空调风机变频PID控制
PID控制详解
PID控制详解概述当今的自动控制技术都是基于反馈的概念。
反馈理论的要素包括三个部分：测量、比较和执行。
测量关心的变量，与期望值相比较，用这个误差纠正调节控制系统的响应。
这个理论和应用自动控制的关键是，做出正确的测量和比较后，如何才能更好地纠正系统。
PID（比例-积分-微分）控制器作为最早实用化的控制器已有50多年历史，现在仍然是应用最广泛的工业控制器。
PID控制器简单易懂，使用中不需精确的系统模型等先决条件，因而成为应用最为广泛的控制器。
PID控制器由比例单元（P）、积分单元（I）和微分单元（D）组成。
其输入e (t)与输出u (t)的关系为u(t)=kp(e((t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt) 式中积分的上下限分别是0和t因此它的传递函数为：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)其中kp为比例系数；TI为积分时间常数；TD为微分时间常数基本用途它由于用途广泛、使用灵活，已有系列化产品，使用中只需设定三个参数（Kp，Ti和Td）即可。
在很多情况下，并不一定需要全部三个单元，可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是必不可少的。
首先，PID应用范围广。
虽然很多工业过程是非线性或时变的，但通过对其简化可以变成基本线性和动态特性不随时间变化的系统，这样PID就可控制了。
其次，PID参数较易整定。
也就是，PID参数Kp，Ti和Td可以根据过程的动态特性及时整定。
如果过程的动态特性变化，例如可能由负载的变化引起系统动态特性变化，PID参数就可以重新整定。
第三，PID控制器在实践中也不断的得到改进，下面两个改进的例子。
在工厂，总是能看到许多回路都处于手动状态，原因是很难让过程在“自动”模式下平稳工作。
由于这些不足，采用PID的工业控制系统总是受产品质量、安全、产量和能源浪费等问题的困扰。
PID参数自整定就是为了处理PID参数整定这个问题而产生的。
现在，自动整定或自身整定的PID 控制器已是商业单回路控制器和分散控制系统的一个标准。
空调系统的pid控制原理
空调系统的pid控制原理
空调系统的PID控制原理如下:
1. PID(比例-积分-微分)是一种常用的反馈控制方法。
2. 比例控制:系统偏差e与控制量u成正比,使进程快速接近设定值,但会有静差。
3. 积分控制:采用偏差e的积分值作为控制量,可以消除静差,但响应速度慢。
4. 微分控制:采用偏差e的变化率作为控制量,提高动态响应速度,但会放大噪声的影响。
5. PID控制将上述三种合理结合,既有快速的响应,也能消除静差,性能更优。
6. 空调系统采用温度传感器反馈室内温度,与设定温度比较,得到偏差e。
7. PID算法计算出控制量u,调节风机频率、制冷量等参数。
8. 重复上述反馈和控制过程,使室内温度稳定维持在设定温度附近。
9. 通过调节PID参数,可以获得空调系统的最佳控制效果。
综上,PID控制利用反馈原理使空调系统稳定、快速达到设定状态,是一种常用而有效的控制策略。
pid在空调中应用的原理
PID在空调中应用的原理1. 概述在空调系统中，PID（比例-积分-微分）控制器是一种常见的控制策略，用于调节空调系统的温度、湿度等参数。
PID控制器基于实时测量的数据进行计算，不断调整空调系统的输出，以使其接近设定值。
本文将介绍PID控制器在空调系统中的应用原理。
2. PID控制器的工作原理PID控制器根据误差信号对输出进行调整，以使系统输出尽可能接近设定值。
它包括三个基本部分：比例、积分和微分。
下面将详细介绍每个部分的作用。
2.1 比例部分比例部分根据当前误差的大小，以一定比例调整系统输出。
比例部分的作用是使系统快速响应，但可能产生过冲和震荡的现象。
2.2 积分部分积分部分通过累加误差信号的面积，以一定的积分时间对系统输出进行调整。
积分部分主要用于消除系统的稳态误差，使系统稳定。
2.3 微分部分微分部分根据误差信号变化率的大小，以一定的微分时间对系统输出进行调整。
微分部分主要用于抑制系统的震荡和过冲现象，使系统更加稳定。
3. PID控制器在空调中的应用原理在空调系统中，PID控制器可用于调节室内温度、湿度等参数。
下面将按照空调系统的不同参数介绍PID控制器的应用原理。
3.1 温度控制在空调系统中，PID控制器可根据室内温度与设定温度之间的差异，自动调节空调系统的制冷或制热功能，使室内温度趋向于设定温度。
•比例部分：根据当前温度与设定温度之间的差异，调整冷水或热水的供应量。
差异越大，调整量越大。
•积分部分：根据温度差异的积分值，调整冷水或热水的供应时间。
用于消除长时间温度偏差。
•微分部分：根据温度差异的变化率，调整冷水或热水的供应速度。
用于抑制温度的过冲和震荡。
3.2 湿度控制在空调系统中，PID控制器可根据室内湿度与设定湿度之间的差异，自动调节空调系统的加湿或除湿功能，使室内湿度趋向于设定湿度。
•比例部分：根据当前湿度与设定湿度之间的差异，调整加湿或除湿的风扇速度。
差异越大，调整量越大。
•积分部分：根据湿度差异的积分值，调整加湿或除湿的设备工作时间。
pid控制器的输入输出_PID控制器的控制实现
