专利名称：Plc/dcs单通道修正反馈调用变频器pid功能的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种铝变频器硬件的参数设定系统，尤其是一种PLC/DCS单通道修正反馈调 用变频器PID功能的系统。
背景技术：
目前，铝行业目前通常由PLC/DCS的模拟量的输出来调节变频器的输出频率，以调节变 频驱动电机的转速，从而使某工艺参数满足工艺要求，例如调节风机的转速，来调节风机 的出口压力，使其保持在设定值左右；调节给料机的转速，来调节给料量，使其保持在设定 值左右；调节料浆泵的转速，来调节料浆的流量，使其保持在设定值左右。变频器工作稳定 ，调节快速，节能的特点，在铝行业已大量采用。工艺参数输入PLC/DCS，工艺参数设定值 在上位机上设定，并均需要在上位机上显示。目前铝行业PLC/DCS调节变频器的方式有以下 二种 一种是PLC/DCS输出4 20mA (0 10V)单通道模拟量调速信号直接调节变频器，它的 执行调节由程序完成，PID模块运算程序执行时间长，特别是如果控制系统中变频器多或者 PID调节较多，就会造成程序执行时间长，控制系统相应速度慢，调节曲线不平滑，在反馈 值与设定值相差较大时，调节时间相应较长；另一种是PLC/DCS输出双通道2个4 20mA (0 10V)道模拟量信号至变频器，运用变频器内置的PID功能来调节变频器的输出， 一个模拟量 信号为工艺参数的反馈信号， 一个为设定参数，运用变频器内置的PID功能来调节变频器的 输出，这种方法特点是执行调节由变频器完成，虽然分散化调节控制，简化了过程， PLC/DCS程序没有PID模块，程序执行速度快，调节曲线平滑；但是多增加了一根信号电缆， 增加了成本。并且上述PLC/DCS单/双通道变频器调节方法均有一个缺点，在电动机就地手动 控制方式下，由于没有PLC/DCS控制与模拟量的输出，变频器没有速度调节信号与设定信号 的输入，操作人员在马达就地按钮盒上启动变频器与电机，电动机转速为零，不转动，无法 检査电动机工作是否正常。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能的系统。该系 统的变频器工作稳定，调节曲线平滑，PLC/DCS过程简化，执行速度快，成本低廉，能检査 电动机工作是否正常，以克服现有技术的不足。
3本发明的技术方案是PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能的系统，包括 内置PID功能的变频器，在内置PID功能的变频器的内部参数里设置一个虚拟工艺参数设
定值Y1，并输出一个实际工艺参数反馈值X;
PLC/DCS模块，与所述的内置PID功能的变频器连接，接收实际工艺参数反馈值X，并产 生一个修正工艺参数反馈值X1 ，将其输入到内置PID功能的变频器中；
电机转速调节模块，与内置PID功能的变频器连接，并接收实际工艺参数X，通过实际工 艺参数X来改变与其连接的电机的转速。
所述的修正工艺参数反馈值X1，是在PLC/DCS模块中通过公式Xh(Yl-Y)+X计算得到的， 其中Y1为虚拟工艺参数设定值Y1， Y为实际工艺参数设定值Y，实际工艺参数X与实际工艺参 数反馈值X相同，均为X。
所述的修正工艺参数反馈值X1，是在PLC/DCS模块中通过公式Xh(Yl-Y)+X计算得到的， 其中Y是实际工艺参数设定值Y。
所述的虚拟工艺参数设定值Y1为工艺参数的范围上限值。
所述的内置PID功能的变频器连接有一个变频器控制盘。
与现有技术比较，本发明利用变频器内置的PID功能，当电动机处于就地手动控制方式 下，PLC/DCS模块不控制变频器，输出至变频器的反馈值为0，变频器会一直加速电动机至最 高转速，这样电动机以额定转速运行，可以检査电动机的工作状况，保证了调节曲线平滑， 使PLC/DCS过程简化，变频器使用稳定，执行速度快，成本低廉，使用效果好。
图l为本发明的结构框图。
具体实施例方式
实施例PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能的系统，包括内置PID功能的变 频器，在内置PID功能的变频器的内部参数里设置一个虚拟工艺参数设定值Y1， Yl为工艺参 数的范围上限值，并通过一个与其连接变频器控制盘将虚拟工艺参数设定值Y1输入到内置 PID功能的变频器中，并输出一个实际工艺参数反馈值X; PLC/DCS模块与内置PID功能的变频 器连接，接收实际工艺参数反馈值X，在PLC/DCS模块中通过公式Xh(Yl-Y)+X计算得产生一 个修正工艺参数反馈值X1，其中Y是实际工艺参数设定值Y，将修正工艺参数反馈值X1输入到 内置PID功能的变频器中；电机转速调节模块与内置PID功能的变频器连接，并接收实际工艺 参数X，再通过实际工艺参数X来改变与其连接的电机的转速。
