乙二醇生產(chǎn)自動控制及儀表PID參數(shù)調(diào)節(jié)與整定主講人：趙揚日期：10月25日目錄

CONTENTS01PID控制概述02PID調(diào)節(jié)概述03PID參數(shù)的工程整定法04臨界比例度法05衰減曲線法06總結(jié)PID控制概述1PartPID控制概述

它是比例、積分和微分控制的簡稱：Proportional-IntegralDifferentialController反饋控制 －根據(jù)偏差進行的控制什么是PID控制?設定值+偏差PID調(diào)節(jié)器閥門被控對象

測量變送器PID調(diào)節(jié)概述2PartPID調(diào)節(jié)概述不同的DCS使用不同的參數(shù)作為P的調(diào)節(jié)參數(shù)，以CS3000為例，選用δ比例帶為調(diào)節(jié)參數(shù)，單位％?？梢岳斫鉃椋喝魷y量儀表的量程為100℃則δ＝50%就表示被調(diào)量需要變化50℃才能使調(diào)節(jié)閥從全關(guān)到全開。P：比例調(diào)節(jié)在P調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號u與偏差信號e成比例，即

u=Kce（kc稱為比例增益）但在實際控制中習慣用增益的倒數(shù)表示δ=1/kc(δ稱為比例帶)δ值越大，作用越弱，δ值越小，作用越強。實質(zhì)上是表示調(diào)節(jié)閥開度的百分比與被調(diào)量偏差變化的百分比的比值。PID調(diào)節(jié)概述（a）δ越大 調(diào)節(jié)閥的動作幅度小，變化平穩(wěn)，甚至無超調(diào),但余差大，調(diào)節(jié)時間長。（b）δ減小 調(diào)節(jié)閥動作幅度加大，被調(diào)量來回波動，余差減小。（c）δ進一步減小 被調(diào)量波動加?。╠）δ為臨界 被調(diào)量等幅振蕩波動（e）δ小于臨界 被調(diào)量法散振蕩PID調(diào)節(jié)概述積分常數(shù)的倒數(shù)叫積分時間，用TI表示。I：積分調(diào)節(jié)一般用于控制系統(tǒng)的準確性，消除余差。對于同一偏差信號，積分常數(shù)越大，表示積分調(diào)節(jié)作用越強；積分常數(shù)就表示了積分作用的大小。不同的DCS使用不同的參數(shù)作為I的調(diào)節(jié)參數(shù)，以CS3000為例，選用積分時間為調(diào)節(jié)參數(shù)，單位：s?？梢岳斫鉃椋褐翟酱?，作用越弱。一般不單獨使用純積分調(diào)節(jié)器PID調(diào)節(jié)概述增大積分速度 調(diào)節(jié)閥的速度加快，但系統(tǒng)穩(wěn)定性降低 當積分速度達到并超過臨界值時，整個

