過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)流量調(diào)節(jié)閥單回路PID控制論文

1、 電氣與電子信息工程學(xué)院 過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：流量調(diào)節(jié)閥單回路PID控制 專業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)化2009（1）班 24 / 25過(guò)程控制課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)一、課程設(shè)計(jì)題目：壓力調(diào)節(jié)閥PID單回路控制1、單容水箱液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制2、單容水箱液位變頻器PID單回路控制3、豎直雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制4、流量調(diào)節(jié)閥PID單回路控制5、流量變頻器PID單回路控制6、壓力調(diào)節(jié)閥PID單回路控制7、鍋爐動(dòng)態(tài)水溫度PID單回路控制8、換熱器冷水出口溫度調(diào)節(jié)閥PID單回路控制9、流量比值控制系統(tǒng)10、液位和進(jìn)口流量串級(jí)控制二、課程設(shè)計(jì)容1、通過(guò)查閱資料掌握所選課題的原理、結(jié)構(gòu)、并根據(jù)任務(wù)書(shū)用CA

2、D設(shè)計(jì)1套過(guò)程控制系統(tǒng)圖紙,包括:自控設(shè)備清單、控制流程圖、控制原理圖、PLC系統(tǒng)硬件配置圖、I/O地址分配表、I/O接線圖等。2、自學(xué)西門子S7-300系統(tǒng)的硬件知識(shí)和STEP7軟件的編程組態(tài)方法,并根據(jù)設(shè)計(jì)圖完成機(jī)架配置、硬件組態(tài)、從站掛接和I/O口地址分配、用戶程序編寫(xiě)等工作。3、自學(xué)WINCC.或組態(tài)王組態(tài)軟件并設(shè)計(jì)監(jiān)控界面,包括定義數(shù)據(jù)詞典、通訊設(shè)置、生產(chǎn)流程控制畫(huà)面、參數(shù)顯示、PID手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)節(jié)界面、趨勢(shì)曲線等的設(shè)計(jì)。4、掌握在A3000高級(jí)過(guò)程控制裝置上調(diào)試用戶程序和參數(shù)整定的方法。5、掌握判斷故障與處理故障的方法。6、每個(gè)學(xué)生必須獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，寫(xiě)出綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告并參加答辯。

3、通過(guò)答辯考察學(xué)生對(duì)整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程的掌握程度，并根據(jù)其在整個(gè)設(shè)計(jì)階段的理論知識(shí)應(yīng)用能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐操作能力、編程調(diào)試、故障分析與解決能力給出一個(gè)綜合評(píng)價(jià)。三、進(jìn)度安排1時(shí)間安排序 號(hào)容學(xué)時(shí)安排（天）1選題、講解設(shè)計(jì)要求、查資料；方案論證和總統(tǒng)設(shè)計(jì)12系統(tǒng)選型與硬件設(shè)計(jì)13軟件設(shè)計(jì)24程序與系統(tǒng)調(diào)試35繪制圖紙、撰寫(xiě)和打印設(shè)計(jì)報(bào)告26設(shè)計(jì)答辯1合 計(jì)10設(shè)計(jì)指導(dǎo)答辯地點(diǎn)：K3自動(dòng)化綜合實(shí)驗(yàn)室2執(zhí)行要求本次實(shí)訓(xùn)的設(shè)計(jì)與制作10個(gè)選題，每組不超過(guò)5人，為避免雷同，在設(shè)計(jì)中每個(gè)同學(xué)所采用的方案不能一樣。四、基本要求設(shè)計(jì)報(bào)告：不少于8000字，幅面，統(tǒng)一復(fù)印封面。（1） 封面、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)（