某工程AB-PLC控制系统需通过ABB-变频器调节鼓风机转速来调节风机出口压力(传感器
4测量范围0 10000Pa，设计范围0 7200Pa)，使其保持在工作设定值(3000 6000Pa)，电动 机额定转速为2950rpm; PLC/DCS模块只有一个模拟量输出通道至变频器。要求在上位机上显 示实际的风机出口压力X，在上位机上设定实际的风机出口压力Y，并记录实际的风机出口压 力X，绘制压力X —时间曲线。
在变频器参数设定时，调用变频器的PID功能，设定电动机最高转速为2950rmp，将变频 器PID的虚拟压力参数设定值Y1通过变频器控制盘输入，设定为80%(￥1=80%，对应6000Pa)， 将修改压力参数反馈值X1由变频器AIl 口输入变频器PID中；变频器PID的时间常数、比例积 分微分常数根据实际情况设定。
在上位机上人工设定风机出口压力设定值Y(可以改变，比如￥=66. 7%，对应5000Pa)，将 风机出口压力传感器信号X(4500 5500Pa，对应60% 73. 3%)输入PLC/DCS模块，在 PLC/DCS模块程序中进行运算，如下公式
X1=(Y1-Y)+X
PLC/DCS模块将单通道模拟量信号X1 (72. 3% 85. 6%)通过变频器AIl 口输入至变频器 PID中；变频器PID根据虚拟压力设定值Y1与修正压力反馈值X1，调节电机转速，使得实际压 力反馈值X，接近于实际压力设定值Y;根据工程实际调试结果，变频器工作稳定，调节曲线 平滑，PLC/DCS过程简化，使用效果很好。
变频器得到的反馈值X1是修正后的，与实际工艺反馈值X相比有一个增加量(Y1-Y)，这 个增加量就包含有实际工艺参数设定值Y，将公式变为 (Y-X) =(Y1-XI)
可以看出虚拟的设定值与修正后的反馈值的差值与实际设定值与实际反馈值的差值相同
如果实际工艺设定值￥=75%，实际工艺反馈值《=70%，变频器得到得修改工艺反馈值为 Xl=75%，虚拟工艺设定值为￥1=80%，变频器的PID调高电动机转速，使得X1接近Y^80X， 同时X也就接近于Y二75。/。。
如果实际工艺设定值￥=75%，实际工艺反馈值乂=80%，变频器得到得反馈值为85%，设 定值为80%，变频器的PID调低电动机转速，使得X1接近Y^80X，同时X也就接近于Y二75。/。。
当电动机处于就地手动控制方式下，PLC/DCS模块不控制变频器，输出至变频器XhO， 变频器会一直加速电动机至最高转速(一般通过变频器设定为电动机的额定转速)，这样电 动机以额定转速运行，可以检査电动机的工作状况。
权利要求
权利要求1一种PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能的系统，包括内置PID功能的变频器，在内置PID功能的变频器的内部参数里设置一个虚拟工艺参数设定值Y1，并输出一个实际工艺参数反馈值X；PLC/DCS模块，与所述的内置PID功能的变频器连接，接收实际工艺参数反馈值X，并产生一个修正工艺参数反馈值X1，将其输入到内置PID功能的变频器中；现场输入实际的工艺参数反馈值给PLC/DCS，PLC/DCS上设定实际的设定值Y，并输出修正工艺参数反馈值X1；变频器根据设定值Y1，反馈值X1调节电机转速来调节反馈值X，使其保持在设定值Y左右。
2 根据权利要求1所述的PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能 的系统，其特征在于修正工艺参数反馈值X1，是在PLC/DCS模块中通过公式Xh(Yl-Y)+X计 算得到的，其中Y为实际工艺参数设定值Y，实际工艺参数X与实际工艺参数反馈值X相同，均 为X。
3 根据权利要求1或2所述的PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID 功能的系统，其特征在于虚拟工艺参数设定值Y1为工艺参数的范围上限值。
全文摘要
本发明公开了一种PLC/DCS单通道修正反馈调用变频器PID功能的系统，包括内置PID功能的变频器，在内置PID功能的变频器的内部参数里设置一个虚拟工艺参数设定值Y1，并输出一个实际工艺参数反馈值X；PLC/DCS模块，与所述的内置PID功能的变频器连接，接收实际工艺参数反馈值X，并产生一个修正工艺参数反馈值X1，将其输入到内置PID功能的变频器中；电机转速调节模块，与内置PID功能的变频器连接，并接收实际工艺参数X，通过实际工艺参数X来改变与其连接的电机的转速。本发明利用变频器内置的PID功能，可以检查电动机的工作状况，保证了调节曲线平滑，使PLC/DCS过程简化，变频器使用稳定，执行速度快，成本低廉，使用效果好。
文档编号G05B11/42GK101488009SQ20081030012
公开日2009年7月22日 申请日期2008年1月16日 优先权日2008年1月16日
发明者宦述晓 申请人:贵阳铝镁设计研究院