系統(tǒng)變?yōu)椴环€(wěn)定，發(fā)散震蕩過程。減小積分速度 調(diào)節(jié)閥的速度減慢，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加但調(diào)節(jié)速度變慢 無論增大還是減小積分速度，被調(diào)量最后都沒有余差。積分速度對調(diào)節(jié)過程的影響PID調(diào)節(jié)概述微分一般用微分時間表示，單位S，用TD表示.在實際使用過程中，值越大作用越強。微分調(diào)節(jié)一般只與偏差的變化成比例，偏差變化越劇烈，調(diào)節(jié)輸出作用越強。從而及時抑制偏差增長，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。微分調(diào)節(jié)主要用于調(diào)節(jié)對象有大的傳遞滯后和容量滯后.(例如溫度與大容量液位）微分調(diào)節(jié)器不能單獨作用，必須配合使用，并且微分調(diào)節(jié)無法消除余差，只對偏差變化速度有反應，與偏差大小無關(guān)。D：微分調(diào)節(jié)PID調(diào)節(jié)概述純P調(diào)節(jié)為有差調(diào)節(jié)比例作用越強，穩(wěn)態(tài)誤差越小，響應快，但超調(diào)大PI調(diào)節(jié)引入積分，消除了余差積分作用越強，響應速度越快，超調(diào)大，振蕩加劇PI調(diào)節(jié)在同樣積分作用下，減小比例作用，可增加系統(tǒng)穩(wěn)定PID調(diào)節(jié)概述PD調(diào)節(jié)引入微分項，提高了響應速度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但不能消除系統(tǒng)余差PD相同比例作用情況下，微分作用越強，響應速度越快，系統(tǒng)越穩(wěn)定PID的基礎上引入積分項，就能達到理想的性能指標，針對不同的調(diào)節(jié)回路，需要的指標不一樣，因此引入的調(diào)節(jié)參數(shù)也就不一樣PID參數(shù)的工程整定法3PartPID參數(shù)的工程整定法δ動態(tài)特性參數(shù)法穩(wěn)定邊界法衰減曲線法經(jīng)驗法即先確定一個調(diào)節(jié)器的參數(shù)值P和I，通過改變給定值對控制系統(tǒng)施加一個擾動，現(xiàn)場觀察判斷控制曲線形狀。若曲線不夠理想，可改變P或I，根據(jù)控制過程曲線，經(jīng)反復湊試直到控制系統(tǒng)符合動態(tài)過程品質(zhì)要求為止，這時的P和I就是最佳值。方法PID參數(shù)的工程整定法判斷PID參數(shù)為最佳控制系統(tǒng)受到擾動后，重新回到新的穩(wěn)態(tài)的最短時間。越短越好。過渡過程曲線上第一個波峰和第二個波峰的峰值比，即B:B’,一般為4~10最好.過渡過程終了時，被控變量的穩(wěn)態(tài)值與設定值之間的差,即C，要盡量為0衰減比余差過渡時間臨界比例度法4Part臨界比例度法一個調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在階躍干擾作用下，出現(xiàn)既不發(fā)散也不衰減的等幅震蕩過程，此過程成為等幅振蕩過程.此時PID調(diào)節(jié)器的比例度為臨界比例度δk，被調(diào)參數(shù)的工作周期為為臨界周期Tk。臨界比例度法整定PID參數(shù)步驟1被控系統(tǒng)穩(wěn)定后,把PID調(diào)節(jié)器的積分時間放到最大,微分時間放到零2通過外界干擾或使PID調(diào)節(jié)器設定值作一階躍變化,觀察由此而引起的測量值振蕩。臨界比例度法3456從大到小逐步把PID調(diào)節(jié)器的比例度減小，看測量值振蕩的變化是發(fā)散的還是衰減的，如是衰減的則應把比例度繼續(xù)減??；如是發(fā)散的則應把比例度放大。連續(xù)重復2和3步驟,直至測量值按恒定幅度和周期發(fā)生振蕩,即持續(xù)4-5次等幅振蕩為止。此時的比例度示值就是臨界比例度δk。從振蕩波形圖來看,來回振蕩1次的時間就是臨界周期Tk。如果有記錄儀,看振蕩波幅值,看測量值輸出曲線的峰-峰距離計算出臨界周期Tk;如果是DCS控制或使用無紙記錄儀，在趨勢記錄曲線中可直接得出Tk。將計算所得的調(diào)節(jié)器參數(shù)輸入調(diào)節(jié)器后再次運行調(diào)節(jié)系統(tǒng)，觀察過程變化情況。衰減曲線法5Part衰減曲線法衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)通常會按照4:1和10:1兩種衰減方式進行，兩種方法操作步驟相同，但分別適用于不同工況的調(diào)節(jié)器參數(shù)整定。4:1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)純比例度作用下的自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在比例度逐漸減小時，出現(xiàn)4:1衰減振蕩過程，此時比例度為4：1衰減比例度δs，兩個相鄰同向波峰之間的距離為4:1衰減操作周期TS，如右圖所示衰減曲線法10:1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)在部分調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，由于采用4:1衰減比仍嫌振蕩比較厲害，則可采用10:1的衰減過程，如下圖所示。這種情況下由于衰減太快，要測量操作周期比較困難，但可測取從施加干擾開始至第一個波峰飛升時間Tr。10:1衰減曲線法整定調(diào)節(jié)參數(shù)步驟和4:1衰減曲線法完全一致，僅采用的整定參數(shù)和經(jīng)驗公式不同。衰減曲線法調(diào)節(jié)參數(shù)步驟1324在閉合的控制系統(tǒng)中,將PID調(diào)節(jié)器變?yōu)榧儽壤饔?比例度放在較大的數(shù)值上。系統(tǒng)達到穩(wěn)定后，通過外界干擾或使PID調(diào)節(jié)器設定值作一階躍變化，觀察記錄曲線的衰減比從大到小改變比例度，直至出現(xiàn)4:1衰減比為止，記下此時的比例度δs并從曲線上得出衰減周期Ts得到了衰減比例度Ps和衰減周期Ts后,就可根據(jù)表中的經(jīng)驗公式求出PID調(diào)節(jié)器的PID參數(shù)?？偨Y(jié)6Part總結(jié)PID參數(shù)整定順口溜參數(shù)整定找最佳，從