广一水泵厂丨恒压供水系统控制方案中的PID调节压力控制

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由于管网铺设复杂、折线多，用户随时用水等情况存在，系统存在严重的非线性；变频器循环切换广一离心泵运行时，会出现水压大范围变化的情况。为了保持水压在目标值处恒定，需要对供水管网水压进行闭环控制。在对系统稳态精度和动态响应快速性有要求的情形下，控制器的选择显的至关重要。
PID控制从被提出到现在大约有70年，凭借简单可行、便于理解和设置、调控效果好等特性，其在工业控制领域独领风骚。特别是在对被控对象特性不可准确获得，无法建立其的数学模型情况下，很多控制方法就失去了它们的活力，这时PID控制方法就展现了特殊的魅力。
PID控制，实际中也有PI和PD控制。有时,、三个调节环节未必全部都需要，只要一到两个控制环节就能够完成调节任务。其中，比例控制环节是必不可少的。PID控制器依据存在中的偏差，借助比例、积分、微分三种数学方法得到调节量并输入执行器中控制其运行。
广一水泵厂从控制对象的稳定性、快速性、超调大小等方面来考虑：
(1)知取值若小，将减弱控制准确性，减慢控制快速性，增加调节时长，恶化系统的稳态特性和动态特性。
(2)调节器加入积分部分以减弱系统的稳态偏差—般，越大，稳态偏差减弱速度越大。但是，过大时，在运行的开始阶段就可能形成积分饱和情形，増大运行过程中的超调值u过小时，积分作用无法发挥作用，该调节部分失效。
(3)调节器加入微分环节以改善系统的动态特性，W能够提前预知偏差变化方向，并在下面的调解过程中抑制偏差向该方向转变，W过大时，响应被提前制止，调节失效，増加了调节时间，减弱了系统的抗干扰性能。
在使用之前，我们需要先对比例、积分、微分三个环节系数进行整定，整定方式多种多样，一般由两大类组成：
一是理论计算整定法。存在对象模型，借助这一模型，通过数值计算得到调节器参数。
二是工程整定方法，根据广一水泵厂工程操作经验，在系统运行过程中直接测试参数的可行性、高效性。该方法简单易行、便于操作，在现场操作使用过程中被普遍使用。
这里主要表述第二类方法中的临界比例度法和衰减法
1、临界比例度法是现在普遍采用的PID系数整定方法，又被叫做“闭环振荡法”，采取该方法时没有必要知道被控对象的准确特征，可以直接在原系统中展开整定操作。注意的是，在一些不允许震荡的工业过程中，此整定法就不那么适用了可以按照以下步骤开始整定工作：
(1)设置一个足够短的系统采样时间；
(2)只给出比例调节部分，在阶跃输入情况下从大到小调节比例度参数值，显示临界振荡时写下此刻的比例度和振荡周期；
(3)在某一控制度下可以借助数值推导确定PID调节器的系数值大小。
两种整定方式各有其特色，但不论是利用何种方式获得的整定结果，其值都需要在工程环境中实验并调整。
在整个变频调速控制范围内，PID调节控制始终在运行，反馈值和目标值之间的误差经过PID控制器运算，以4-20ad的电流控制变频器，帮助变频器以更准确有效地频率、电压输出控制广一化工泵的电机调速运行。
借助设备智能PID控制器完成PID调节任务，本设计即采用此种方式。
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