4、2） 摘要，關(guān)鍵詞（中英文）目錄（3） 根據(jù)要求確定方案選擇，并進(jìn)行方案論證（4） 論述系統(tǒng)功能與原理。（系統(tǒng)組成框圖、電路原理圖）（5） 各模塊的功能，原理，器件選擇。（6） 編寫(xiě)梯形圖并進(jìn)行程序設(shè)計(jì)和調(diào)試。（7） 結(jié)果分析（8） 對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行全面總結(jié)，寫(xiě)出課程設(shè)計(jì)報(bào)告。（9） 附錄-參考文獻(xiàn)五、課程設(shè)計(jì)考核辦法與成績(jī)?cè)u(píng)定根據(jù)過(guò)程、報(bào)告、答辯等確定設(shè)計(jì)成績(jī)，成績(jī)分優(yōu)、良、中、與格、不與格五等。評(píng)定項(xiàng)目基本涵分值設(shè)計(jì)過(guò)程考勤、自行設(shè)計(jì)、按進(jìn)度完成任務(wù)等情況20分設(shè)計(jì)報(bào)告完成設(shè)計(jì)任務(wù)、報(bào)告規(guī)性等情況50分答 辯回答問(wèn)題情況30分90100分：優(yōu)；8089分：良；7079分：中；6069分，與格；6

5、0分以下：不與格目錄1、第一章 概述61.1 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2 課程設(shè)計(jì)題目62、第二章 S7-300硬件結(jié)構(gòu)72.1 控制器S7-300PLC72.2 傳感器與執(zhí)行器83、第三章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)93.1 S7-300程序設(shè)計(jì)93.2 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)124、第四章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 144.1 PID整定方法144.2 操作過(guò)程與調(diào)試214.3 應(yīng)用程序流程圖224.4 測(cè)試結(jié)果與記錄235、實(shí)驗(yàn)結(jié)論24參考文獻(xiàn)23第一章 概述1、 課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1通過(guò)A3000過(guò)程實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)了解和學(xué)習(xí)組態(tài)軟件 2訓(xùn)練過(guò)程控制硬件設(shè)計(jì) 3過(guò)程設(shè)計(jì)過(guò)程中的PID設(shè)計(jì)。（幫忙補(bǔ)充一下）2、 課程設(shè)計(jì)題

6、目：豎直雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制3、 課程設(shè)計(jì)任務(wù): 1、通過(guò)查閱資料掌握豎直雙容液位調(diào)節(jié)閥PID單回路控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、并根據(jù)任務(wù)書(shū)用CAD設(shè)計(jì)1套過(guò)程控制系統(tǒng)圖紙,包括:自控設(shè)備清單、控制流程圖、控制原理圖、PLC系統(tǒng)硬件配置圖、I/O地址分配表、I/O接線圖等。 2、自學(xué)西門子S7-300系統(tǒng)的硬件知識(shí)和STEP7軟件的編程組態(tài)方法,并根據(jù)設(shè)計(jì)圖完成機(jī)架配置、硬件組態(tài)、從站掛接和I/O口地址分配、用戶程序編寫(xiě)等工作。 3、自學(xué)WINCC.組態(tài)軟件并設(shè)計(jì)監(jiān)控界面,包括定義數(shù)據(jù)詞典、通訊設(shè)置、生產(chǎn)流程控制畫(huà)面、參數(shù)顯示、PID手動(dòng)/自動(dòng)調(diào)節(jié)界面、趨勢(shì)曲線等的設(shè)計(jì)。 4、掌握在A30

7、00高級(jí)過(guò)程控制裝置上調(diào)試用戶程序和參數(shù)整定的方法。 5、掌握判斷故障與處理故障的方法。 6、獨(dú)立完成設(shè)計(jì)，寫(xiě)出綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告并參加答辯。通過(guò)答體現(xiàn)對(duì)整個(gè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)和過(guò)程的掌握程度，并根據(jù)其在整個(gè)設(shè)計(jì)階段的理論知識(shí)應(yīng)用能力設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐操作能力、編程調(diào)試、故障分析與解決能力由指導(dǎo)老師給出一個(gè)綜合評(píng)價(jià)。第2章 S7-300硬件結(jié)構(gòu)一、控制器S7-300PLCS7-300 是模塊化的通用型PLC ，適用于中等性能的控制要求。用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇合適的模塊，維修時(shí)更換模塊十分方便。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大和功能復(fù)雜時(shí)，可以增加模塊，對(duì)PLC 進(jìn)行擴(kuò)展。簡(jiǎn)單實(shí)用的分布式結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的通信聯(lián)網(wǎng)能力，使其應(yīng)