pid控制器的输入输出_PID控制器的控制实现PID控制器（Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器），由比例单元P、积分单元I 和微分单元D 组成。
通过Kp，Ki和Kd三个参数的设定。
PID 控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。
本文首先介绍的是PID控制器的工作原理，其次介绍的是pid控制器的输入输出，最后介绍了PID控制器的参数整定以及PID控制器的控制实现，具体的跟随小编一起来了解一下。
PID控制器的工作原理PID控制器广泛应用于工业过程控制。
工业自动化领域的大约95％的闭环操作使用PID控制器。
控制器以这样一种方式组合，即产生一个控制信号。
作为反馈控制器，它将控制输出提供到所需的水平。
在微处理器发明之前，模拟电子元件实现了PID控制。
但是今天所有的PID控制器都是由微处理器处理的。
可编程逻辑控制器也有内置的PID控制器指令。
通过使用低成本的简单开关控制器，只有两种控制状态是可能的，例如全开或全关。
它用于有限的控制应用，这两个控制状态足够控制目标。
然而，这种控制的振荡特性限制了其使用，因此正在被PID控制器所取代。
PID控制器保持输出，使得通过闭环操作在过程变量和设定点/期望输出之间存在零误差。
PID使用三种基本的控制行为，下面将对此进行说明。
P-控制器：比例或P-控制器给出与电流误差e（t）成比例的输出。
它将期望值或设定值与实际值或反馈过程值进行比较。
得到的误差乘以比例常数得到输出。
如果错误值为零，则该控制器输出为零。
此控制器在单独使用时需要偏置或手动重置。
这是因为它从来没有达到稳定状态。
它提供稳定的操作，但始终保持稳定状态的错误。
当比例常数Kc增加时，响应速度会增加。
pid变频压缩机控制原理
pid变频压缩机控制原理随着科技的不断发展，变频技术在各个领域都有广泛的应用。
在制冷行业中，pid变频压缩机控制原理被广泛应用于空调、冷柜、冷库等设备中。
本文将介绍pid变频压缩机控制原理的基本概念、工作原理和应用场景。
一、pid变频压缩机控制原理的基本概念pid变频压缩机控制原理是指利用pid控制算法对变频压缩机进行精确控制的方法。
pid控制算法是一种常见的控制算法，它通过不断调整控制器的输出，使被控对象的输出值尽可能接近设定值。
pid 控制算法由比例、积分、微分三个部分组成，分别对应于控制器的比例环节、积分环节和微分环节。
二、pid变频压缩机控制原理的工作原理pid变频压缩机控制原理的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 传感器采集：首先，通过传感器对压缩机的运行状态进行实时监测，包括压力、温度、流量等参数。
2. 反馈信号处理：将传感器采集到的信号经过放大、滤波等处理后，得到准确的反馈信号。
3. 设定值设定：根据用户的需求，设定压缩机的运行目标，例如设定温度、湿度等。
4. pid控制算法计算：将反馈信号与设定值进行比较，得到误差值。
然后，使用pid控制算法对误差值进行计算，得到控制器的输出信号。
5. 变频器控制：将控制器的输出信号传递给变频器，通过调整变频器的频率，控制压缩机的运行速度。
6. 压缩机控制：根据变频器的输出信号，控制压缩机的转速和运行状态，使其尽可能接近设定值。
三、pid变频压缩机控制原理的应用场景pid变频压缩机控制原理在制冷行业有着广泛的应用。
它可以根据实际需求对压缩机的运行状态进行精确控制，实现能耗的最优化。
以下是几个应用场景的介绍：1. 空调系统：在空调系统中，pid变频压缩机控制原理可以根据室内温度的变化，调整压缩机的运行速度，实现室内温度的稳定控制。
2. 冷柜：在冷柜中，pid变频压缩机控制原理可以根据货物的负载情况，调整压缩机的运行状态，实现货物的最佳保鲜效果。
3. 冷库：在冷库中，pid变频压缩机控制原理可以根据库内温度的变化，调整压缩机的运行速度，实现库内温度的稳定控制，提高冷藏效果。
关于调用ABB变频器PID应用宏实现空调机组恒压送风的探讨
PID介绍
3.1 PID原理介绍
工作过程中，应用最为广泛的调节器控制为比例、积分、微分控制，简称PID控制，又称PID调节。
PID控制问世至今已70多年历史，已其结构简单、稳定性好、调整方便、工作可靠而成为工业控制主要技术。
当被控对象结构和参数不能狗完全掌握，或者得不到精确数学模型时，控制理论其他技术也难以采用时，系统控制器结构和参数须要靠经验和现场调试来确定，这时使用PID控制技术最为方便可靠。
即当我们不完全了解一个系统和被控对象，或不能用有效测量手段来获得系统参数时，最适合用PID控制技术。
PID控制算法，实际中也有PD,PID控制。
PID控制器就是根据系统误差，利用比例、积。
一种空调室温PID优化控制方法
是 系 统稳 定 的 判 据 ，而 系 统 稳 定 是 Ｐ Ｄ参 数 优 Ｉ 化 的 前提 ，因此 可 以 判 定 优 化 ＰＤ 参 数 与 此 比 Ｉ 值 密 切 相 关 。 以此 比值 的倒 数 的指 数 为主 相 关
值 ， 以计 算积 分 和 微 分 时 间公 式 中 的 房 间 时 问
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系统参数 和控制质量分 析结果 。
