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1、PID參數(shù)調(diào)節(jié)原理和整定方法乙烯廠儀表車間總貌PID控制概述P比例調(diào)節(jié)I積分調(diào)節(jié)D微分調(diào)節(jié)什么樣的PID參數(shù)為最佳CS3000系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法FOXBRO系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法總結(jié)PID控制概述什么是PID控制?它是比例、積分和微分控制的簡稱：Proportional-Integral-DifferentialController反饋控制－根據(jù)偏差進(jìn)行的控制PID調(diào)節(jié)器閥門被控對(duì)象測量變送器設(shè)定值偏差P比例調(diào)節(jié)P：比例調(diào)節(jié)在P調(diào)節(jié)中，調(diào)節(jié)器的輸出信號(hào)u與偏差信號(hào)e成比例，即u=Kce（kc稱為比例增益）但在實(shí)際控制中習(xí)慣用
2、增益的倒數(shù)表示δ=1/kc(δ稱為比例帶)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。δ值越大，作用越弱，δ值越小，作用越強(qiáng)。P比例調(diào)節(jié)（a）δ越大調(diào)節(jié)閥的動(dòng)作幅度小，變化平穩(wěn)，甚至無超調(diào)，但余差大，調(diào)節(jié)時(shí)間長。（b）δ減小調(diào)節(jié)閥動(dòng)作幅度加大，被調(diào)量來回波動(dòng)，余差減小。（c）δ進(jìn)一步減小被調(diào)量波動(dòng)加劇（d）δ為臨界被調(diào)量等幅振蕩波動(dòng)（e）δ小于臨界被調(diào)量法散振蕩P比例調(diào)節(jié)P比例
3、調(diào)節(jié)特點(diǎn)比例調(diào)節(jié)反應(yīng)速度快，輸出與輸入同步，沒有時(shí)間滯后，其動(dòng)態(tài)特性好。比例調(diào)節(jié)的結(jié)果不能使被調(diào)參數(shù)完全回到給定值，而產(chǎn)生余差。P的一般選取范圍壓力調(diào)節(jié)：30~70%流量調(diào)節(jié)：60~300%液位調(diào)節(jié)：40~100%溫度調(diào)節(jié)：40~80%I積分調(diào)節(jié)I：積分調(diào)節(jié)一般用于控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，消除余差。對(duì)于同一偏差信號(hào)，積分常數(shù)越大，表示積分調(diào)節(jié)作用越強(qiáng)；積分常數(shù)就表示了積分作用的大小。積分常數(shù)的倒數(shù)叫積分時(shí)間，用TI表示。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(shí)間為調(diào)節(jié)參數(shù)，單位：s。可以理解為：值越大
4、，作用越弱。一般不單獨(dú)使用純積分調(diào)節(jié)器I積分調(diào)節(jié)只要偏差不為零，控制輸出就不為零，它就要?jiǎng)幼鞯桨驯徽{(diào)量的靜差完全消除為止，積分調(diào)節(jié)的特性就是無差調(diào)節(jié)。積分速度大，調(diào)節(jié)閥的速度加快，但系統(tǒng)的穩(wěn)定性降低，當(dāng)積分速度大到超過某一臨界值時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)變?yōu)椴环€(wěn)定。I積分調(diào)節(jié)積分速度對(duì)調(diào)節(jié)過程的影響增大積分速度調(diào)節(jié)閥的速度加快，但系統(tǒng)穩(wěn)定性降低當(dāng)積分速度達(dá)到并超過臨界值時(shí)，整個(gè)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。I積分調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)的
5、比較：積分調(diào)節(jié)可以消除靜差。但對(duì)比例調(diào)節(jié)來說，當(dāng)被調(diào)參數(shù)突然出現(xiàn)較大的偏差時(shí)，調(diào)節(jié)器能立即按比例地把調(diào)節(jié)閥的開度開得很大，但積分調(diào)節(jié)器就做不到這一點(diǎn)，它需要一定的時(shí)間才能將調(diào)節(jié)閥的開度開大或減小，因此，積分調(diào)節(jié)會(huì)使調(diào)節(jié)過程非常緩慢?？傊?，比例調(diào)節(jié)能及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，積分調(diào)節(jié)可以消除靜差。但它的輸出有段積累過程，過渡過程進(jìn)行的十分緩慢，如果系統(tǒng)干擾作用頻繁，更顯得十分乏力，單獨(dú)的積分調(diào)節(jié)系統(tǒng)較罕見，它作為一種輔助調(diào)節(jié)規(guī)律與比例調(diào)節(jié)一起組成比例積分調(diào)節(jié)規(guī)律。P與I調(diào)節(jié)過程的比較PI調(diào)節(jié)比例積分調(diào)節(jié)(PI調(diào)節(jié))積分調(diào)節(jié)可以消除靜差,但有滯
6、后現(xiàn)象，比例調(diào)節(jié)沒有滯后現(xiàn)象，但存在靜差。PI調(diào)節(jié)就是綜合P、I兩種調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾的影響，同時(shí)利用I調(diào)節(jié)消除殘差。一般在P調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上增加I調(diào)節(jié)需適當(dāng)減少比例作用，增大比例度D微分調(diào)節(jié)D：微分調(diào)節(jié)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(qiáng)。從而及時(shí)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(duì)象有大的傳遞滯后和容量滯后。（例如溫度與大容量液位）微分一般用微分時(shí)間表示，單位S，用TD表示。在實(shí)際使用過程中，值越大作用越強(qiáng)。要注意，微分調(diào)節(jié)器不能單獨(dú)作用，必須配合使用，并且微分調(diào)節(jié)無
7、法消除余差，只對(duì)偏差變化速度有反應(yīng)，與偏差大小無關(guān)。純P作用下的階躍響應(yīng)純P調(diào)節(jié)為有差調(diào)節(jié)比例作用越強(qiáng)，穩(wěn)態(tài)誤差越小，響應(yīng)快，但超調(diào)大PI作用下的階躍響應(yīng)引入積分，消除了余差積分作用越強(qiáng)，響應(yīng)速度越快，超調(diào)大，振蕩加劇PI作用下的階躍響應(yīng)在同樣積分作用下，減小比例作用，可增加系統(tǒng)穩(wěn)定。PD作用下的階躍響應(yīng)引入微分項(xiàng)，提高了響應(yīng)速度，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但不能消除系統(tǒng)余差PD作用下的階躍響應(yīng)相同比例作用情況下，微分作用越強(qiáng)，響應(yīng)速度越快，系統(tǒng)越穩(wěn)定PID作用下的階躍響應(yīng)PD的基礎(chǔ)上引入積分項(xiàng)，就能達(dá)到理想的性能指標(biāo)，針對(duì)不同的調(diào)節(jié)
8、回路，需要的指標(biāo)不一樣，因此引入的調(diào)節(jié)參數(shù)也就不一樣。PID參數(shù)的工程整定法動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法穩(wěn)定邊界法衰減曲線法經(jīng)驗(yàn)法實(shí)際生產(chǎn)過程中，不可能讓生產(chǎn)工藝產(chǎn)生較大波動(dòng)，以上方法不通用也不實(shí)際，顧本文主要對(duì)經(jīng)驗(yàn)法詳細(xì)介紹PID參數(shù)的工程整定法經(jīng)驗(yàn)法即先確定一個(gè)調(diào)節(jié)器的參
