我們已經(jīng)提到過幾次如何使用閉環(huán)控制來保持恒定的溫度，壓力等，以及大多數(shù)變頻器是如何在變頻器中內(nèi)置此功能的，因此幾乎不需要外部器件。讓我們詳細(xì)了解一下。

首先，讓我們談?wù)勯_環(huán)和閉環(huán)控制之間的區(qū)別。如果我們使用泵來維持壓力，則可以將泵的速度設(shè)置為我們認(rèn)為可以完成的速度，并希望達(dá)到最佳狀態(tài)，甚至在晚上將其調(diào)低一點(diǎn)。這是一個開環(huán)控制。

更好的解決方案是安裝壓力傳感器，并將其連接到控制泵的變頻器。現(xiàn)在，變頻器會將這個實(shí)際（即測得）的壓力值與所需的壓力值（設(shè)定值）進(jìn)行比較，并會連續(xù)調(diào)整泵的速度以將壓力保持在此水平（假設(shè)您已正確設(shè)置）。由于壓力傳感器的連接完成了回路（變頻器–電機(jī)–泵輸出–變送器–變頻器），因此該系統(tǒng)稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)，如圖1所示。

圖-1 開/閉環(huán)控制系統(tǒng)

從飛機(jī)穩(wěn)定系統(tǒng)到繞線系統(tǒng)中的張力控制，以及在保持壓力，流速，速度或溫度等更明顯的應(yīng)用中，閉環(huán)控制無處不在。

閉環(huán)控制的關(guān)鍵問題是穩(wěn)定性。如果您試圖控制一艘狹窄的船，您將了解這一點(diǎn)；拉舵柄，什么也沒發(fā)生；你再拉一點(diǎn)，船就開始轉(zhuǎn)彎。您回退舵柄，但是船繼續(xù)轉(zhuǎn)彎。您用另一種方法用力拉，最終將其拉直。沿著運(yùn)河振蕩，直到您掌握了系統(tǒng)的延遲。在閉環(huán)系統(tǒng)中，可以通過仔細(xì)處理誤差來建立穩(wěn)定性。誤差是設(shè)定值（期望值）和實(shí)際（反饋）值之間的差。該誤差適用于控制系統(tǒng)–船上的操縱桿，或工業(yè)上的變頻器。因此，在狹窄的船上，船指向的位置（實(shí)際值）和沿運(yùn)河的正下方（設(shè)定點(diǎn)）的差就是誤差。

在典型的變頻器應(yīng)用中，可以通過模擬輸入或固定值來設(shè)置設(shè)定值（例如壓力），而實(shí)際值可以通過連接到另一個模擬輸入的壓力傳感器來設(shè)置。然后，該誤差會不斷調(diào)整電機(jī)速度。現(xiàn)在要獲得良好的控制和穩(wěn)定性，您需要處理誤差信號。在狹窄的船上，您很快就學(xué)會不要將舵柄轉(zhuǎn)動得太快，并放慢對誤差的反應(yīng)。變頻器通過控制誤差信號的比例增益和積分（濾波值）來實(shí)現(xiàn)此目的。誤差的微分值很少使用，但是比例，積分和微分這三個術(shù)語是閉環(huán)控制系統(tǒng)的代名詞；PID系統(tǒng)。

讓我們仔細(xì)看看。如果我們將誤差乘以一個常數(shù)，則代表增益。如果此常數(shù)是一個很高的值，那么誤差會很小，我們將在狹窄的船上將舵柄搖晃。顯然潛在地不穩(wěn)定。如果常數(shù)是一個低值，我們的響應(yīng)將不足以糾正誤差。

如果現(xiàn)在通過積分誤差來添加一個“阻尼”因子，這將減慢系統(tǒng)的響應(yīng)速度，這在控制時間以秒為單位的狹窄船只上很有用。再次，積分項(xiàng)太高，響應(yīng)將太慢；值太低，我們將再次振蕩，因?yàn)橄到y(tǒng)阻尼不足。