４ 新 型控 制 器 的 方案 设 计
４１ 硬 件 设 计 ． 本 设计 方 案采 用 ３ ２位 通 用 微 控 制 器 （ 单
片 机 ）为 主 板 ，保 证 技 术 先 进 且 节 省 一 次 投
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积 分 时 间 Ｔ， 即 控 制 器 的 ｌ 数 ， 用 图 ２ ． 参 所 示 流程进 行计 算 。
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问题 ，实 现 空 调 Ｐ Ｄ— Ｉ ＤＤＣ 系统 控 制 器 的优 化 参 数 整 定 ，在 提 高 控 制 品质 的 同 时 实 现 节 能 控 制 ，并使 计 算 过 程 简 化 ，使 工 程 实 施 中的 编 程 简单 、易于 实现 ，节省 一 次 投 资 的 空 调 室温 Ｐ Ｄ优 化 控 制 方法 。 ／
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Ｂ
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Ｂ 为 ０ ９ ．８； 为 ０ ４ ～１０ Ｃ ～１５，Ｄ 在 制 冷 时
项目3-空调风机变频PID控制
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项目三 空调风机变频PID控制
图3.8 变频风机的多段速控制
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项目三 空调风机变频PID控制
3.2.3温度传感器及其相关仪表的与选型
• 1、热电偶 • 2、热电阻 • 3、温度传感器相关仪表
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由式中可知，风机功率同风机转速的立方成正比，
所以当风机的转速变化时，风机的功率会有较大 的变化。通过以上分析知道，对风机采用变频调 速达到对风量的调节比通常采用调节风门挡板控 制风量的方法有显著的节电效果。
变频器A700能通过一些参数的设定进行节能监视， 这对于风机类负载来说尤为重要。
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（2）反馈量，它是通过现 场传感器测量的与被控物 理量的实际值对应的信号。图3.4 通用变频器
PID控制原理图
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项目三
空调风机变频PID控制
PID调节功能是将根 据两者的差值，利用 比例P、积分I、微分 D的手段对被控物理 量进行调整，直至反 馈量和给定量基本相 等，达到预定的控制 目标为止。
温度偏差与变频器输出频率之间的关系如 表3.5所示。
表3.5正负作用与偏差
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3.4 技能训练二：变频器A700的 节能计算
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3.4.1节能监视器
表达风机基本特性的参数是风量Q、风压H、功率 P和效率。当风机的转速从n1变为n2时，Q、H、 P大致变化关系为：Q2=Q1(n2/n1)、 H2=H1(n2/n1)2、P2=P1(n2/n1)3
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项目三 空调风机变频PID控制
3、PID的自动切换 为了加快PID控制运行时开始阶段的系统上升过程，可以仅在 启动时以通常模式上升。Pr.127可以设置自动切换频率，从 起动到Pr.127以通常运行运行，待频率达到该设定值后,才转 为PID控制。如图3.15所示为PID自动切换控制。当然，从图 中也可以看出，Pr.127的设定值仅在PID运行时有效，其他 阶段无效。
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3.1. 3 控制要求
在中央空调中，风机主要包括一次回风、二次回风、 全新风等。 其控制要求如下： 1）空调风机为三相380V 2.2KW； 2）采用温度控制，能方便设定温度，并实时反映 温度变化。
项目三 空调风机变频PID控制
图3.2 空调风机温度控制
项目三 空调风机变频PID控制
机的热负载。
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图3.8 变频风机的多段速控制
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3.2.3温度传感器及其相关仪表的与选型
• 1、热电偶 • 2、热电阻 • 3、温度传感器相关仪表
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1.热电偶