8、用十分靈活。 S7-300 的CPU 模塊（簡(jiǎn)稱為CPU ）集成了過(guò)程控制功能，用于執(zhí)行用戶程序。不需要附加任何硬件、軟件和編程，就可以建立一個(gè)MPI（多點(diǎn)接口）網(wǎng)絡(luò)。如果有PROFIBUS-DP接口，可以建立一個(gè)DP網(wǎng)絡(luò)。 S7-300 可大圍擴(kuò)展各種功能模塊，可以非常好地滿足和適應(yīng)自動(dòng)控制任務(wù)。由于簡(jiǎn)單實(shí)用的分散式結(jié)構(gòu)和多界面網(wǎng)絡(luò)能力，使得應(yīng)用十分靈活。產(chǎn)品設(shè)計(jì)緊湊、可用于空間有限的場(chǎng)合。指令集功能強(qiáng)大，可用于復(fù)雜控制。無(wú)需電池備份，免維護(hù)。系統(tǒng)組成：中央處理單元 (CPU) ：各種CPU 有各種不同的性能，例如，我們通常所配的CPU 313C-2DP集成了數(shù)字量輸入和輸出，以與PROFI

9、BUS DP主站/ 從站接口。帶有與過(guò)程相關(guān)的功能，可以連接標(biāo)準(zhǔn)I/O設(shè)備。CPU 運(yùn)行時(shí)需要微存儲(chǔ)器卡。 信號(hào)模塊 (SM) ：用于數(shù)字量和模擬量輸入/ 輸出。 負(fù)載電源模塊 (PS) ：用于將SIMATIC S7-300 連接到120/230V AC 電源。 根據(jù)客戶要求，還可以提供以下設(shè)備： 通訊處理器 (CP) ：用于連接網(wǎng)絡(luò)和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。 功能模塊 (FM) ：用于高速計(jì)數(shù)，定位操作 ( 開(kāi)環(huán)或閉環(huán)控制) 和閉環(huán)控制。 接口模塊 (IM) ：用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR) 和擴(kuò)展機(jī)架 (ER)。S7-300 通過(guò)分布式的主機(jī)架(CR) 和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架(ER) ，可以操作多達(dá)32個(gè)

10、模塊。運(yùn)行時(shí)無(wú)需風(fēng)扇。我們使用比較多的配置是：S7-300 PLC 控制系統(tǒng)包含電源模塊PS307 、中央處理器CPU 313C-2DP、模擬量I/O模塊SM334 。其中CPU 313C-2DP自帶16DI/16DO ，含40針前連接器一個(gè)，配一個(gè)64k存儲(chǔ)卡。SM334 含20針前連接器一個(gè)。其他還可能有的配置是： PS307 電源，CPU312C，SM334 ，F(xiàn)LASH卡，20針前連接器。如果增加CP342 DP模塊可以支持DP。 PS307 電源，CPU315-2DP, SM321, SM322，SM331 ，SM332 ，F(xiàn)LASH卡，連接器。二、傳感器和執(zhí)行器電磁流量計(jì)：參考手冊(cè)

11、中文電磁流量計(jì)轉(zhuǎn)換器用戶手冊(cè)，中文電磁流量計(jì)傳感器使用說(shuō)明書(shū) 電磁流量計(jì)利用法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量流量。 電磁流量計(jì)如圖1.2.18所示。 注意：不要在沒(méi)有水的情況下給電磁流量計(jì)加電。加電幾分鐘后才能獲得準(zhǔn)確數(shù)值。電磁流量計(jì)接線圖如圖1.2.19 所示。 第三章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)一、s7-300程序設(shè)計(jì)1、編程器控制軟件Step 7簡(jiǎn)介2、 Step 7硬件接口3、 S7-300程序設(shè)計(jì)4、 S7-300模擬量的輸入輸出5、 S7-300 PID控制FB41控制模塊邏輯功能圖二、組態(tài)軟件設(shè)計(jì)當(dāng)前的國(guó)外的組態(tài)軟件有InTouch、IFix、Citech、WinCC、ASPEN-tech、 Mo

