Honeywell_DCS_控制回路PID参数整定方法(推荐文档).doc

Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法Honeywell PKS 系统控制回路 PID 参数整定方法鉴于目前一联合装置仪表回路自控率比较低，大部分的回路都是手动操作，这样不但增加了操作员的工作量， 而且对产品质量也有一定的影响， 特编制了此 PID 参数整定方法修改 PID 参数必须有“ SUPV（班长）”及以上权限权限，具体权限设置切换方法如下；一、打开要修改的控制回路细目画面，翻到下图所示的页面（ Loop Tune），修改PID 控制回路整定的三个参数 K， T1，T2；第1页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法二、 PID 参数代表的含义Control Action：控制器的作用方式， 正作用（DIRECT ），反作用（ REVERSE）；Overal Gain（K ）： 比例增益（放大倍数），范围为 0.0～240.0；T1：积分时间，范围为 0.0～1440.0，单位为分钟， 0.0 代表没有积分作用；T2：微分时间，范围为 0.0～1440.0，单位为分钟， 0.0 代表没有微分作用三、 PID 参数的作用（1）比例调节的特点： 1、调节作用快，系统一出现偏差，调节器立即将偏差放大 K 倍输出； 2、系统存在余差。

K 越小，过渡过程越平稳，但余差越大； K 增大，余差将减小，但是不能完全消除余差，只能起到粗调作用，但是 K 过大，过渡过程易振荡， K 太大时，就可能出现发散振荡2）积分调节的特点：积分调节作用的输出变化与输入偏差的积分成正比，积分作用能消除余差，但降低了系统的稳定性， T1 由大变小时，积分作用由弱到强，消除余差的能力由弱到强，只有消除偏差，输出才停止变化3）微分调节的特点：微分调节的输出是与被调量的变化率成正比，在引入微分作用后能全面提高控制质量， 但是微分作用太强， 会引起控制阀时而全开时而全关，因此不能把 T2 取的太大，当 T2 由小到大变化时，微分作用由弱到强，对容量滞后有明显的作用，但是对纯滞后没有效果四、控制器的选择方法（ 1） P 控制器的选择：它适用于控制通道滞后较小，负荷变化不大，允许被控量在一定范围内变化的系统；（ 2） PI 控制器的选择：它适用于滞后较小，负荷变化不大，被控量不允许有余差的控制系统；（ 3） PID 控制器的选择：它适用于负荷变化大，容量滞后较大，控制质量要求又很高的控制系统，比如温度控制系统五、 PID 参数整定的方法第2页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法一般在工程应用中采用经验凑试法。

经验凑试法在实践中最为实用 在整定参数时，必须认真观察系统响应情况，根据系统的响应情况决定调整那些参数 观察系统响应效果， 可以通过查看控制回路细目画面中的实时趋势曲线，衰减曲线最好是 4：1，即前一个峰值与后一个峰值的比值为 4： 1e11/4t经验值：在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修改，这里的 P 代表比例度， P＝1/K 参数范围控制系统P（1 / K）KT1 / MinT2 / Min液位20％ ～ 80％1.25～ 5.0————压力30％ ～ 70％1.43～ 3.40.4～3——流量40％ ～ 100％1.0 ～ 2.50.1～1——温度20％ ～ 60％1.7～53～100.3～ 1总之，在整定时不能让系统出现发散振荡， 如出现发散振荡，应立即切为手动，等系统稳定后减小放大倍数、 增大积分时间或减小微分时间， 重新切换到自动控制放大倍数越小，过渡过程越平稳，但余差越大放大倍数越大，过渡过程容易发生振荡积分时间越小，消除余差就越快，但系统振荡会较大，积分时间越大，系统消除余差的速度较慢微分时间太大，系统振荡次数增加，调节时间增加，微分太小，系统调节缓慢。

控制器参数凑试法的步骤：第3页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法因为比例作用是基本的控制作用，因此，首先把比例度凑试好，待过渡过程已基本稳定，然后加积分作用消除余差， 最后加入微分作用进一步提高控制质量，基本步骤如下：（A ）对 P 控制器，将放大倍数放在较小的位置，逐渐增大 K ，观察被控量的过渡过程曲线，直到曲线满意为止；（B）对 PI 控制器，先置 T1=0，按纯比例作用整定放大倍数使之达到 4：1衰减曲线；然后将 K 缩小（ 10～20％），将积分时间 T1 由大到小逐步加入，直到获得 4： 1 衰减过程；（C）对 PID 控制器，将 T2＝0；先按 PI 作用凑试程序整定 K ，T1 参数，然后将放大倍数增大到比原值大（ 10～ 20％）位置， T1 也适当减小之后，再把 T2 由小到大逐步加入，观察过渡曲线，直到获得满意的过渡过程一句话：整定参数时要认真观察系统输出及被调量的变化情况，再根据具体情况适当修改 PID 参数可以说，只要工艺技术员多花点时间，大多数控制系统采用 PID 调节都能满足要求六、串极控制回路整定串极控制回路的整定可以采用两步法，即先整定副回路，再整定主回路；也可以采用一步法，即同时整定主副回路。