热电偶传感器在环境温度检测中使用极为广泛。 其主要优点是测温精度高；热电动势与温度在小 范围内基本上呈单值、线性关系；稳定性和复现 性较好，响应时间较快；测温范围宽。常用热电 偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。
图3.17 温度负作用
图3.18 温度正作用
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温度偏差与变频器输出频率之间的关系如 表3.5所示。
表3.5正负作用与偏差
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3.4 技能训练二：变频器A700的 节能计算
项目三 空调风机变频PID控制
3.4.1节能监视器
表达风机基本特性的参数是风量Q、风压H、功率 P和效率。当风机的转速从n1变为n2时，Q、H、 P大致变化关系为：Q2=Q1(n2/n1)、 H2=H1(n2/n1)2、P2=P1(n2/n1)3 由式中可知，风机功率同风机转速的立方成正比， 所以当风机的转速变化时，风机的功率会有较大 的变化。通过以上分析知道，对风机采用变频调 速达到对风量的调节比通常采用调节风门挡板控 制风量的方法有显著的节电效果。
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图3.10 热电阻原理
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3.温度传感器相关仪表
由于热点偶或热电阻都不能输出变频器所能接受 的0~10V或4~20mA信号，而且本项目要求能够 显示实时温度数据，因此，必须再增加一个温度 传感器的相关仪表。
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图3.11 国产XMZ60X系列智能仪表
以一台BDC300-400/D3S型离心泵为例额定流量 1025m3/h，扬程278m；配备YLBT500-4型电动机，额定 功率1060kW。泵在阀门调节和转速调节时的流量－负载 曲线如图3.所示。根据运行要求，水泵连续24小时运行， 其中每天11小时运行在90%负荷，13小时运行在50%负荷； 全年运行时间在300天。则每年的节电量为： W1=1060×11×（100%－69%）×300=1084380kW·h W2=1060×13×（95%－20%）×300=3100500kW·h W=W1＋W2=1084380＋3100500=4184880kW·h 每度电按0.5元计算，则每年可节约电费209万元。由此可 见，高压变频调速技术在变负荷设备中应用，其节电效果 是相当显著的。
• 1、变频风机的静压PID控制方式 • 2、变频风机的恒温PID控制方式 • 3、变频风机的多段速变风量控制方式
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1.变频风机的静压PID控制方式
送风机的空气处理装置是采用冷热水来调节空气 温度的热交换器，冷、热水是通过冷、热源装置 对水进行加温或冷却而得到的。控制管道静压的 好处是有利于系统稳定运行并排除各末端装置在 调节过程中的相互影响。在静压PID控制算法中， 通常采用两种方式，即定静压控制法和变静压控 制法。
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表3.3 三菱A700变频器常用的PID相关参数。
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3.3.2A700变频器PID构成与动作
1、PID的基本构成 图3.13a所示为PID控制参数Pr.128=10或11(即偏 差信号输入)时的原理,图3.13b所示为Pr.128=20
或21(即测定值输入)时的原理。
3.2 PID控制与变频器
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3.2.1变频器内置PID原理
PID调节是过程控制中应用得十分普遍的一种控 制方式，它是使控制系统的被控物理量能够迅速 而准确地无限接近于控制目标的基本手段，在温 度控制中也是如此。正由于PID功能用途广泛、 使用灵活，使得现在变频器的功能大都集成了 PID，简称“内置PID”，使用中只需设定三个参 数（Kp， Ti和Td）即可。但并不一定需要全部， 可以取其中的一到两个单元，但比例控制单元是 必不可少的。
中央空调系统已广泛应用于工业与民用域，在 没有使用具备负载随动调节特性的控制系统中， 无论外界环境怎样变化，各电机都长期固定在工 频状态下全速运行，造成了能量的巨大浪费。它 在营运成本费用中占据越来越大的比例，加之目 前各行业竞争激烈，多数企业利润空间不够理想。 因此电能费用的控制显然已经成为经营管理者所 关注的问题所在。故节约低负荷时压缩机系统和 水系统的消耗的能量，具有很重要的意义。
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空调风机
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3.1.2 控制优势
中央空调系统广泛应用于工业与民用领 域 ,而变频风机已经成为中央空调节能的 一个重要部分 ，其优点：
