仪表控制回路投自动PID参数整定.doc

仪表投自动需要耐心观察、不断修正。
1基础知识：比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；即比例度越小，比例作用越强。比例作用太强会引起振荡。太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。其作用是稳定被调参数。积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。即偏差存在积分作用就会有输出。它起着消除余差的作用。积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。对滞后大的对象有很好的效果。但不能克服纯滞后。适用于温度调节。使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。微分时间太长也会引起振荡。
2.PID参数整定口诀
在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改。
对于温度系统：P（%）20--60，I（分）3--10，D（分）0.5--3
对于流量系统：P（%）40--100，I（分）0.1--1
对于压力系统：P（%）30--70，I（分）0.4--3
对于液位系统：P（%）20--80，I（分）1--5
参数整定找最佳，从小到大顺序查
先是比例后积分，最后再把微分加
曲线振荡很频繁，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢，积分时间往下降
曲线波动周期长，积分时间再加长
曲线振荡频率快，先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波，前高后低4比1
一看二调多分析，调节质量不会低
3PID整定参数经验：对介质为流体（气体、液体）情况，经验PID整定参数参考如下，：
1、对流量调节（F）：一般P=120～200%，I=50～100S，D=0S；对防喘振系统：一般P=120～200%，I=20～40S，D=15～40S；
2、对压力调节（P）：一般P=120～180%，I=50～100S，D=0S；对放空系统：一般P=80～160%，I=20～60S，D=15～40S；
3、对液位调节（L）：
1]、大个容器（直径4米、高2米以上塔罐）：一般P=80～120%，I=200～900S，D=0S；
2]、中个容器（直径2--4米、高1.5--2米塔罐）：一般P=100～160%，I=80～400S，D=0S；
3]、小个容器（直径2米、高1.5米以下塔罐）：一般P=120～300%，I=60～200S，D=0S；
4、对温度调节（T）：一般P=120～260%，I=50～200S，D=20～60S；
投自动需要耐心观察、不断修正。
4.用试凑法确定PID控制器参数
试凑法就是根据控制器各参数对系统性能的影响程度,边观察系统的运行,边修改参数,直到满意为止。
一般情况下,减小比例度会加快系统的响应速度,有利于减少静差。但过小的比例度会使系统有较大的超调,并产生振荡使稳定性变差。加大积分时间将减少积分作用,有利于减少超调使系统稳定,但系统消除静差的速度慢。增加微分系数KD有利于加快系统的响应,是超调减少,稳定性增加,但对干扰的抑制能力会减弱。在试凑时,一般可根据以上参数对控制过程的影响趋势,对参数实行先比例、后积分、再微分的步骤进行整定。
a比例部分整定。首先将积分时间最大和微分系数KD取零,即取消微分和积分作用,采用纯比例控制。将比例度由大到小变化,观察系统的响应,直至速度快,且有一定范围的超调为止。如果系统静差在规定范围之内,且响应曲线已满足设计要求,那么只需用纯比例调节器即可。
b积分部分整定。如果比例控制系统的静差达不到设计要求,这时可以加入积分作用。在整定时将积分时间由大逐渐减小,积分作用就逐渐增强,观察输出会发现,系统的静差会逐渐减少直至消除。反复试验几次,直到消除静差的速度满意为止。注意这时的超调量会比原来加大,应适当的加大一点比例度。
c微分部分整定。若使用比例积分(PI)控制器经反复调整仍达不到设计要求,或不稳定,这时应加入微分作用,整定时先将微分系数KD从零逐渐增加,观察超调量和稳定性,同时相应地微调比例系数KP、积分系数KI,逐步使凑,直到满意为止
5.以下为中控DCS系统PID参数整定方法：
比例度δ越大，表示比例控制作用越弱。(δ=1/Kp）减小比例度，会使系统的稳定性和动态性能变差，但可相应地减小余差，提高静态精度。
比例度过小，即比例放大系数过大时，比例控制作用很强，系统有可能产生振荡；
积分时间过小时，积分控制作用很强，易引起振荡；
微分时间过大时，微分控制作用过强，易产生振荡。
现场凑试法:按照先比例（P）、再积分（I）、最后微分（D）的顺序。
置调节器积分时间TI=∞，微分时间TD=0，在比例度δ按经验设置的初值条件下，将系统投入运行，整定比例度δ。求得满意的4：1过渡过程曲线。引入积分作用（此时应将上述比例度δ加大1.2倍）。将TI由大到小进