12、vicon等，國(guó)的組態(tài)軟件有世紀(jì)星、三維力控、組態(tài)王、紫金橋Realinfo、MCGS、態(tài)神等。在本過(guò)程控制過(guò)程課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中選用的組態(tài)軟件為西門子的Wincc。1、 Wincc的特點(diǎn)2、 流量調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng) 3.主態(tài)界面第4章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 一 、PID整定方法1. PID調(diào)節(jié)器的適用圍 PID調(diào)節(jié)控制是一個(gè)傳統(tǒng)控制方法，它適用于溫度、壓力、流量、液位等幾乎所有現(xiàn)場(chǎng)，不同的現(xiàn)場(chǎng)，僅僅是PID參數(shù)應(yīng)設(shè)置不同，只要參數(shù)設(shè)置得當(dāng)均可以達(dá)到很好的效果。均可以達(dá)到0.1%，甚至更高的控制要求。2. PID參數(shù)的意義和作用指標(biāo)分析P、I、D：y=yP+yi+ yd P參數(shù)設(shè)置名稱：比例帶參數(shù)，單位為

13、(%)。比例作用定義：比例作用控制輸出的大小與誤差的大小成正比，當(dāng)誤差占量程的百分比達(dá)到P值時(shí)，比例作用的輸出=100%，這P就定義為比例帶參數(shù)。即ErrFS · PErrFSPyp= ×100% = ×100% = Kp · Err (1)（其中：yP=KP·、=SP-PV，取0-100%）KP=1/（FS·P）也可以理解成，當(dāng)誤差達(dá)到量程乘以P(%)時(shí)，比例作用的輸出達(dá)100%。例：對(duì)于量程為0-1300的溫控系統(tǒng)，當(dāng)P設(shè)置為10%時(shí)，F(xiàn)S乘以P等于130，說(shuō)明當(dāng)誤差達(dá)到130時(shí)，比例作用的輸出等于100%，誤差每變化1，比例作用

14、輸出變化0.79%，若需加大比例作用的調(diào)節(jié)能力，則需把P參數(shù)設(shè)置小些，或把量程設(shè)置小些。具體多少可依據(jù)上述方法進(jìn)行定量計(jì)算。P=輸出全開(kāi)值/FS·100%P參數(shù)越小比例作用越強(qiáng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)越快，消除誤差的能力越強(qiáng)。但實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，控制輸出變化后，實(shí)際PV值變化還需等待一段時(shí)間才會(huì)緩慢變化。由于實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，比例作用不宜太強(qiáng)，比例作用太強(qiáng)會(huì)引起系統(tǒng)振蕩不穩(wěn)定。P參數(shù)的大小應(yīng)在以上定量計(jì)算的基礎(chǔ)上根據(jù)系統(tǒng)響應(yīng)情況，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試決定，通常將P參數(shù)由大向小調(diào)，以能達(dá)到最快響應(yīng)又無(wú)超調(diào)(或無(wú)大的超調(diào))為最佳參數(shù)。I參數(shù)設(shè)置名稱：積分時(shí)間，單位為秒。積分作用定義：對(duì)某一恒定的誤差進(jìn)行積分，

15、令其積分“I”秒后，其積分輸出應(yīng)與比例作用等同，這I就定義為積分時(shí)間。即：Ki Errdt = Ki · I · Err = Kp · Err (2 )Ki = Kp /I (3 )yi = Ki Err (t)dt (4 )為什么要引進(jìn)積分作用呢？前面已經(jīng)分析過(guò)，比例作用的輸出與誤差的大小成正比，誤差越大，輸出越大，誤差越小，輸出越小，誤差為零，輸出為零。由于沒(méi)有誤差時(shí)輸出為零，因此比例調(diào)節(jié)不可能完全消除誤差，不可能使被控的PV值達(dá)到給定值。必須存在一個(gè)穩(wěn)定的誤差，以維持一個(gè)穩(wěn)定的輸出，才能使系統(tǒng)的PV值保持穩(wěn)定。這就是通常所說(shuō)的比例作用是有差調(diào)節(jié)，是有靜差的，

16、加強(qiáng)比例作用只能減少靜差，不能消除靜差(靜差：即靜態(tài)誤差，也稱穩(wěn)態(tài)誤差)。為了消除靜差必須引入積分作用，積分作用可以消除靜差，以使被控的PV值最后與給定值一致。引進(jìn)積分作用的目的也就是為了消除靜差，使PV值達(dá)到給定值，并保持一致。積分作用消除靜差的原理是，只要有誤差存在，就對(duì)誤差進(jìn)行積分，使輸出繼續(xù)增大或減小，一直到誤差為零，積分停止，輸出不再變化，系統(tǒng)的PV值保持穩(wěn)定，PV值等于SP值，達(dá)到無(wú)差調(diào)節(jié)的效果。但由于實(shí)際系統(tǒng)是有慣性的，輸出變化后，PV值不會(huì)馬上變化，須等待一段時(shí)間才緩慢變化，因此積分的快慢必須與實(shí)際系統(tǒng)的慣性相匹配，慣性大、積分作用就應(yīng)該弱，積分時(shí)間I就應(yīng)該大些，反之而然。如果

