變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用

全宇

摘 要：近幾年，我國變頻器PID功能被廣泛應(yīng)用于恒壓供氣、供水系統(tǒng)中，并取得顯著的成就。隨著科技水平的不斷提高，變頻器PID的應(yīng)用也延伸到電線電纜生產(chǎn)設(shè)備等領(lǐng)域。簡要介紹了變頻器PID功能以及在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用，對實際的電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中變頻器PID功能的應(yīng)用進行了總結(jié)和提煉，并從變頻器PID功能的參數(shù)設(shè)置和調(diào)試2方面作了簡要的闡述，為變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用提供一些參考。

關(guān)鍵詞：變頻器；PID功能；電線電纜；生產(chǎn)設(shè)備

中圖分類號：TM247；TN773 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.156

變頻器PID的控制功能在企業(yè)生產(chǎn)中得到了非常廣泛的應(yīng)用，在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率以及滿足工藝要求中發(fā)揮巨大的作用。近幾年來，變頻器PID功能在恒壓供水系統(tǒng)中的研究和應(yīng)用已經(jīng)非常深入，解決了恒壓供水系統(tǒng)中很多技術(shù)問題。但是科研人員和技術(shù)人員仍然需要不斷地實踐探索，加強變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備及其他工業(yè)方面的應(yīng)用。

1 變頻器PID功能和電線電纜生產(chǎn)設(shè)備

隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國各行各業(yè)都大力、積極發(fā)展和應(yīng)用先進科學技術(shù)，其經(jīng)濟效益和工業(yè)效率都取得了顯著的成效。變頻器也隨著工業(yè)的發(fā)展被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化設(shè)備中，變頻器技術(shù)中PID控制是一個重要的領(lǐng)域。變頻器的PID（比例-積分-微分）功能滿足了機械設(shè)備對自動化程度的需求以及精度控制的要求，它的應(yīng)用可以提供穩(wěn)定的溫度、流量等，以保證工藝的質(zhì)量和要求，應(yīng)用非常廣泛。PID控制器是一個用于工業(yè)控制的反饋回路組件，是一種在閉環(huán)控制系統(tǒng)中讓被控物理量準確接近控制目標的手段。PID控制器由比例、積分和微分3個單元組成，以比例控制為基礎(chǔ)，通過積分控制消除穩(wěn)態(tài)誤差，用微分控制提高大慣性系統(tǒng)響應(yīng)速度，還能有效地減弱超調(diào)趨勢。PID控制器的核心是參數(shù)整定，實施中一般是根據(jù)被控過程的特性確定PID的比例系數(shù)、積分時間和微分時間，然后在測量和比較后對系統(tǒng)進行糾正，以保證對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備等應(yīng)用的控制。

在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中，變頻器的張力控制以及PID控制對設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)起著非常重要的作用。在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中，放線電機與押出主機電機保持一定比例的轉(zhuǎn)速是保持材料張力的基礎(chǔ)，變頻器PID功能的發(fā)揮能有效地控制收線電機的轉(zhuǎn)速，同時電位器電壓的變化反饋能讓變頻器對放線電機轉(zhuǎn)速進行一定程度的調(diào)整和控制。所以變頻器PID功能的應(yīng)用對電線電纜生產(chǎn)設(shè)備有非常重要的意義，企業(yè)應(yīng)該不斷研究和探索變頻器PID控制技術(shù)和在該領(lǐng)域的深入應(yīng)用，以提高電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的效益和效率。

2 變頻器PID功能的具體應(yīng)用

變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中起到了非常重要的作用，筆者根據(jù)實際研究簡要闡述了變頻器在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用。

2.1 變頻器參數(shù)設(shè)置

進行變頻器的參數(shù)設(shè)置首先要清除已經(jīng)存在的參數(shù)再進行新參數(shù)的設(shè)置，然后將變頻器斷電后再連接，新的參數(shù)生效。在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中，變頻器的主要參數(shù)分為3部分：①變頻器驅(qū)動電機的基本參數(shù)，設(shè)置變頻器使用的基本性能；②電機銘牌參數(shù)，按照電機銘牌值設(shè)置額定功率、額定電壓、額定電流等標準值；③PID功能參數(shù)，設(shè)置了PID的比例、積分時間、微分時間以及反饋源等其他重要信息，PID功能參數(shù)的設(shè)置決定生產(chǎn)設(shè)備運行中的穩(wěn)定性。在設(shè)置PID參數(shù)時，首先要根據(jù)實際情況確定被調(diào)節(jié)壓力的設(shè)定值，將設(shè)定值進行百分數(shù)的換算；要根據(jù)設(shè)定值運行生產(chǎn)設(shè)備，在運行時調(diào)整比例、積分時間和微分時間的值，以控制生產(chǎn)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

