變頻器PID參數(shù)調(diào)試方法

1、Honeywell DCS 控制回路PID參數(shù)整定方法鑒于目前一聯(lián)合裝置儀表回路自控率比較低，大部分的回路都是手動操作，這樣不但增加了操作員的工作量，而且對產(chǎn)品質(zhì)量也有一定的影響，特編制了此PID參數(shù)整定方法。一、 修改PID參數(shù)必須有“SUPPERVISOR”及以上權(quán)限權(quán)限，用鍵盤鑰匙可以切換權(quán)限，鑰匙已送交一聯(lián)合主任陳勝手中；二、 打開要修改的控制回路細(xì)目畫面，翻到下圖所示的頁面，修改PID控制回路整定的三個參數(shù)K，T1，T2；三、 PID參數(shù)代表的含義K： 比例增益（放大倍數(shù)），范圍為0.0240.0；T1：積分時間，范圍為0.01440.0，單位為分鐘，0.0代表沒有積分作用；T2：微

2、分時間，范圍為0.01440.0，單位為分鐘，0.0代表沒有微分作用。四、PID參數(shù)的作用（1）比例調(diào)節(jié)的特點：1、調(diào)節(jié)作用快，系統(tǒng)一出現(xiàn)偏差，調(diào)節(jié)器立即將偏差放大K倍輸出； 2、系統(tǒng)存在余差。 K越小，過渡過程越平穩(wěn)，但余差越大；K增大，余差將減小，但是不能完全消除余差，只能起到粗調(diào)作用，但是K過大，過渡過程易振蕩，K太大時，就可能出現(xiàn)發(fā)散振蕩。（2）積分調(diào)節(jié)的特點：積分調(diào)節(jié)作用的輸出變化與輸入偏差的積分成正比，積分作用能消除余差，但降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，T1由大變小時，積分作用由弱到強，消除余差的能力由弱到強，只有消除偏差，輸出才停止變化。（3）微分調(diào)節(jié)的特點：微分調(diào)節(jié)的

3、輸出是與被調(diào)量的變化率成正比，在引入微分作用后能全面提高控制質(zhì)量，但是微分作用太強，會引起控制閥時而全開時而全關(guān)，因此不能把T2取的太大，當(dāng)T2由小到大變化時，微分作用由弱到強，對容量滯后有明顯的作用，但是對純滯后沒有效果。 五、如果要知道控制回路的作用方式，可以進(jìn)入控制回路的細(xì)目畫面，進(jìn)入下圖所示頁面：其中“CTLACTN”代表控制器作用方式，“REVERSE”表示反作用，“DIRECT”代表正作用。六、控制器的選擇方法（1） P控制器的選擇：它適用于控制通道滯后較小，負(fù)荷變化不大，允許被控量在一定范圍內(nèi)變化的系統(tǒng)；（2） PI控制器的選擇：它適用于滯后較小，負(fù)荷變化不大，被控量不允許有余差

4、的控制系統(tǒng)；（3） PID控制器的選擇：它適用于負(fù)荷變化大，容量滯后較大，控制質(zhì)量要求又很高的控制系統(tǒng)，比如溫度控制系統(tǒng)。七、PID參數(shù)整定的方法一般在工程應(yīng)用中采用經(jīng)驗湊試法。經(jīng)驗湊試法在實踐中最為實用。在整定參數(shù)時，必須認(rèn)真觀察系統(tǒng)響應(yīng)情況，根據(jù)系統(tǒng)的響應(yīng)情況決定調(diào)整那些參數(shù)。觀察系統(tǒng)響應(yīng)效果，可以通過查看控制回路細(xì)目畫面中的實時趨勢曲線，衰減曲線最好是4：1，即前一個峰值與后一個峰值的比值為4：1。11/4et經(jīng)驗值：在實際調(diào)試中，只能先大致設(shè)定一個經(jīng)驗值，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改，這里的P代表比例度，P1/K。 參數(shù)范圍控制系統(tǒng)P（1 / K）KT1 / MinT2 / Min液位20 8