17、積分作用太強(qiáng)，積分輸出變化過(guò)快，就會(huì)引起積分過(guò)頭的現(xiàn)象，產(chǎn)生積分超調(diào)和振蕩。通常I參數(shù)也是由大往小調(diào)，即積分作用由小往大調(diào)，觀察系統(tǒng)響應(yīng)以能達(dá)到快速消除誤差，達(dá)到給定值，又不引起振蕩為準(zhǔn)。D參數(shù)設(shè)置名稱：微分時(shí)間，單位為秒定義：D是指微分作用的持續(xù)時(shí)間，是指從微分作用產(chǎn)生時(shí)刻起到微分作用衰減到零(接近零)所花的時(shí)間。如下圖所示。為什么要引進(jìn)微分作用呢？前面已經(jīng)分析過(guò)，不論比例調(diào)節(jié)作用，還是積分調(diào)節(jié)作用都是建立在產(chǎn)生誤差后才進(jìn)行調(diào)節(jié)以消除誤差，都是事后調(diào)節(jié)，因此這種調(diào)節(jié)對(duì)穩(wěn)態(tài)來(lái)說(shuō)是無(wú)差的，對(duì)動(dòng)態(tài)來(lái)說(shuō)肯定是有差的，因?yàn)閷?duì)于負(fù)載變化或給定值變化所產(chǎn)生的擾動(dòng)，必須等待產(chǎn)生誤差以后，然后再來(lái)慢慢調(diào)節(jié)予以

18、消除。但一般的控制系統(tǒng)，不僅對(duì)穩(wěn)定控制有要求，而且對(duì)動(dòng)態(tài)指標(biāo)也有要求，通常都要求負(fù)載變化或給定調(diào)整等引起擾動(dòng)后，恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)的速度要快，因此光有比例和積分調(diào)節(jié)作用還不能完全滿足要求，必須引入微分作用。比例作用和積分作用是事后調(diào)節(jié)(即發(fā)生誤差后才進(jìn)行調(diào)節(jié))，而微分作用則是事前預(yù)防控制，即一發(fā)現(xiàn)PV有變大或變小的趨勢(shì)，馬上就輸出一個(gè)阻止其變化的控制信號(hào)，以防止出現(xiàn)過(guò)沖或超調(diào)等。D越大，微分作用越強(qiáng)，D越小，微分作用越弱。系統(tǒng)調(diào)試時(shí)通常把D從小往大調(diào)，具體參數(shù)由試驗(yàn)決定。如：由于給定值調(diào)整或負(fù)載擾動(dòng)引起PV變化，比例作用和微分作用一定等到PV值變化后才進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且誤差小時(shí)，產(chǎn)生的比例和積分調(diào)節(jié)作用也

19、小，糾正誤差的能力也小，誤差大時(shí)，產(chǎn)生的比例和積分作用才增大。因?yàn)槭鞘潞笳{(diào)節(jié)動(dòng)態(tài)指標(biāo)不會(huì)很理想。而微分作用可以在產(chǎn)生誤差之前一發(fā)現(xiàn)有產(chǎn)生誤差的趨勢(shì)就開(kāi)始調(diào)節(jié)，是提前控制，所以與時(shí)性更好，可以最大限度地減少動(dòng)態(tài)誤差，使整體效果更好。但微分作用只能作為比例和積分控制的一種補(bǔ)充，不能起主導(dǎo)作用，微分作用不能太強(qiáng)，太強(qiáng)也會(huì)引起系統(tǒng)不穩(wěn)定，產(chǎn)生振蕩，微分作用只能在P和I調(diào)好后再由小往大調(diào)，一點(diǎn)一點(diǎn)試著加上去。3. PID綜合調(diào)試比例作用，積分作用和微分作用的關(guān)系是：比例作用是主要調(diào)節(jié)作用，起主導(dǎo)作用。積分作用是輔助調(diào)節(jié)作用；微分作用是補(bǔ)償作用。在實(shí)際調(diào)試時(shí)可按以下步驟進(jìn)行。1) 關(guān)掉積分作用和微分作用，

