变频器 PID 控制设置：针对 “恒压供水” 场景，教你调试比例 / 积分 / 微分参数

摘要： 本文以“恒压供水”这一经典场景为例，用通俗的语言解释变频器中PID参数（比例、积分、微分）的物理意义，并提供一个可操作的、循序渐进的调试步骤，帮助您快速稳定系统。

一、 理解恒压供水与PID的对应关系

想象一下我们用一个水龙头给一个水桶补水，目标是让水位始终保持在一个高度（即目标压力）。

• 比例（P）- 反应“偏差有多大”： 你看到水位低了，就开大水龙头；水位高了，就关小水龙头。P值就像是你的反应速度。P值越大，你纠正偏差的力度就越猛。但P值太大，会导致水龙头开关过头，引起水位在目标位置上下剧烈波动（振荡）。

• 积分（I）- 反应“偏差持续了多久”： 如果单靠P，水位可能稳定在比目标略低的位置（静差）。这时，I值的作用就体现了：它会持续关注这个“略低”的偏差，并随着时间的推移，慢慢地、不断地开大水龙头，直到把这个微小的偏差完全消除。

• 微分（D）- 反应“偏差变化得多快”： 当你看到水位正在快速下降时，你会预判到即将出现的大偏差，从而提前、更猛地开大水龙头。D值就是这个“预判”能力。它能够抑制系统的振荡，让系统更快稳定。但在水泵系统中，水流惯性大，D值太敏感容易引入噪声，导致系统不稳定，因此初期调试时常设为0。

二、 恒压供水PID调试四步法

第一步：准备工作

1. 设置变频器为PID控制模式，指定压力目标值（例如0.5MPa）。

2. 设定压力反馈信号来源（通常是接在出水管路上的远传压力表或传感器，4-20mA信号）。

3. 将I（积分时间）设为最大值或功能关闭，D（微分时间）设为0。此时，系统处于纯比例（P）控制。

第二步：粗调比例带（P）

1. 从一个较大的P值（即增益较小的比例带，例如系统默认值）开始。

2. 瞬间打开一个水龙头，模拟用水，观察出水压力的变化。

3. 逐渐减小P值（增大增益），直到系统在目标压力值附近开始出现轻微的、持续的振荡（即压力表指针在目标值两侧规律性摆动）。

4. 记录下这个导致振荡的P值，我们称之为临界P值（Pc）。然后，将P值回调到约为 Pc的1.5到2倍。此时系统应该稳定，但可能响应较慢或有静差。

第三步：细调积分时间（I）

1. 在当前P值的基础上，逐渐减小积分时间I值（即加强积分作用）。

2. 观察效果：你会发现系统消除静差的速度变快了。但I值过小（积分作用过强）同样会引起系统振荡。

3. 调整到系统既能快速消除静差，又不会产生新的振荡为止。一个经验值是，从 I = Pc / 1.2 开始尝试调整。

第四步：谨慎加入微分（D）

1. 对于水泵这种大惯性系统，多数情况下仅用PI控制就已足够。如果系统超调严重，稳定速度慢，可以尝试加入微分。

2. 从一个小D值开始（例如 D = Pc / 8），观察系统响应。

3. 微分对噪声极其敏感，如果加入D后压力表指针开始高频率小幅度抖动，说明D值过大或系统不适合加微分，应调小或归零。

总结： 恒压供水PID调试口诀：先P后I再D，P是基础I消差，D要慎加防震荡。通过观察系统响应曲线，反复微调，就能找到最适合当前水网的一组PID参数。