变频调速闭环控制的压力控制系统

    ①压力控制系统特点。压力控制系统的控制目标是压力保持恒定或跟随设定压力变化。采用变频调速控制系统实施压力控制时，主要是控制供压设备的转速，例如，给水泵转速或风机的转速。这类压力控制系统的特点如下。    a．压力控制精度要求不高时，可采用变频调速开关式控制方案，根据压力上、下限控制转速的降低和升高。由于这类Bang-Bang式控制方案结构简单，被广泛应用于一些压力和流量的变频调速控制系统。    b．压力和流量之间有关联。例如，一些流量控制系统中，由于流体黏度大，或检测流量困难，也可采用压力控制间接控制流量，实现对流量的控制。另一些应用场合，被控变量是压力，因此，需要压力控制实现。例如，高楼供水压力控制系统。    离心泵的流量与压头之间有非线性关系，如式(2-65)所示。如果流量增加，压头下降，因此，这种应用场合，改用压力控制系统时，控制器的正、反作用要改变。    一些压力控制系统是经控制供压设备的转速控制其输出流量，从而间接控制出口压力。    c．由于流体的物性不同，压力控制系统的响应性能不同，例如，液体具有不可压缩性，压力传递迅速，动态响应快；气体具有可压缩性，气体压力的传递因压缩而变慢。    ②压力控制系统的类型。压力控制系统可分为直接压力控制和间接压力控制两类。    a．直接压力控制系统。这类直接压力控制系统是将出口压力直接作为被控变量的控制系统。例如，给水泵出口压力控制系统。当出口连接的管路阻力变化，或给水泵入口压力变化（例如，入口液位变化）时，压力控制系统直接检测给水泵出口压力，并送变频器，以保证出口压力恒定或随设定压力变化。    简单压力控制系统可用电接点压力表作为检测变送元件，将压力表的上、下限设置为所需转速降低和升高的信号，实现开关式控制，将压力保持在上、下限范围内波动。    单回路压力控制系统将压力信号检测和变送为标准的电压或电流信号，送PID控制器（一般选带内置PID控制器的变频器），与设定信号（变频器的外设模拟或数字设定信号或外接PID控制器的内部给定信号）比较，根据其偏差计算控制器输出（可以是比例或比例积分，一般不采用微分），控制器输出送变频器用于控制其输出频率，并改变给水泵转速，实现出口水压的控制。    压力控制精度要求高的场合，可采用转速、电流或转矩为副被控变量的串级控制系统，主被控变量仍是压力。其他控制系统的实施方案可根据应用要求和对干扰的分析设计。    b．间接压力控制系统。当压力值没有办法直接测量时，可用间接的计算方法获得。例如，高楼供水压力控制系统中，为控制远端压力维持在一定的压力，而该处压力无法直接测量时，可测量近端的水压，经数学模型计算确定远端水压，从而控制远端水压。    ③压力控制系统实施时的注意事项如下。    a．采用变频调速控制方式时，压力控制系统与流量控制系统有相类似的注意事项。例如，泵升扬程等，见上述流量控制系统实施时注意事项。    b．简单压力控制系统可采用开关式控制方案，用压力上限和下限控制电动机降速和升速。    c．离心式泵有泵升扬程。因此。应根据下列情况设置下限输出频率。    i．入口是有压管道供水，即入口压力为正时，实际升扬高度中一部分由入口压力提供，因此，实际泵升扬程大于实际提升扬程。    ii．出口封闭，例如，泵入一个压力系统或压力容器时，出口压力为正值，这时泵升扬程大于实际提升扬程。    iii．系统全封闭，出口管道在封闭情况下连接到入口，例如，封闭的冷却循环系统，实际提升扬程为零，入口压力等于出口压力减管道损耗后的剩余压力，因此，泵升扬程为零。    因此，变频调速时，转速过低产生压力不足以克服垂直的位头，水泵就不出水。