淺述PKS系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法

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鑒于重整裝置儀表控制回路自控率比較低，大部分回路都是手動操作，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。

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0.0～240.0；

T1：積分時間，范圍為0.0～1440.0，單位為分鐘，0.0代表沒有積分作用；

T2：微分時間，范圍為0.0～1440.0，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“CONTROL ACTION”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。

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，P＝1/K。

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?。?0～20％），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T2＝0；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（10～20％）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)量的變化情況，再根據(jù)具體情況適當(dāng)修改PID參數(shù)?？梢哉f，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；

（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”，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)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。 

通過以上介紹可知，PID參數(shù)整定是很重要的，它不僅影響到控制的平穩(wěn)，還影響到生產(chǎn)過程產(chǎn)品質(zhì)量的問題。閑暇時間特編寫此PID參數(shù)整定方法，希望對重整裝置的工藝人員有所幫助。