參數(shù)調(diào)節(jié)原理和整定方法演示文稿

參數(shù)調(diào)節(jié)原理和整定方法演示文稿目前一頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)（優(yōu)選）參數(shù)調(diào)節(jié)原理和整定方法.目前二頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)目前三頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)PID控制概述什么是PID控制? 它是比例、積分和微分控制的簡(jiǎn)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(cè)量變送器設(shè)定值偏差目前四頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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?/p>

若測(cè)量?jī)x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)。實(shí)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。？

目前五頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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(zhǎng)。（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?。╠）δ為臨界 被調(diào)量等幅振蕩波動(dòng)（e）δ小于臨界 被調(diào)量法散振蕩目前六頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)P比例調(diào)節(jié)P比例調(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%目前七頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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?？梢岳斫鉃椋褐翟酱?，作用越弱。一般不單獨(dú)使用純積分調(diào)節(jié)器目前八頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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。目前九頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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。目前十頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)I積分調(diào)節(jié)比例調(diào)節(jié)和積分調(diào)節(jié)的比較： 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。總之，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。目前十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)P與I調(diào)節(jié)過程的比較目前十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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，增大比例度目前十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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(zhǎng)，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)。目前十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)大目前十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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，振蕩加劇目前十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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。目前十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)余差目前十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)定目前十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)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。目前二十頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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，故本文主要對(duì)經(jīng)驗(yàn)法詳細(xì)介紹目前二十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)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)器的參數(shù)值P和I，通過改變給定值對(duì)控制系統(tǒng)施加一個(gè)擾動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)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(fù)湊試直到控制系統(tǒng)符合動(dòng)態(tài)過程品質(zhì)要求為止，這時(shí)的P和I就是最佳值。目前二十二頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)什么樣的PID參數(shù)為最佳衰減比過渡過程曲線上第一個(gè)波峰和第二個(gè)波峰的峰值比，即B:B’,一般為4~10最好.余差過渡過程終了時(shí)，被控變量的穩(wěn)態(tài)值與設(shè)定值之間的差,即C，要盡量為0過渡時(shí)間控制系統(tǒng)受到擾動(dòng)后，重新回到新的穩(wěn)態(tài)的最短時(shí)間。越短越好。過渡時(shí)間目前二十三頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)位號(hào)位號(hào)注釋位號(hào)標(biāo)志功能塊模式報(bào)警狀態(tài)測(cè)量值設(shè)定值輸出值輸出指針工程單位設(shè)定值指針測(cè)量值棒狀圖測(cè)量值上限測(cè)量值下限報(bào)警設(shè)置CS3000儀表面板目前二十四頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000儀表面板輸出值指針設(shè)定值指針功能塊模式報(bào)警狀態(tài)位號(hào)位號(hào)注釋位號(hào)標(biāo)志測(cè)量值棒狀圖測(cè)量值上下限工程單位

目前二十五頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)改變模式手動(dòng)自動(dòng)串級(jí)CS3000操作儀表面板目前二十六頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000調(diào)整窗口比例帶表；值越大，作用越小，范圍0-1000%積分時(shí)間；值越大，作用越小，范圍0.1-10000s微分時(shí)間；值越大，作用越大，范圍0-10000s要進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)節(jié)，首先必須要有權(quán)限。顯示“=”表示可以進(jìn)行參數(shù)修改，顯示“：”表示不能對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改。默認(rèn)值班長(zhǎng)有權(quán)限修改。進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，建議按下保留按鈕，以方便在切換畫面后觀察保留的趨勢(shì)，PID參數(shù)調(diào)整完后必須取消。實(shí)時(shí)曲線觀察窗口目前二十七頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法無擾動(dòng)切換勿擾動(dòng)切換：控制回路手動(dòng)（MAN）到自動(dòng)（AUT）狀態(tài)切換時(shí)，保證設(shè)定值(SV)與測(cè)量值（PV）保持一致或相當(dāng)。PID控制只有在控制回路處于AUT狀態(tài)，也就是負(fù)反饋回路時(shí)才有用。目前二十八頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法增大比例系數(shù)P一般將加快系統(tǒng)的響應(yīng)，在有靜差的情況下有利于減小靜差，但是過大的比例系數(shù)會(huì)使系統(tǒng)有比較大的超調(diào)，并產(chǎn)生振蕩，使穩(wěn)定性變壞。增大積分時(shí)間I有利于減小超調(diào)，減小振蕩，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性增加，但是系統(tǒng)靜差消除時(shí)間變長(zhǎng)。增大微分時(shí)間D有利于加快系統(tǒng)的響應(yīng)速度，使系統(tǒng)超調(diào)量減小，穩(wěn)定性增加，但系統(tǒng)對(duì)擾動(dòng)的抑制能力減弱。在湊試時(shí)，可參考以上參數(shù)對(duì)系統(tǒng)控制過程的影響趨勢(shì)，對(duì)參數(shù)調(diào)整實(shí)行先比例、后積分，再微分的整定步驟。目前二十九頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000系統(tǒng)PID參數(shù)整定方法串級(jí)回路PID參數(shù)調(diào)整因?yàn)榇?jí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般應(yīng)用于容量滯后較大的場(chǎng)合，必須加微分，所以主調(diào)一般取PID，而副調(diào)一般取P就可以了。但是副參數(shù)是流量，壓力時(shí)，可加一定的I作用，這里也不是為了消除余差，只是流量，壓力付對(duì)象時(shí)間常數(shù)太小，導(dǎo)致副調(diào)節(jié)器的P不能太小，調(diào)節(jié)作用弱，加上積分是為了使副參數(shù)偏離給定值太遠(yuǎn)。

目前三十頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)CS3000系統(tǒng)常用PID參數(shù)P（%）I(s)D(s)溫度20~60180~6003~180壓力30~7024~180液位20~8060~300流量40~1006~60目前三十一頁\總數(shù)三十三頁\編于十二點(diǎn)IA系統(tǒng)PID參數(shù)整定手動(dòng)/自動(dòng)切換要進(jìn)行PID參數(shù)調(diào)節(jié)，首先必須要