如果我們區(qū)分錯誤信號，這將對必須限制過沖的一些系統(tǒng)有所幫助，但這是非常不尋常的。

顯然，窄船的P，I和D值將與快速系統(tǒng)（例如，繞線機(jī)張力控制）的P，I和D值不同。因此，變頻器中的通用控制系統(tǒng)允許設(shè)置P，I和D值，從而幾乎可以穩(wěn)定任何閉環(huán)系統(tǒng)。圖2顯示了在典型的PID系統(tǒng)中如何處理錯誤。

圖-2 錯誤處理

在實(shí)踐中，我們?nèi)绾问褂米冾l器？我們在變頻器中內(nèi)置了PID控制器（或E3變頻器上的PI控制器），因此我們只需要合適的傳感器或反饋信號即可控制變量。像大多數(shù)工程學(xué)一樣，如果基礎(chǔ)知識正確，其余的工作就很簡單。確保來自傳感器的反饋信號能夠?yàn)槟峁┢谕闹担⒋_保在加速和減速電機(jī)時，電機(jī)以可預(yù)測的方式變化。首先開環(huán)運(yùn)行系統(tǒng)以進(jìn)行檢查。如果傳感器信號為2.3至5.7V，則可以相應(yīng)地縮放與其連接的模擬輸入。如果傳感器電壓隨著電機(jī)速度的增加而增加，則很好；如果它掉落（也許您正在使用真空泵），則需要更改參數(shù)（E3上的P-43，P2和Eco上的P3-04）以告訴變頻器以這種方式工作。您還可以更改反饋信號和設(shè)定值信號的來源，這樣設(shè)定值可以來自固定的存儲值。

一旦傳感器信號看起來不錯，就可以在變頻器中啟用閉環(huán)控制并查看會發(fā)生什么（E3上的P-12 = 5，P2和Eco上的P1-12 = 3）。 它可能會保持良好和穩(wěn)定，不需要任何調(diào)整。如果不穩(wěn)定，您可以嘗試調(diào)整P和I項(xiàng)；如前所述，通常不需要D項(xiàng)。在E3變頻器上，P和I分別通過參數(shù)P-41和P-42進(jìn)行調(diào)整。在P2和Eco P3-01，P3-02和P3-03上調(diào)整P，I和D –所有閉環(huán)參數(shù)均為P3-XX組。

一個建議是增加P項(xiàng)直到其振蕩，將其稍微回退并增加一點(diǎn)I。這有點(diǎn)像妖術(shù)，但是不要偏離默認(rèn)設(shè)置太遠(yuǎn)并且可以從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)習(xí)?？刂篇M窄的船可能會比較困難，但至少您可以在酒吧停下來沉醉一下。

閉環(huán)控制通常用于控制溫度，壓力或流速的應(yīng)用中，但是還有許多其他應(yīng)用； 例如，在纏繞系統(tǒng)中保持張力，如圖3所示。跳動臂移動電位器，該電位器產(chǎn)生一個信號，指示被纏繞材料的張力。這被反饋到變頻器，該變頻器調(diào)整卷繞機(jī)的速度以保持張力恒定。

圖-3 繞組應(yīng)用中的張力控制

在Eco和P2變頻器上，還有一些其他有用的參數(shù)。可以關(guān)閉斜坡以提高響應(yīng)速度，可以設(shè)置各種限制，如果出現(xiàn)諸如爆管的問題，變頻器可以檢測到并關(guān)閉它，而不是平整運(yùn)轉(zhuǎn)并淹沒該位置。Eco變頻器具有其他功能，例如級聯(lián)控制和PID休眠功能。這些參數(shù)是通用閉環(huán)控制器的實(shí)用補(bǔ)充。

許多變頻器應(yīng)用是在開環(huán)或與其他控制系統(tǒng)結(jié)合使用的，但是對于簡單的應(yīng)用，內(nèi)置的閉環(huán)控制可能非常有用。