5、0 1.25 5.0壓力30 70 1.43 3.40.43流量40 100 1.0 2.50.11溫度20 60 1.7 53100.31總之，在整定時不能讓系統(tǒng)出現(xiàn)發(fā)散振蕩，如出現(xiàn)發(fā)散振蕩，應(yīng)立即切為手動，等系統(tǒng)穩(wěn)定后減小放大倍數(shù)、增大積分時間或減小微分時間，重新切換到自動控制。放大倍數(shù)越小，過渡過程越平穩(wěn)，但余差越大。放大倍數(shù)越大，過渡過程容易發(fā)生振蕩。積分時間越小，消除余差就越快,但系統(tǒng)振蕩會較大，積分時間越大，系統(tǒng)消除余差的速度較慢。微分時間太大，系統(tǒng)振蕩次數(shù)增加，調(diào)節(jié)時間增加，微分太小，系統(tǒng)調(diào)節(jié)緩慢。控制器參數(shù)湊試法的步驟：因為比例作用是基本的控制作用，因此，首先把比例度湊試好，待

6、過渡過程已基本穩(wěn)定，然后加積分作用消除余差，最后加入微分作用進(jìn)一步提高控制質(zhì)量，基本步驟如下：（A）對P控制器，將放大倍數(shù)放在較小的位置，逐漸增大K，觀察被控量的過渡過程曲線，直到曲線滿意為止；（B）對PI控制器，先置T1=0，按純比例作用整定放大倍數(shù)使之達(dá)到4：1衰減曲線；然后將K縮?。?020），將積分時間T1由大到小逐步加入，直到獲得4：1衰減過程；（C）對PID控制器，將T20；先按PI作用湊試程序整定K，T1參數(shù)，然后將放大倍數(shù)增大到比原值大（1020）位置，T1也適當(dāng)減小之后，再把T2由小到大逐步加入，觀察過渡曲線，直到獲得滿意的過渡過程。一句話：整定參數(shù)時要認(rèn)真觀察系統(tǒng)輸出及被調(diào)

7、量的變化情況，再根據(jù)具體情況適當(dāng)修改PID參數(shù)。可以說，只要工藝技術(shù)員多花點時間，大多數(shù)控制系統(tǒng)采用PID調(diào)節(jié)都能滿足要求。八、串極控制回路整定串極控制回路的整定可以采用兩步法，即先整定副回路，再整定主回路；也可以采用一步法，即同時整定主副回路。（1）在采用一步法整定時副回路的經(jīng)驗值為以下值，一般副回路只采用比例控制：副變量放大倍數(shù)（K）比例度（P）溫度5.0 1.720 60壓力3.0 1.430 70流量2.5 1.2540% 80%液位5.0 1.2520% 80%（2）將串極控制回路系統(tǒng)投入運行，然后按單回路控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法，整定主控制器的參數(shù)；（3）如果在整定過程中出現(xiàn)“共振”，

8、只需減小主、副控制器的放大倍數(shù)就可以消除，如果共振太劇烈，可先切換到手動，待生產(chǎn)穩(wěn)定后，重新投運，重新整定。總之：P作用是最基本的控制作用，加入I作用后可做到無差控制，提高控制精度，加入D作用能全面提高控制質(zhì)量。九、注意事項（1） 參數(shù)整定前要先校驗傳感器和執(zhí)行器，保證現(xiàn)場儀表是正常的，可以先手動控制試一下，手動狀態(tài)測量參數(shù)應(yīng)該是穩(wěn)定可靠的。（2） 按經(jīng)驗值設(shè)定K參數(shù)，暫時關(guān)掉積分調(diào)節(jié)試著切換到自動觀察階躍響應(yīng)，此時應(yīng)特別注意控制器的輸出，一定要判斷一下回路是不是負(fù)反饋的（檢查設(shè)計和接線是否有漏洞，新系統(tǒng)調(diào)試的時候會遇到這種情況，如：需要關(guān)開度的時候，調(diào)節(jié)器偏偏是放大開度）；（3） 在整定參數(shù)