20、先調(diào)P。即令I(lǐng)>3600秒，D = 0秒，將P由大往小調(diào)以達(dá)到能快速響應(yīng)，又不產(chǎn)生振蕩為好。并需結(jié)合量程進(jìn)行定量估算。2) P調(diào)好后再調(diào)I，I由大往小調(diào)，以能快速響應(yīng)，消除靜差，又不產(chǎn)生超調(diào)為好，或有少量超調(diào)也可以。I應(yīng)考慮與系統(tǒng)慣性時(shí)間常數(shù)相匹配。一般I值和慣性時(shí)間差不多。3) P、I調(diào)好后，再調(diào)D。一般的系統(tǒng)D =0，1或2。只有部分滯后較大的系統(tǒng)，D值才可能調(diào)大些。4) PID參數(shù)修改后，可以少量修改給定值，觀察系統(tǒng)的跟蹤響應(yīng)，以判斷PID參數(shù)是否合適。5) P值太小，I值太小或D值太大均會(huì)引起系統(tǒng)超調(diào)振蕩。6) 對(duì)于個(gè)別系統(tǒng)，如加溫快降溫慢，或升壓快降壓慢，或液位升得快降得慢等不

21、平衡系統(tǒng)是很難控制的，更難兼顧動(dòng)態(tài)指標(biāo)，只能將P調(diào)大些，I值也調(diào)大些，犧牲動(dòng)態(tài)指標(biāo)來(lái)保證穩(wěn)態(tài)指標(biāo)。這是由系統(tǒng)的不可控制特性所決定的，而與PID調(diào)節(jié)器的性能無(wú)關(guān)。常規(guī)PID參數(shù)設(shè)置指南 啟動(dòng)PID參數(shù)自整定程序，可自動(dòng)計(jì)算PID參數(shù)，自整定成功率95%，少數(shù)自整定不成功的系統(tǒng)可按以下方法調(diào)PID參數(shù)。 P參數(shù)設(shè)置: 如不能肯定比例調(diào)節(jié)系數(shù)P應(yīng)為多少，請(qǐng)把P參數(shù)先設(shè)置大些（如30%），以避免開(kāi)機(jī)出現(xiàn)超調(diào)和振蕩，運(yùn)行后視響應(yīng)情況再逐步調(diào)小，以加強(qiáng)比例作用的效果，提高系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，以既能快速響應(yīng)，又不出現(xiàn)超調(diào)或振蕩為最佳。 I參數(shù)設(shè)置: 如不能肯定積分時(shí)間參數(shù)I應(yīng)為多少，請(qǐng)先把I參數(shù)設(shè)置大些（如1

22、800秒），(I> 3600時(shí)，積分作用去除)系統(tǒng)投運(yùn)后先把P參數(shù)調(diào)好，爾后再把I參數(shù)逐步往小調(diào)，觀察系統(tǒng)響應(yīng)，以系統(tǒng)能快速消除靜差進(jìn)入穩(wěn)態(tài)，而不出現(xiàn)超調(diào)振蕩為最佳。 D參數(shù)設(shè)置: 如不能肯定微分時(shí)間參數(shù)D應(yīng)為多少，請(qǐng)先把D參數(shù)設(shè)置為O，即去除微分作用，系統(tǒng)投運(yùn)后先調(diào)好P參數(shù)和I參數(shù)，P、I確定后,再逐步增加D參數(shù),加微分作用，以改善系統(tǒng)響應(yīng)的快速性，以系統(tǒng)不出現(xiàn)振蕩為最佳，（多數(shù)系統(tǒng)可不加微分作用）。 等溫加濕與等晗加濕的區(qū)別 等溫加濕：加濕前后溫度不變，濕度增加。 加濕時(shí)，空氣中的熱量吸收水份，溫度降低，濕度增加，同時(shí)水粒子被空氣吸收散熱，溫度又增加，所以達(dá)到了一個(gè)能力等恒的過(guò)程。等