1）节能潜力大 2）控制灵活 3) 可避免冷冻水,冷凝水上顶棚的麻烦 等
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图3.1 中央空调工作示意 图
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表3.1 国产XMZ60X系列智能仪表输入信号
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表3.2 国产XMZ60X系列智能仪表输出信号
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图3.12 XMZ601接线示意
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3.3 技能训练一：A700变频PID 控制线路设计
图3.15 PID自动切换
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4、PID信号输出功能
在很多控制案例中，需要输出PID控制过程的各种 状态，尤其是PID目标值、PID测定值和PID偏差 值。A700变频器提供了这些信号直接输出到CA 和AM端子，具体设定参数如表3.4所示。
表3.4 PID信号输出功能
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PID控制原理图
项目三
空调风机变频PID控制
PID调节功能是将根 据两者的差值，利用 比例P、积分I、微分 D的手段对被控物理 量进行调整，直至反 馈量和给定量基本相 等，达到预定的控制 目标为止。
图3.5 通用变频器内 置PID的控制校准过程
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3.2.2中央空调变频风机的几种控制方式
实际耗电量。 表3.8 水泵100KW三种流量控制方法的耗电实测比较
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2、节能计算
对于风机、泵类设备采用变频调速后的节 能效果，通常采用以下三种方式进行计算： • （1）根据已知风机、泵类在不同控制方式 下的流量－负载关系曲线和现场运行的负 荷变化情况进行计算。
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《变频器控制技术》 空调风机变频PID控制
项目三 空调风机变频PID控制
3.1 项目背景及要求 3.2 知识讲座（PID控制与变频器） 3.3 技能训练一（A700变频器PID线路设计） 3.4 技能训练二（A700变频器节能计算） 3.5 项目设计方案
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3.1.1 项目背景及要求
5、PID的正负作用
在PID作用中，存在两种类型，即负作用与正作用。 负作用是当偏差信号（即目标值－测量值）为正 时，增加频率输出，如果偏差为负，则频率输出 降低。正作用的动作顺序刚好相反，具体如图 3.16所示。
a)负作用
b)正作用
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温度控制为例，在冬天的暖气控制时为负 作用，如图3.17所示；在夏天的冷气控制时 为正作用，如图3.18所示。
变频器A700能通过一些参数的设定进行节能监视， 这对于风机类负载来说尤为重要。
项目1、三变频器空能调通过风节机能监变视频器P（I即DP控r.5制2、Pr.54、
Pr.158=“50”）进行监视的项目如表3.6所示。 表3.6节能监视器一
项目2、三变频器空能通调过风节能机监变视器频（P即IDPr控.52制=“51”）进行
Байду номын сангаас
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a) 误差信号输入
b)测定信号输入 图3.13 PID框图
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2、PID动作过程
图3.14所示为 PID调节参数 Pr.129、Pr.130 和Pr.134设定之 后的动作过程， 称之为P动作、I 动作和D动作的 三者之和。
图3. 14 PID动作过程
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如果两种不同成分的均质导体形成回路，直接测温 端叫测量端，接线端子端叫参比端，当两端存在温 差时，就会在回路中产生热电流，那么两端之间就 会存在Seebeck热电势，即塞贝克效应。热电势随 着测量端温度升高而增加，热电势的大小只和热电 偶导体材质以及两端温差有关，和热电偶导体材质 的长度、直径无关
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图3.6 中央空调送风机的静压控制
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2.变频风机的恒温PID控制方式