PID控制智能閥門設置原理

【資料簡介】

PID控制智能閥門設置原理

許多控制系統是以PID控制功能為中心構成的，這些過程控制都在調節(jié)器，系統獲得良好控制效果跟PID參數設置、控制方案、PID調節(jié)器內部PID控制算法和被控系統自身特性等均有關系，昌暉儀表在本文著重分析控制系統用調節(jié)器不易控制的主要原因。適用于需要控制閥門正反轉的場合，廣泛應用于紡織機械、陶瓷等行業(yè)中，取消伺服放大器，直接控制帶閥位顯示pid 控制反饋或無閥位反饋（行程時間為10～480 秒）的電動執(zhí)行器，雙30 線模擬光柱分別顯示輸出信號和閥位反饋信號的百分比。

技術參數：
1．輸入信號類型：熱電偶、熱電阻、電壓、電流、電阻
2．測量精度：0.2%f.s±1個字，自動對溫漂、時漂進行補償
3．顯示方式：八位高亮 led顯示
4．顯示范圍：-1999 ~ 9999
5．輸出方式：繼電器正反轉輸出、模擬量、ssr、scr等輸出方式，可選
6．反饋：模擬量反饋信號或者虛擬閥門反饋信號
7．控制方式：專家pid控制算法，帶自整定功能
8．帶手自動無擾切換功能
9．帶給定值限值功能
10．溫度補償：0~50℃數字式溫度自動補償
11．使用環(huán)境：環(huán)境溫度 0~50℃，相對濕度 ≤ 85%，避免強腐蝕氣體
12．電源：開關電源100 ~ 240vac(50hz/60hz)，功耗 ≤ 4w
13．其它：具有修正、冷端補償、數字濾波、加熱功率分段限制、外部給定等功能。還具有開關量輸入、打印接口等擴展功能

一PID控制智能閥門設置原理調節(jié)器正/反作用的確定方法
調節(jié)系統投自動：往往在控制方案確定好且判斷出調節(jié)器的正/反作用后，關鍵的是P、I、D參數如何整定，根據多年的現場工作經驗，談談如何整定調節(jié)系統的P、I、D參數，請大家在工程中參考。在整定調節(jié)系統的P、I、D參數前，要保證一個閉環(huán)調節(jié)系統必須是負反饋，即KoKvKc ＞0。調節(jié)對象Ko：閥門、執(zhí)行器開大，測量PV增加，則Ko＞0；反之，則Ko＜0； 
調節(jié)閥門Kv：
閥門正作用（氣開、電開），則Kv＞0；閥門反作用（氣關、電關），則Kv＜0；
Ko、Kv的正負由工藝對象和生產安全決定，根據Ko、Kv的正負和Ko*Kv*Kc ＞0，我們可以確定Kc的正負；
調節(jié)器Kc：
若Kc＞0，則調節(jié)器為反作用；若Kc＜0，則調節(jié)器為正作用；軟件組態(tài)中要設置正確,在裝置調試和開車及P、I、D參數整定前，調節(jié)器的正/反作用務必檢查，且正確無誤。
1、在整定調節(jié)系統的P、I、D參數前，要保證測量準確、閥門動作靈活；
2、在整定調節(jié)系統的P、I、D參數時，打好招呼，要求用戶工藝操作密切注意生產運行狀況，確保安全生產；
3、在整定調節(jié)系統的P、I、D參數時，先投自動后串級，先投副環(huán)后主環(huán)，副環(huán)粗，主環(huán)細。在操作站CRT上，打開調節(jié)器的整定調整畫面窗口，改變給定值SP或輸出值OP，給出一個工藝允許的階躍信號，觀察測量值PV變化和趨勢圖，不斷修定PID參數，往往反復幾次，直至平穩(wěn)控制。實際中，一般能達到工藝滿意的一階特性即可。

二PID控制智能閥門設置原理經驗PID整定參數預置
對介質為流體（氣體、液體）情況，經驗PID整定參數參考如下，（在出所前在軟件組態(tài)中要設置好，到現場再細調或不動）：
1、 對流量調節(jié)（F）：
一般P=120～200%，I=50～100S，D=0S；
對防喘振系統：一般P=120～200%，I=20～40S，D=15～40S；
2、 對壓力調節(jié)（P）：
一般P=120～180%，I=50～100S，D=0S；
對放空系統：一般P=80～160%，I=20～60S，D=15～40S；
3、 對液位調節(jié)（L）：
1]、大容器（直徑4米、高2米以上塔罐）：一般P=80～120%，I=200～900S，D=0S；