23、晗加濕：加濕前后溫度發(fā)生變化，濕度增加。加濕時(shí)，空氣中的熱量吸收水份，降低了溫度，濕度得到增加。調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定，是自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中相當(dāng)重要的一個(gè)問(wèn)題。在調(diào)節(jié)方案已經(jīng)確定，儀表與調(diào)節(jié)閥等已經(jīng)選定并已裝好之后，調(diào)節(jié)對(duì)象的特性也就確定了，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的品質(zhì)就主要決定于調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定。因此，調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的任務(wù)，就是對(duì)已選定的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，求得最好的調(diào)節(jié)質(zhì)量時(shí)調(diào)節(jié)器的參數(shù)值，即所謂求取調(diào)節(jié)器的最佳值，具體講就是確定最合適的比例度、積分時(shí)間和微分時(shí)間。把參數(shù)整定工作放在怎樣的位置，存在兩種片面的看法：一種看法是過(guò)分強(qiáng)調(diào)了參數(shù)整定的作用，把調(diào)節(jié)器參數(shù)整定看作自動(dòng)化理論的核心，這當(dāng)然是錯(cuò)誤的。因?yàn)檎{(diào)節(jié)器參數(shù)只能在

24、一定圍起作用，如果方案不合理，工況改變、或?qū)儆趦x表和調(diào)節(jié)閥故障，則不論怎樣去調(diào)整比例度，積分時(shí)間和微分時(shí)間，仍然達(dá)不到預(yù)定的調(diào)節(jié)質(zhì)量要求。同時(shí)，調(diào)節(jié)器參數(shù)在目前很難單純依靠計(jì)算的方法來(lái)求取，因?yàn)橛?jì)算法要遇到兩個(gè)很大的困難，一是缺乏足夠的對(duì)象動(dòng)態(tài)特性資料，實(shí)驗(yàn)測(cè)試也不容易，二是計(jì)算方法繁瑣，工作量大，而且對(duì)象往往有非線性或改變工藝參數(shù)的情況，所以化了不少力氣算出來(lái)的結(jié)果仍不可靠。另一種看法是過(guò)分地貶低參數(shù)整定的作用，我們會(huì)遇到三類不同的系統(tǒng)情況。第一類是較容易調(diào)節(jié)的系統(tǒng)：比例度、積分時(shí)間和微分時(shí)間可以放在很寬的圍，調(diào)節(jié)質(zhì)量都能滿足。第二類是方案選擇不當(dāng)?shù)南到y(tǒng)，不論怎樣去整定參數(shù)，系統(tǒng)仍不能良好的

25、運(yùn)行。如果只看到以上兩種情況，是會(huì)產(chǎn)生不必重視調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的錯(cuò)覺(jué)。實(shí)際上有相當(dāng)多數(shù)量的系統(tǒng)介于這兩種極端情況之間，這可以說(shuō)是第三類的系統(tǒng)，它們?cè)谡▍?shù)選擇得當(dāng)?shù)臅r(shí)候，可以運(yùn)行得很好，反之，在整定參數(shù)不合適時(shí)，調(diào)節(jié)質(zhì)量就達(dá)不到要求。我們不要將它們與第二類系統(tǒng)混同起來(lái)，錯(cuò)當(dāng)成不能投入自動(dòng)的系統(tǒng)。另外，對(duì)第一類系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也有使調(diào)節(jié)質(zhì)量進(jìn)一步完善的要求。因此，我們應(yīng)當(dāng)重視調(diào)節(jié)器參數(shù)整定的工作，而不要片面地看問(wèn)題。參數(shù)整定的方法很多，我們只介紹幾種工程上最常用的方法。1 臨界比例度法這是目前使用較廣的一種方法，具體作法如下：先在純比例作用下（把積分時(shí)間放到最大，微分時(shí)間放到零），在閉合的調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，從

