三菱A500变频PID控制应用实例

    在一电子生产企业中，需要对生产车间进行恒温控制，保持在20℃左右，热源（或冷源）通过15kW送风机向室内输送，请选用A500变频器进行设计。

    1．线路设计

    本案例中，艾特贸易网小编选择A500系列中的FR-A540-15K变频器进行控制，具体线路设计如图3.24所示。

    图3.24    PID应用案例

    对于温度控制而言，传感器可以选择2线型或3线型，并根据实际供电情况选择合适的直流电源或开关电源，常见的有DC24V或DC12V。

    输入输出信号根据表3.3进行选择。

    表3.3    温度控制I/O信号

    输入数字量信号中，RT端子选择X14功能（即Pr.183=14）。当X14信号接通时，变频器开始PID控制；当信号关断时，变频器按照普通模式运行。输出数字量信号中，可以根据实际现场指示需要，输出“上限指示”、“下限指示”。

    温度设定值通过变频器端子2～5中设定，反馈值信号通过变频器端子4、5输入。如果现场需要输入外部计算偏差信号时，通过1～5输入，同时在Pr. 128中设定为“10”或“11”。具体设定参数值如表3.4所示。

    表3.4    温度设定和反馈参数设置

    2．PID控制参数及过程

    温度控制采用A500变频器内置PID进行，其控制原理如图3.25所示。

    图3. 25    A500变频器内置PID控制原理

    对于温度PID控制中，正作用与反作用是很容易混淆的概念。对于本案例选择的温度传感器而言，假如4mA对应0℃，20mA对应50℃。则假如进行冷却时，即送风机送来的是冷源，则为正作用，如图3. 26所示，即当温度偏差（温度设定值一温度反馈量）为负时，增加变频器的输出频率，加大冷却效果，以保持恒温控制；如果温度偏差为正，则减小输出频率。

    图3. 26    正作用

    而当室内需要热风时，则变频器PID控制为负作用，即当温度偏差为正时，增加变频器的输出频率，以保证有足够的热源；如果温度偏差为负时，则减小变频器输出频率，具体如图3. 27所示。

    图3. 27    反作用

    对于温度控制而言，温度偏差与变频器的输出频率之间的关系如表3.5所示。

    了解了温度控制的正、反作用后，接下来就是选择合适的PID参数值，如表3.6所示。

    表3.5    温度偏差与变频器输出频率之间的关系

    表3.6    温度PID控制参数设置

    3．PID控制校准

    当设定好以上参数后，接下来就进行PID控制校准。假如传感器采用如上规格，温度设定采用0～5V，则具体校准过程如图3.28所示。

    图3. 28    具体校准过程