控制回路PID參數(shù)整定方法(共9頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上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，而且對產品質量也有一定的影響，特編制了此PID參數(shù)整定方法。一、 修改PID參數(shù)必須有“SUPPERVISOR”及以上權限權限，用鍵盤鑰匙可以切換權限，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

2、代表沒有積分作用；T2：微分時間，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）比例調節(jié)的特點：1、調節(jié)作用快，系統(tǒng)一出現(xiàn)偏差，調節(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）積分調節(jié)的特點：積分調節(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）

3、微分調節(jié)的特點：微分調節(jié)的輸出是與被調量的變化率成正比，在引入微分作用后能全面提高控制質量，但是微分作用太強，會引起控制閥時而全開時而全關，因此不能把T2取的太大，當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，可以進入控制回路的細目畫面，進入下圖所示頁面：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，負荷變化不大，允許被控量在一定范圍內變化的系統(tǒng)；（2） PI控制器的選擇：它適用于滯后較小，負荷變

4、化不大，被控量不允許有余差的控制系統(tǒng)；（3） PID控制器的選擇：它適用于負荷變化大，容量滯后較大，控制質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用中采用經驗湊試法。經驗湊試法在實踐中最為實用。在整定參數(shù)時，必須認真觀察系統(tǒng)響應情況，根據(jù)系統(tǒng)的響應情況決定調整那些參數(shù)。觀察系統(tǒng)響應效果，可以通過查看控制回路細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經驗值：在實際調試中，只能先大致設定一個經驗值，然后根據(jù)調節(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 / MinT

5、2 / Min液位20 80 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，調節(jié)時間增加，微分太小，系統(tǒng)調節(jié)緩慢?？刂破鲄?shù)湊試法的步驟：因為比例作用是基本的控制作用，因

6、此，首先把比例度湊試好，待過渡過程已基本穩(wěn)定，然后加積分作用消除余差，最后加入微分作用進一步提高控制質量，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)

7、時要認真觀察系統(tǒng)輸出及被調量的變化情況，再根據(jù)具體情況適當修改PID參數(shù)?？梢哉f，只要工藝技術員多花點時間，大多數(shù)控制系統(tǒng)采用PID調節(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

8、在整定過程中出現(xiàn)“共振”，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，待生產穩(wěn)定后，重新投運，重新整定?？傊篜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)應該是穩(wěn)定可靠的。（2） 按經驗值設定K參數(shù)，暫時關掉積分調節(jié)試著切換到自動觀察階躍響應，此時應特別注意控制器的輸出，一定要判斷一下回路是不是負反饋的（檢查設計和接線是否有漏洞，新系統(tǒng)調試的時候會遇到這種情況，如：需要關開度的時候，調節(jié)器偏偏是放大

9、開度）；（3） 在整定參數(shù)時要保證工藝穩(wěn)定，當影響到產品質量和工藝參數(shù)時要立即切到手動控制，待工藝生產穩(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，還應注意先內環(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

10、降下來動差大來波動慢，微分時間應加長理想曲線兩個波，前高后低4比1一看二調多分析，調節(jié)質量不會低十一、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，閥處于全關狀態(tài)；反之，隨著信號壓力的增加，閥逐步關閉，無信號時，閥處于全開狀態(tài)即為氣關閥。選擇原則主要是：從生產的安全出發(fā)、從保證產品質量、從降低原料和動力的損耗、從介質特點這幾方面考慮。（2） 控制器作用方式選擇：選擇原則：使整個單回路構成負反饋系統(tǒng)。規(guī)定：控制閥：氣開式為“”，氣關式為“”；控制器：正作用為“”，反作用為“”；對 象：當通過控制閥的

11、物料或能量增加時，按工藝機理分析，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)構成負反饋系統(tǒng)，并且給出了“乘積為負”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：當主、副變量同向變化時，主控制器應選反作用

12、方式，反向變化則應選正作用方式。（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?shù)牟襟E使主、副控制器從手動工作狀態(tài)轉到工作狀態(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而另一臺閥開的方向動作。控制閥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地保持一定比例