三核极速恒压变频控制方法_3

文档序号:8939772阅读:来源:国知局
[0107] 1、过程变量数据初始化:读取EEPROM存储数据,系统启动参数按设定值初始化。
[0108] 2、判断过程变量数据初始化是否成功,MCU识别初始化GOOD信号,若初始化失败, 系统返回重启过程变量初始化过程,若成功,执行下一步。
[0109] 3、栗组运行位置识别机检测变频故障:栗组切换时的位置确定,及变频栗是否有 故障。
[0110] 4、检测变频是否故障,若有故障,执行第5步;否则,执行第6步。
[0111] 5、检测故障是否复位:若复位返回执行第3步,否则功能流程结束。
[0112] 6、变频栗启动运行及故障检测:变频栗运行启动,并实时检测故障信号。
[0113] 7、检测是否达到切换栗条件及是否运行正常:检测实时数据,判断是否到达切换 设定值要求,并实时检测当前运行状态是否正常。若异常,系统返回第3步,否则执行下一 步。
[0114] 8、切换变频栗为工频运行,启动下一台栗为变频栗并输出复位信号。
[0115] 9、检测当前工频栗是否故障:MCU接收当前工频栗运行故障信号,若为"1"执行第 10步,否则流程结束。
[0116] 10、停止当前工频栗运行,并报警:系统自动返回执行第8步。
[0117] 3.闭环控制方案
[0118] 1、计算公式说明
[0119] 本发明主要是针对恒压(无负压)变频控制应用领域的闭环控制技术,采用 新的算法组合达到恒定供水压力的目的,其使用效果达到《建筑给水排水设计规范》 (6850015-2009)版中3.8条款关于增压设备的相关规定和要求。详细设计方案如下:
[0120] 计算公式:A = N(M-Kn)+F (Kn-Kn-1) _Cu*u -(1)
[0121] Pout = Pout+A -(2)
[0122] A:数字量频率输出值变化系数;
[0123] N :实际差值比例系数(给定值);
[0124] M :设定目标值;
[0125] Kn :当前实际值(η :第η个周期);
[0126] F:过程量差值比例系数(给定值);
[0127] Cu :节能比例优化系数(给定值);
[0128] U :节能优化值;
[0129] Pout:数字量频率实际输出值;
[0130] 例1 :系统设定压力值:0. 32Mpa ;实际差值比例系数为20 (给定值);过程量差值 比例系数为80(给定值);节能比例优化系数为3(给定值);节能优化值取1;当前实际值 初始值取〇 ;MCU频率f = 16000000Hz ;指令总量160000条。
[0131] 解:系统周期:t = 160000/f = 0. 01 (秒):系统运行周期为0. 01秒。
[0132] 引用计算公式⑴:A = N(M-Kn)+F(Kn-Kn-I) _Cu*u ;
[0133] 根据实例:N = 20 ;M = 0· 32 ;F = 80 ;Cu = 3 ;u = I ;
[0134] 代入公式得:A = 20 (0· 32-Kn) +80 (Kn-Kn-I) -3 - (3)
[0135] 根据实际情况系统在第一个运行周期内Kl = 0, KO = 0 ;
[0136] 得:A = 20*0. 32-3 = 3. 4 ;
[0137] 引用计算公式(2) :Pout = Pout+A ; (Pout初始值取0)
[0138] Pout = 0+3. 4 = 3. 4 ;
[0139] 说明:系统运行时在第一个运行周期0. 01秒,系统输出的频率信号值为3. 4(该数 值经过DA转化,转化为实际的频率控制模拟量信号)。
[0140] 根据实际情况若系统在第二个运行周期内K2 = 0. 03,那么Kl = 0(等于第一周期 Kn)
[0141] 代入公式(I) :A = 20(0. 32-0. 03)+80(0. 03-0)-3 ;得:A = 5. 2 ;
[0142] 代入公式(2) :Pout = 3. 4+5. 2 ;得:Pout = 8. 6 ;
[0143] 以此类推:当M>Kn时,A为正数(给定值需取一定范围);Pout值不断增加;M-Kn 差值越大,增加幅度越明显。
[0144] 当M = Kn时,A = Cu*u ;为负数,对Pout值进行微调,Pout值减小幅度至丨」达最小, 达到节能优化的目的,可设置不同的节能比例优化系数Cu,根据实际工况调整节能优化效 果。
