Honeywell 控制器的PID调节.doc

Honeywell 控制器K、I、D的调节一般指南：1、 控制器K、I、D值应根据控制器的不同类型而设定。控制器的放大系数K在测量值和设定值之间存在偏差时候才起作用，即放大系数决定了输出值变化幅度。值得注意的是：控制器的放大系数的大小取决于主表和副表的量程范围（详见开路调节方法）。通常情况，温度控制器具有400华氏度量程，所以需要一个较大的放大系数（3.0+），大多数液位控制阀设计的放大系数为1.0。积分时间设定了阀位变化的反复性。积分时间的使用取决于工艺过程的响应时间，即为工艺过程响应时所需的大部分时间。对于流体的流入，具有较大体积的容器则有一个较低的响应时间，积分时间通常被设置在20+。而多数液体流量计对于控制阀位的改变响应非常迅速。微分时间取决于偏差（测量值与设定值之差）变化的速度，它被使用以抵消停滞时间（即工艺参数到开始变化时所需的时间）。多数温度和气体压力控制会有停滞时间，所以适当的设置微分时间对其是有益的。多数流量和液体压力控制器，其基本的控制活动来自于积分作用（例:小的放大系数，0.31.0和快的积分0.20.7）。对于液位、温度和气体压力，其主要的控制活动是通过放大系数作用实现的。放大系数（和可能使用的微分）对外来干扰信号提供快速的响应控制。对于控制阀，典型的给定值如下表： 放大系数 (K) 积分时间 (T1) 微分时间 (T2) 控制器类型+ Increases+ Slower+ Increases .流量 (液体)0.3 - 1.00.2 0.7 None流量 (气体) 1.0 - 3.0 0.5 - 1.0 None压力 (液体) 0.5 - 2.00.5 - 1.0 None压力 (气体)1.0 - 2.01.0 - 2.0 None or 0.3 - 2.0液位(Tight)1.0 - 1.52.0 - 6.0 None液位 (Smoothing)0.7 - 1.04.0 - 20.0 None温度 1.0 - 3.0 4.0 - 25.0 0.3 - 3.0使用开路调节法建立近似K、I、D常量2、 先调副表，再调主表，且副表的积分作用应快于主表。主表控制器的积分时间应当为流量控制副表的23倍。3、 注意控制器之间的相互影响。在线有压力、流量和温度控制器，调整时，应将每一个仪表置于手动，先调流量控制，再调压力控制，最后调温度。流量控制应当有较快的积分作用，压力次之，最后是温度。这个顺序同样可以应用到蒸馏塔和其他拥有多个相互影响控制器的设备。由于控制器之间的相互影响，有时会错误地调整控制器，真正的问题控制器却没有调整（同一系统或不同系统）。4、 不要使用积分或微分时间小于0.15或滤波常数的值，否则可导致控制器不稳定。设置滤波时间，可以减少扰动信号的干扰，但是一定要小心谨慎。控制器的调节速度（即快的积分时间）不会因滤波的设置而受到影响。5、 在有干扰的、变化快速的控制回路上，不要使用微分作用。控制器的偏差（测量值和给定值之差）变化的速度可以使微分发挥作用。干扰信号对微分作用来说，是一个快速的偏差变化！微分仅仅适用于响应慢的控制回路，如温度和压力。6、 微分时间不要大于控制器的滞后时间。滞后时间是从一个手动的变化开始到所控制的工艺参数改变的这么一段时间。7、 使用EQA时，要小心谨慎。没有副表的控制器使用EQB，它使用的是PV值。EQA使用的是测量值和设定值的偏差。EQB的使用可以防止由于设定值的改变而引发控制作用大幅调节。8、 对于较慢的工艺过程，积分时间要低于或等于控制器的响应时间。控制器周期性的振荡主要原因就是积分作用过快或放大系数过大。9、 如果流量或压力波动过大，应降低放大系数（如0.3）及使用正常的积分时间（如0.3）。 10、 典型的温度控制器有着比较大的量程（如300或500 华氏度），需要使用较大的放大系数（2.06.0）及慢的积分时间（425分钟）11、 调整液位控制器时，应利用容器的缓冲能力，并且能够对干扰很好的响应。