需要调整其转速。经过简单液位传感器信号的转换，便可得到电压信号，转化的电压信号为 05V，反馈给变频器的 VR1 端。变频器根据输入给定值和反馈的实 际值，即根据液位传感器信号转换获得的反馈电压信号，利用 PID 控制自动调节，改变频率输出值来调节所 控制的三相异步电机转速，达到调速的目的，变频器通过改变电机的转速来调节液位，从而实现控水箱的液 位平稳。关键词：变频调速；液位控制；过程 PID 控制中图分类号：TM306文献标识码：B文章编号：1003-0107(2010)07-0007-02Abstract: The single-tank water level control system using Suniland SB60,to adjust their speed according to need.Af-ter simple liquid level sensor signals can be voltage signal,transforming the voltage signal is 0 5V,back to the transducer of the VR1-side.Inverter input for a given value and according to the actual value of feedback,that is ob- tained under the liquid level sensor signals the feedback voltage signal,using PID control automatic adjustment, change the frequency to adjust the output value of three-phase induction motor speed contro,to speed the purpose inverter by changing the motor speed to adjust the level.Water tank level control to achieve smooth.Key words: frequency control;level control;PID control processArticle ID：1003-0107(2010)07-0007-02CLC number: TM306Document code:B1 概述液位控制系统在一般工业界不可缺少，举凡蓄水槽、污水 处理场、电厂等都需要液位元的控制，所以利用森兰变频器控 制可实现液位控制的目的，对安全运行、节能降耗及优化管理 等方面起到了一定的作用。交流变频器对泵类机械进行转速 控制来调节液位的方法，对节约能源、提高经济效益具有极其 重要的意义。图 1 单容水箱液位控制系统的方块图制系统由于结构简单、投资省、操作方便、且能满足一般生产过程的要求，故得到广泛的应用。当一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏 与控制器参数的选择有着很大的关系。合适的控制参数可以 带来满意的控制效果；反之，若控制器参数选择得不合适，则 会导致控制质量变坏，甚至会使系统不能正常工作。因此，当 一个单回路系统组成以后，如何整定好控制器的参数是一个 很重要的实际问题。一个控制系统设计好以后，系统的投运和 参数整定是十分重要的工作。具有比例(P)调节器的系统是一 个有差系统，比例度 的大小不仅会影响到余差的大小，而 且也与系统的动态性能密切相关。比例积分(PI)调节器，由于 积分的作用不仅能实现系统无余差，而且只要参数 、Ti 选 择合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分(PID) 调节器是在 PI 调节器的基础上再引入微分 D 的作用，从而使2 单容水箱液位控制系统单容水箱液位控制采用森兰 SB60，能根据需要调整其转 速。经过简单液位传感器信号转换，便可得到电压信号，转化 的电压信号为 05V，反馈给变频器的 VR1 端。变频器根据输 入给定值和反馈的实际值，即根据液位传感器信号转换获得 的反馈电压信号，利用 PID 控制自动调节，改变频率输出值来 调节所控制的三相异步电机转速，达到调速的目的，变频器通 过改变电机的转速来调节液位，从而实现控水箱的液位平稳。2.1 单容水箱液位控制系统设计及分析图 1 为单容水箱液位控制系统。这是一个单回路反馈控 制系统，它的控制任务是使水箱液位等于给定值所要求的高 度，并减小或消除来自系统内部或外部扰动的影响 单回路控2.2 变频调速中有关参数整定表 1 主要参数设定表图 2 单容液位控制系统结构图图 3 P 、P I 和 P ID 调节系统的阶跃响应曲线3 结束语单回路控制系统由于结构简单、投资省、操作方便，且能 满足一般生产过程的要求，故得到广泛的应用。液位控制系统 在一般工业界不可缺少，举凡蓄水槽、污水处理场、电厂等都 需要液位元的控制。所以利用森兰变频器控制实现液位控制 的目的，在安全运行、节能降耗及优化管理等方面起到了一定 的作用。交流变频器对泵类机械进行转速控制来调节液位的 方法，对节约能源提高经济效益具有重要意义。图 4 单容液位控制系统接线图系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能(快速性、稳定性等)。在单位阶跃作用下，P、PI、PID 调节系统的阶跃响应分别 如图 3 中的曲线、所示。液位传感器：输出 05V 电压对应 060cm 的高度1V 电压对应 12cm 的高度。控制过程为：液位变换器把液位信号 变换成为标准的 05V 电压信号，送到 PID 调节器，调节电机 转速来控制泵的液位，以实现液位的自动控制。液位传感器一 般选取在离水泵出水口较远的地方，否则容易引起系统振荡。 采用下列控制参数值：增益 Kc1=0.4；Kc2=1; 采样时间 Ts=0.2s；积分时间 Ti=20rain；微分时间 Td=10min，可根据现场调试 情况进行修正。参考文献：1王廷才. 变频原理技术及应用M. 北京:高等教育出版社,2007: 130- 140. 2石秋洁.变频器应用基础M.高等职业技术教育,2003:121- 132. 3森兰 SB60.变频器使用手册S.5- 1,8- 36.4 THKGK- 1 过程控制实验装置 实验说明书M.1- 76.代码功能名称设定值代码功能名称设定值F000频率给定50HzF801设定值 150F002主给定1F805反馈信号选择0F004运转给定方式0F115=1自动节能1F007电机停车方式1F806反馈通道 1 选择0F009加速时间15SF808反馈通道 1 零点0F010减速时间5SF809反馈通道 1 极性1F013U/F 闭环控制1F810反馈通道 1 增益1F100线电压 / 频率0F814比例增益1F101基本频率50HzF815积分时间20F102最大输出电压380VF816微分时间10F118过压防失速2F817微分增益20F119过流防失速1F820偏差范围0.5F120过流失速值80F822反馈过高报警120F500正转输入13F823反馈过低报警80F833传感器量程5F302主给定为 0 时对应的频率0F800允许过程 PID控制1F300主给定为 0 时的模拟量0F801过程 PID 数字设定值50F802过程 PID 数字设定值50F803过程 PID 数字设定值50F804过程 PID 数字设定值50F301主给定为最大时的模拟量6F301辅给定负最大时的模拟量5file:/D|/我的资料/Desktop/新建文本文档.txtAppliance Error (configuration_error)Your request could not