1）在采用一步法整定时副回路的经验值为以下值，一般副回路只采用比例控制：副变量放大倍数（ K）比例度（ P）温度5.0～ 1.720％ ～ 60％压力3.0～ 1.430％ ～ 70％流量2.5～ 1.2540%～ 80%液位5.0～ 1.2520%～ 80%（ 2）将串极控制回路系统投入运行，然后按单回路控制系统参数整定方法，整定主控制器的参数；（ 3）如果在整定过程中出现“共振” ，只需减小主、副控制器的放大倍数就可以消除，如果共振太剧烈， 可先切换到手动， 待生产稳定后， 重新投运，重新整定第4页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法总之： P 作用是最基本的控制作用，加入 I 作用后可做到无差控制，提高控制精度，加入 D 作用能全面提高控制质量七、注意事项（ 1） 参数整定前要先校验传感器和执行器， 保证现场仪表是正常的， 可以先手动控制试一下，手动状态测量参数应该是稳定可靠的 2） 按经验值设定 K 参数，暂时关掉积分调节试着切换到自动观察阶跃响应，此时应特别注意控制器的输出， 一定要判断一下回路是不是负反馈的 （检查设计和接线是否有漏洞， 新系统调试的时候会遇到这种情况， 如：需要关开度的时候，调节器偏偏是放大开度） ；（ 3） 在整定参数时要保证工艺稳定， 当影响到产品质量和工艺参数时要立即切到手动控制，待工艺生产稳定后再投自动修改 PID 参数。

4） 如果是串级、 比例控制回路， 要先一个回路一个回路的整定， 还应注意先内环后外环的原则 5） 在手动切到自动的时候， 要保证给定值与测量值近乎一致， 但对于一联合Honeywell DCS 不存在这个问题，在手动时给定值是自动跟踪测量值的八、 PID 参数整定速记法参数整定找最佳，从小到大顺序查先是比例后积分，最后再把微分加曲线振荡很频繁，放大倍数要放小曲线漂浮绕大湾，放大倍数往大扳曲线偏离回复慢，积分时间往下降曲线波动周期长，积分时间再加长曲线振荡频率快，先把微分降下来动差大来波动慢，微分时间应加长理想曲线两个波，前高后低 4 比 1一看二调多分析，调节质量不会低第5页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法九、典型控制回路1、单回路控制：+给定值 控制器 控制阀 被控对象-测量变送（1） 控制阀作用方式选择原则：控制阀按作用方式分气开、 气关两种 气开阀即随着信号压力的增加而开度加大， 无信号时，阀处于全关状态；反之，随着信号压力的增加，阀逐步关闭，无信号时，阀处于全开状态即为气关阀选择原则主要是：从生产的安全出发、从保证产品质量、 从降低原料和动力的损耗、从介质特点这几方面考虑。

2） 控制器作用方式选择：选择原则：使整个单回路构成负反馈系统规定：控制阀：气开式为“＋” ，气关式为“－” ；控制器：正作用为“＋” ，反作用为“－” ；对 象：当通过控制阀的物料或能量增加时，按工艺机理分析，若被控量随之增加为“＋”，随之降低为“－” ；变送器：一般视为正环节则控制器正、反作用选择判别式为：（ 控制器“±” ） （ 控制阀“±” ） （ 对象“±” ）＝“－”2、串级回路控制：给定值++控制阀副被控对象主被控对象主控制器副控制器--副测量变送主测量变送第6页，共 9页Honeywell PKS 系统 PID 参数整定方法在单回路控制系统中已指出，控制器正、反作用方式的选择原则是使整个控制系统构成负反馈系统，并且给出了“乘积为负”的判别式这一判别式同样适用于串级控制系统主、副控制器正、反作用方式选择1） 主控制器作用方式选择：（主控制器± ） （副对象± ） （主对象± ） ＝（—）因此： 当主、副变量同向变化时，主控制器应选反作用方式， 反向变化则应选正作用方式2） 副控制器作用方式选择：（副控制器± ） （控制阀± ） （副对象± ） ＝（—）（ 3） 串级控制 回路投运：所谓投运，就是通过适当的步骤使主、副控制器从手动工作状态转到工作状态。

串级控制系统的投运方法，总的说来有两种：一是先投副环后投主环；另一种是先投主环后投副环 目前普遍采用的投运方法是第一种， 投运的时候要保证无扰动切换，由于 Honeywell DCS 带 PV 自动跟踪功能所以基本上可以做到无扰动切换，而且投运实现比较简单3、分程控制系统分程控制系统是一个控制器的。