典型的值为放大系数（0.51.5）和低积分时间（1040分钟），压缩机气液分离罐除外。如果放大系数过大获积分时间过快，则液位将不能控制，甚至是一点点的干扰都经受不起。12、 避免控制器只使用放大系数，这将导致PV值不能回到设定值。如液位控制器只使用放大系数的话，则液位将会稳定在一个高于或低于设定值的位置，这将降低了容器的缓冲能力。使用积分，可以消除这个余差，使液位回归的设定值，即使这个积分很弱，2040分钟。13、 注意粘滞阀（即测量值不随设定值的改变而平稳改变，而是突然的跃升）的影响。这种情况，若想得到好的控制，则需要对控制阀进行维修。此时若采用大的放大系数和弱的积分（2.0+），有助于改善控制阀的调节。14、 要注意仪表问题的影响，如仪表引出线堵塞、浮筒粘滞，定位器失灵等。调整比例积分有助于改善调节效果，但是不能从根本上弥补这个问题。15、 可以通过改变设定值，来检查调整后的效果。理想的控制效果是经过小的波动迅速回归到设定值。如果条件改变，控制器持久的周期性波动，则会变得不稳定。16、 每一次开大副线，控制器的放大系数应当适当提高，以保持好的控制效果，同理，关小副线，降低放大系数。积分、微分时间没有必要改变。如果副线开的过大，控制器将失去控制作用。17、 如果控制器量程重新设定，应当相应调整放大系数。若量程加倍，放大系数随之加倍，不必改变积分、微分时间。18、 控制器的调整受控制阀开度位置的影响。多数控制阀不是线形关系，设计操作范围在20%50%之间。流速大的改变、控制阀前、后压力都能影响控制阀的开度位置。如果在控制阀开度小于20%时操作，应降低放大系数，若开度大于50%，提高放大系数。不必改变微分、积分时间。 一些控制阀在某一开度以上，可能是60%，就会失去作用。有些阀，如球阀和舌形阀会有一个非常小的限制范围（1030%），在这个范围外，控制阀将不能很好的工作。控制器开路调节法:起始控制器的调整步骤：1、 控制器改手动操作，保持系统平稳。2、 提高或降低控制器输出的5%，以获得控制阀的有效响应。每隔半分钟或一分钟记录一次测量值。3、 当测量值重新达到一个新的平稳位置，绘制测量值对应于时间的图表。如果控制器是液位或压力的，则改变应明显些10%20%，然后记录、绘制图表。见下方示例。4、 计算控制器的放大系数，流量、温度、气体压力使用以下公式： 输出值的变化 控制范围 K = 0.9 x - x - 输出范围 测量值的变化对液位或其他工艺变量，会随着输出变化连续的增大或降低（称为积分器），使用以下公式： 输出范围K = G x -控制范围Note:对阀来言，输出范围是100% For tight control ： G为1.0 - 1.5. ，G即是K。 For 流量 smoothing control：G 为0.7 - 1.0.5、 通过记录找出测量值总改变量的65%所需时间，设定的积分时间应等于或低于这个时间。对于液位或其他积分器，使用以下公式计算积分时间： 输出变化 控制范围积分时间 = 0.9 x - x -x Time Interval (min.) 输出范围 测量值变化注： time interval 是到测量值开始变化所需的时间 。6、 从输出变化到工艺参数开始变化这段时间称为控制器的停滞时间，如果这个时间非常短（小于30秒），不要使用微分。如果需要使用，微分时间要设置的小于或等于停滞时间。注：请勿使用大于停滞时间的微分时间，否则控制器将不稳定。7、 将计算的调整常量与经验表格进行比较，若计算的与经验数据差别很大，请检查计算是否出错。8、 重复测试，将控制器改手动并把输出改回到起始位置。这个测试将能够检查出阀的定位器、阀的设计及传送器是否存在问题。开路响应测试示例:一容器温度控制器（范围20华氏度）与heater-stock流量控制器（范围1200BPOD）串级。温度控制器在手动，流量控制器（已调整好）在自动状态。在零时间，流量提高58BPOD并且响应开始被记录。其他所有参数（如heater-stock温