9、時要保證工藝穩(wěn)定，當(dāng)影響到產(chǎn)品質(zhì)量和工藝參數(shù)時要立即切到手動控制，待工藝生產(chǎn)穩(wěn)定后再投自動修改PID參數(shù)。（4） 如果是串級、比例控制回路，要先一個回路一個回路的整定，還應(yīng)注意先內(nèi)環(huán)后外環(huán)的原則。（5） 在手動切到自動的時候，要保證給定值與測量值近乎一致，但對于一聯(lián)合Honeywell DCS不存在這個問題，在手動時給定值是自動跟蹤測量值的。 十、PID參數(shù)整定速記法參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查先是比例后積分，最后再把微分加曲線振蕩很頻繁，放大倍數(shù)要放小曲線漂浮繞大灣，放大倍數(shù)往大扳曲線偏離回復(fù)慢，積分時間往下降曲線波動周期長，積分時間再加長曲線振蕩頻率快，先把微分降下來動差大來波動慢，微分

10、時間應(yīng)加長理想曲線兩個波，前高后低4比1一看二調(diào)多分析，調(diào)節(jié)質(zhì)量不會低十一、典型控制回路1、 單回路控制：（1） 控制閥作用方式選擇原則：控制閥按作用方式分氣開、氣關(guān)兩種。氣開閥即隨著信號壓力的增加而開度加大，無信號時，閥處于全關(guān)狀態(tài)；反之，隨著信號壓力的增加，閥逐步關(guān)閉，無信號時，閥處于全開狀態(tài)即為氣關(guān)閥。選擇原則主要是：從生產(chǎn)的安全出發(fā)、從保證產(chǎn)品質(zhì)量、從降低原料和動力的損耗、從介質(zhì)特點這幾方面考慮。（2） 控制器作用方式選擇：選擇原則：使整個單回路構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)。規(guī)定：控制閥：氣開式為“”，氣關(guān)式為“”；控制器：正作用為“”，反作用為“”；對 象：當(dāng)通過控制閥的物料或能量增加時，按工藝機

11、理分析，若被控量隨之增加為“”，隨之降低為“”；變送器：一般視為正環(huán)節(jié)。則控制器正、反作用選擇判別式為：（ 控制器“±” ） （ 控制閥“±” ） （ 對象“±” ）“”2、 串級回路控制：在單回路控制系統(tǒng)中已指出，控制器正、反作用方式的選擇原則是使整個控制系統(tǒng)構(gòu)成負(fù)反饋系統(tǒng)，并且給出了“乘積為負(fù)”的判別式。這一判別式同樣適用于串級控制系統(tǒng)主、副控制器正、反作用方式選擇。（1） 主控制器作用方式選擇：（ 主控制器± ） （ 副對象± ） （ 主對象± ） （ ）因此：當(dāng)主、副變量同向變化時，主控制器應(yīng)選反作用方式，反向變化則應(yīng)選正作用

12、方式。（2） 副控制器作用方式選擇：（ 副控制器± ） （ 控制閥± ） （ 副對象± ） （ ）（3） 串級控制回路投運：所謂投運，就是通過適當(dāng)?shù)牟襟E使主、副控制器從手動工作狀態(tài)轉(zhuǎn)到工作狀態(tài)。串級控制系統(tǒng)的投運方法，總的說來有兩種：一是先投副環(huán)后投主環(huán)；另一種是先投主環(huán)后投副環(huán)。目前普遍采用的投運方法是第一種，投運的時候要保證無擾動切換，由于Honeywell DCS帶PV自動跟蹤功能所以基本上可以做到無擾動切換，而且投運實現(xiàn)比較簡單。3、 分程控制系統(tǒng)分程控制系統(tǒng)是一個控制器的輸出信號去控制兩臺或以上的控制閥，每一個控制閥僅在輸出信號整個范圍的某段信號內(nèi)工作。即多閥而且分程。實現(xiàn)方法主要用兩種：一是通過每個控制閥上的閥門定位器實現(xiàn)，二是通過DCS軟件實現(xiàn)，在采用DCS控制的情況下我們一般通過DCS組態(tài)實現(xiàn)。在分程控制系統(tǒng)中，按照控制閥的氣開與氣關(guān)作用方式可分為兩類：一類是閥門同向動作，即隨著控制閥輸入信號的增大或減少，閥門都開大或都開小，另一類是閥門異向動作，即隨著控制閥輸入信號的增大或減少，閥門總是按一臺閥關(guān)而另一臺閥開的方向動作?？刂崎y的同向或異向動作的選擇全由工藝的需要來確定。具體如下圖：4、 比值控制回路比值控制回路是把兩種或兩種以上的物料量自動