26、大到小地逐漸地改變調(diào)節(jié)器的比例度，就會(huì)得到一個(gè)臨界振蕩過(guò)程，如圖2所示。這時(shí)的比例度叫臨界比例度k，周期為臨界振蕩周期Tk。記下k和Tk，然后按表1的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定調(diào)節(jié)器的各參數(shù)值。圖2 臨界振蕩示意圖表1 臨界比例度法數(shù)據(jù)表調(diào)節(jié)作用比例度（%）積分時(shí)間Ti（分）微分時(shí)間Td（分）比例2k比例積分2.2k0.85Tk比例微分1.8k0.1Tk比例積分微分1.7k0.5Tk0.125Tk這種方法在下面兩種情況下不宜采用：1）、臨界比例度過(guò)小，因?yàn)檫@時(shí)候調(diào)節(jié)閥很容易處于全開(kāi)與全關(guān)位置，對(duì)于工藝生產(chǎn)不利，舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于一個(gè)用燃料油（或瓦斯）加熱的爐子，如很小，接近雙位調(diào)節(jié)，將一會(huì)兒熄火，一會(huì)兒煙囪濃

27、煙直沖。2）、工藝上約束條件較嚴(yán)格時(shí)，因?yàn)檫@時(shí)候如達(dá)到等幅振蕩，將影響生產(chǎn)的安全運(yùn)行。2 衰減曲線法臨界比例度法是要系統(tǒng)等幅振蕩，還要多次試湊，而用衰減曲線法較簡(jiǎn)單，一般又有兩種方法。（1）、4：1衰減曲線法使系統(tǒng)處于純比例作用下，在達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，用改變給定值的辦法加入階躍干擾，觀察記錄曲線的衰減比，然后逐漸從大到小改變比例度，使出現(xiàn)4：1的衰減比為止，如圖3所示。記下此時(shí)的比例度s。再按表2的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定PID數(shù)值。圖3 4：1衰減調(diào)節(jié)過(guò)程曲線表2 4：1衰減曲線法數(shù)據(jù)表調(diào)節(jié)作用比例度（%）積分時(shí)間Ti（分）微分時(shí)間Td（分）比例s比例積分1.2s0.5Ts比例積分微分0.8s0.3Ts0.

28、1Ts（2）、10：1衰減曲線法有的過(guò)程，4：1衰減仍嫌振蕩過(guò)強(qiáng)，可采用10：1衰減曲線法。方法同上，得到10：1衰減曲線，記下此時(shí)的比例度s和上升時(shí)間Ts，再按表3的經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定PID的數(shù)值。衰減曲線如圖4所示。圖4 10：1衰減曲線示意圖表3 10：1衰減曲線法數(shù)據(jù)表調(diào)節(jié)作用比例度（%）積分時(shí)間Ti（分）微分時(shí)間Td（分）比例s比例積分1.2s比例積分微分0.8s.二操作過(guò)程和調(diào)試1、編寫(xiě)控制器算法程序，下裝調(diào)試；編寫(xiě)測(cè)試組態(tài)工程，連接控制器，進(jìn)行聯(lián)合調(diào)試。這些步驟不詳細(xì)介紹。2、在測(cè)試系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，將手閥QV-102，QV-107完全打開(kāi)，并使QV-116，QV-117閘板具有一定

29、開(kāi)度，QV116開(kāi)口高度比QV117低一些。其余閥門關(guān)閉。3、由于中水箱具有兩個(gè)分隔的容器，所以可以選擇容器大小。這里把QV118拉到很大的高度。所以容器的截面積就是整個(gè)容器，輸出負(fù)載由QV117設(shè)定。4、將下水箱液位(LT-103)端子通過(guò)實(shí)驗(yàn)連接線連到控制器輸入端AI0，IO面板的電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制端連到AO0。注意：具體那個(gè)通道連接指定的傳感器和執(zhí)行器依賴于控制器編程。對(duì)于全連好線的系統(tǒng)，例如DCS，則必須按照已經(jīng)接線的通道來(lái)編程。5、接通設(shè)備電源，調(diào)節(jié)閥(FV-101)通電。6、在現(xiàn)場(chǎng)系統(tǒng)上，啟動(dòng)水泵P102，給水箱V102注水。水箱V103由水箱V102注水。7、連接好控制系統(tǒng)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間的通訊電纜，啟動(dòng)控制系統(tǒng)。8、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)組態(tài)軟件，進(jìn)入測(cè)試項(xiàng)目界面。啟動(dòng)調(diào)節(jié)器，設(shè)置各項(xiàng)參數(shù)，將調(diào)節(jié)器的手動(dòng)控制切換到自動(dòng)控制。9、設(shè)置PID控