在變頻器參數(shù)設(shè)置中通常要注意上限頻率、下線頻率以及最高頻率的設(shè)定。頻率范圍的設(shè)置要合理，不能過高也不能過低。變頻器的工作頻率不能超過額定頻率，自身轉(zhuǎn)速也不能超過額定轉(zhuǎn)速，否則會影響變頻器的使用壽命及性能。

2.2 變頻器的調(diào)試

設(shè)置好變頻器的3組相關(guān)參數(shù)后，就需要在運行生產(chǎn)設(shè)備中對變頻器進行調(diào)試，通過調(diào)整PID參數(shù)來保證對電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的張力和電機轉(zhuǎn)速進行有效的控制。

對于變頻器的調(diào)試，需要做好以下3方面的工作：①要對電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的張力桿和電位器進行調(diào)試。首先要將張力桿調(diào)整到水平平衡的位置，然后將電位器調(diào)整到中間值，讓電機處于不運行的狀態(tài)。②要進行應(yīng)用狀態(tài)的調(diào)試，在放線狀態(tài)下，當張力桿在平衡位置下降時，電機應(yīng)該為反轉(zhuǎn)狀態(tài)；但是，當張力變大，張力桿在平衡位置上升時，電機為正轉(zhuǎn)狀態(tài)，電位器的反饋值決定電機轉(zhuǎn)速。當張力桿在平衡位置下降，也就是當張力小時，電機應(yīng)該是正轉(zhuǎn)加速狀態(tài)；當張力大，張力桿在平衡位置上升時，電機處于減速狀態(tài)，電機的轉(zhuǎn)速應(yīng)該由電位器的反饋值來決定。③進行正/反轉(zhuǎn)的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試。在只有正轉(zhuǎn)的情況下，要先檢查有沒有設(shè)置禁止反轉(zhuǎn)，并將禁止反轉(zhuǎn)改為允許反轉(zhuǎn)。然后查看PID的作用方向、PID反轉(zhuǎn)截止頻率參數(shù)設(shè)置并調(diào)整為合理的值。如果正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)的響應(yīng)較慢，就適當加大PID比例增益值，響應(yīng)速度較快時，則應(yīng)該減小PID比例增益值。當出現(xiàn)低速正反轉(zhuǎn)響應(yīng)慢時，在10%的范圍內(nèi)加大轉(zhuǎn)矩提升值。在進行PID功能參數(shù)調(diào)試時，應(yīng)該進行多次調(diào)試，使得在正常情況下，設(shè)備暫停（線材不走）電機就不運行，張力桿處于平衡位置且保持一定張力；設(shè)備運行時（走線時），張力桿的位置變化帶動電位器電壓變化，然后將電壓變化值反饋給變頻器，以控制放線電機的轉(zhuǎn)速，達到平衡值并保持一定張力的狀態(tài)。與此同時，在調(diào)試的過程中，要對變頻器的穩(wěn)定性以及穩(wěn)態(tài)誤差進行調(diào)試，以保證生產(chǎn)設(shè)備的穩(wěn)定性和精準度。

3 結(jié)束語

綜上所述，變頻器PID功能在我國工業(yè)自動化設(shè)備中得到非常廣泛的應(yīng)用，它能滿足生產(chǎn)設(shè)備以及系統(tǒng)對自動化、穩(wěn)定性以及準確性的要求。在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中，變頻器PID功能的應(yīng)用能夠有效地控制生產(chǎn)設(shè)備的張力桿和電機的轉(zhuǎn)速，對生產(chǎn)設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)有非常重要的意義。通過對變頻器的PID參數(shù)設(shè)置和調(diào)試，可以實現(xiàn)電線電纜生產(chǎn)設(shè)備暫停時和正常使用時對張力桿平衡、張力以及電機轉(zhuǎn)速的控制，以提高電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的運作效率和質(zhì)量。

參考文獻

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〔編輯：劉曉芳〕