[0145] 当M〈Kn时,A为负数(给定值需取一定范围);Pout值不断减小;M-Kn负差值越 大,减小幅度越明显。
[0146] 根据实际情况若系统在第η个运行周期内Kn = 0. 34, Kn-I = 0. 36 ;
[0147] 代入公式(I) :Α = 20(0. 32-0. 34)+80(0. 34-0. 36)-3 ;得:A = (-5);
[0148] 代入公式(2) :Pout = Pout-5 ;Pout 逐步减小。
[0149] 在实际使用过程中,可不断调整给定值N、F、Cu的大小来改变控制的精度范围,满 足使用需求。
[0150] 2.特性曲线的分析:
[0151] 由例 1 中的公式(3) :A = 20(0. 32-Kn)+80 (Kn-Kn-I)-3 ;
[0152] 得:A = 60Κη-80Κη-1+3· 4 ;
[0153] 因为Kn与Kn-I值之间的关系与系统的周期时间t、不同栗组的运行流量、扬程的 特性曲线、管路损失、变频转化效率、变频输出效率、电机效率、流体特性等等因素有关。故 该公式可视为非线性特性曲线关系。
[0154] 3、软件代码算法编程分析
[0155] 例 2 :根据计算公式(I) :A = N(M-Kn)+F(Kn-Kn-I) _Cu*u ;
[0156] C语言算法代码如下:
[0157] 硬件平台:ATMAGE128A-16 ;
[0158] 编程环境:AVR Studio 6. 0 ;
[0159] 编程语言:C语言;
[0160] / 氺--------------------------------------------------------------氺 /
[0161] //闭环控制频率输出
[0162] / 氺--------------------------------------------------------------氺 /
[0163] uint NFC_P0WER0 = 0 ;//定义频率输出值全局变量
[0164] ulong L0W_NFC = 0 ;//定义频率输出最低限制值全局变量
[0165] void NFC_P0ffER_0UTPUT (uchar N, uchar F, uchar Cu, ) //A = N(M-Kn) +F (Kn-Kn-1) _Cu*u 算法公式函数
[0166] {
[0167] uchar optionO = EEPR0M_read (0x0070) ;// 读取设定值运行目标值:M = optionO
[0168] int Et_P0WER = 0, 0UTPUTS_P0WER = 0 ;// 初始化局部变量:A = 0UTPUTS_P0WER
[0169] uint xl, x2, x3, x4 ;//定义局部变量
[0170] SET_P0WER = SET_P0WER_DATA () ;// 读取设定值运行目标值:M = SET_P0WER
[0171] READ_P0WER = READ_P0WER_DATA () ;// 读取当前实际值 Kn
[0172] Et_P0WER = SET_P0WER_READ_P0WER ;// 计算差值:M-Kn
[0173] 0UTPUTS_P0WER = N/10*Et_P0WER ;// 计算差值比例值:A = N(M-Kn)
[0174] 0UTPUTS_P0WER = 0UTPUTS_P0ffER+F*(Et_P0ffER-Et_P0ffER0)-Cu*0x0001 ;
[0175] // 代入公式 A = N (M-Kn) +F (Kn-Kn-I) -Cu*u,Kn = Et_P0WER ;Kn-l = Et_P0WER0 ; u = 0x0001
[0176] Et_P0WER0 = SET_P0WER_READ_P0WER ;// 第 n-1 次差值计算:Kn-I = M-Kn-2
[0177] PID_P0WER = PID_P0WER+0UTPUTS_P0WER ;// 频率输出值计算:Pout = Pout+A
[0178] L0W_PID = SET_NUM_DATA00 (0x0009, OxOOOA) ;// 频率低限制值计算
[0179] L0W_PID = L0W_PID*0x0E56/0x00
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