2]、中容器（直徑2--4米、高1.5--2米塔罐）：一般P=100～160%，I=80～400S，D=0S；

3]、小容器（直徑2米、高1.5米以下塔罐）：一般P=120～300%，I=60～200S，D=0S；
4、 對溫度調節(jié)（T）：
一般P=120～260%，I=50～200S，D=20～60S；上述參數是經驗性的東西，不是的。另外實際中，有時一個調節(jié)系統工藝過程對象或閥門（定位器）存在問題，也能靠改變PID參數予以克服，使自動投入。投自動需要耐心觀察、不斷修正。實踐中能否投入自動，關鍵的是閥門（定位器）、執(zhí)行器好用，動作靈活。
在一個串級調節(jié)系統（例如：有2個調節(jié)器）中，整個內環(huán)（副調，其Ko1*Kv1*Kc1 ＞0）相當于主環(huán)的Kv，它始終為正。PID參數整定的結果：觀察曲線，一般為一階特性即可（當然理論上為二階衰減特性）。

三 PID控制智能閥門設置原理自動回路投入注意事項
1、基本原則：
裝置在運行時自動回路的投入應保證各工段的平穩(wěn)運行，主要參數不能出現較大的波動，其它輔助設備的壓力、液位、溫度等參數也不能出現影響裝置正常運行的過大波動。
2、同工藝操作人員的配合：
自動回路的投入屬于自動化改造工程調試工作。若是我方人員負責投自動回路，在進行此項工作時，應先向用戶操作人員講清我方的工作內容，需要工藝操作人員如何配合，有何影響及出現意外情況應如何處理，調試結束后應通知工藝操作人員。自動回路*投入前應要求工藝操作人員將該部分工況盡量調至相對穩(wěn)定狀態(tài)。
3、控制系統具體注意事項：
（1） 所有自動回路的組態(tài)在出所前都應經過嚴格測試。若其組態(tài)在現場有改動，在投入自動前應仔細檢查組態(tài)的信號流向及邏輯的正確性，信號切換部分要注意切換邏輯的時序問題。組態(tài)應做到自動回路至現場的出口有可做人工干預的簡單邏輯部分，以便萬一有組態(tài)錯誤可以人工停止自動回路對現場的作用。
（2） 投自動時可先將PID模塊的比例帶、積分時間的數值放大，將PID模塊輸出上限、輸出下限放至PID模塊當前跟蹤輸出值附近的一個可允許變動范圍內，將PID模塊輸出變化率放小。投入自動后，觀察PID模塊的動作方向是否正確，PID模塊輸入偏差的變化是否在正常范圍之內，確認后再將PID模塊的幾種輸出限制相繼放開，恢復其正常作用，再根據調節(jié)品質調節(jié)PID模塊各項的參數。

四PID控制智能閥門設置原理PID參數整定方法

1、基礎知識
在自動調節(jié)系統中，E=SP-PV。其中，E為偏差、SP為給定值、PV為測量值。當SP大于PV時為正偏差，反之為負偏差。
1）比例調節(jié)作用的動作與偏差的大小成正比；當比例度為100時，比例作用的輸出與偏差按各自量程范圍的1：1動作。當比例度為10時，按10：1動作。即比例度越小，比例作用越強。比例作用太強會引起振蕩。太弱會造成比例欠調，造成系統收斂過程的波動周期太多，衰減比太小。其作用是穩(wěn)定被調參數。
2）積分調節(jié)作用的動作與偏差對時間的積分成正比。即偏差存在積分作用就會有輸出。它起著消除余差的作用。積分作用太強也會引起振蕩，太弱會使系統存在余差。
3）微分調節(jié)作用的動作與偏差的變化速度成正比。其效果是阻止被調參數的一切變化，有超前調節(jié)的作用。對滯后大的對象有很好的效果。但不能克服純滯后。適用于溫度調節(jié)。使用微分調節(jié)可使系統收斂周期的時間縮短。微分時間太長也會引起振蕩。

2、 整定方法
經驗法是簡單調節(jié)系統應用整定方法，是一種試湊法。它通過參數預先設置和反復試湊來實現。參數的預置值要根據對象的特性和儀表的量程決定。儀表量程大的PID參數要適當加強作用。四類被調參數的一般范圍如下：臨界比例度法是采用純比例將系統投入自動，此時積分時間放，微分時間放0。逐漸減小比例度，使系統剛剛出現等幅振蕩，記下這時的比例度Pbc和振蕩周期Tc，然后按下式計算PID的比例度和積分時間：P=2.2Pbc；T=0.85Tc。實際情況可能超出此范圍。