PID回路参数整定作业指导书.doc

编号：SLDQ/WJ6.3- xx 版本号：A/0 PID回路参数整定作业指导书1 适用范围适用于DCS、PLC系统的控制回路PID参数整定。常规调节器、智能调节器的PID参数整定可参照执行2 目的为了适当规范PID参数整定的操作，避免或减少参数整定过程对生产的不利影响，保障控制回路的控制效果良好。3 人员资质、人员数量及职责分工3.1人员资质和数量3.1.1了解PID参数整定的常用方法、原理，熟知DCS、PLC系统或常规调节器的操作规范和安全注意事项，能对控制回路异常状态及时处理。3.1.2作业前应对工艺说明可能导致的风险及应对措施，1人操作，关键回路需另外一人监护。工艺有专人配合监护。3.2 职责分工3.2.1 中心技术组是本作业指导书的主管部门，负责对作业的技术指导、监督、检查。3.2.2 各班组在作业过程中应严格执行操作技术要求及相应安全生产禁令。3.2.3工艺配合人员负责监护，在控制不稳时及时采取人工干预，保障生产稳定。4 工器具要求4.1修改PID参数必须有“ON”及以上权限权限，用键盘钥匙也可以切换权限，作业前应准备好相关的工程师钥匙、密码，有的系统还要准备键盘、鼠标等。5作业环境的要求5.1保证工作场所光线充足, 工程师站运行正常，有一定的活动范围。6技术要点6.1 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，TI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TD取的太大，当TD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。6.2控制器的选择：（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；对允许有静差（或稳态误差）的系统，可以适当选择P或PD控制器，使稳态误差在允许的范围内。（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；对必须消除稳态误差的系统，应选择包含积分控制的PI或PID控制器。（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。对于有滞后的对象,往往都加入微分控制，比如温度控制系统。6.3参数的选择，要根据受控对象的具体特性和对控制系统的性能要求进行。工程上，一般要求整个闭环系统是稳定的，对给定量的变化能迅速响应并平滑跟踪，超调量小；在不同干扰作用下，能保证被控量在给定值；当环境参数发生变化时，整个系统能保持稳定，等等。这些要求，对控制系统自身性能来说，有些是矛盾的。我们必须满足主要的方面的要求，兼顾其他方面，适当地折衷处理。6.4工程上，PID控制器的参数常常是通过实验来确定，通过试凑，或者通过实验经验公式来确定。实验凑试法是通过闭环运行或模拟，观察系统的响应曲线，然后根据各参数对系统的影响，反复凑试参数，直至出现满意的响应，从而确定PID控制参数。实验凑试法的整定步骤为先比例，再积分，最后微分。6.5作业前应对工艺说明可能导致的风险及应对措施，在控制不稳时及时采取人工干预，保障生产稳定。6.6 参数整定前，应对控制回路的调节阀、变送器的运行情况做摸底了解，认真查看调整画面中的测量值、给定值、输出值的运行趋势图，根据趋势来调整PID参数。7作业方法及技术要求7.1开具合格的作业票，7.2通过钥匙或登录到至少到“ON”（或“ENG”）级别，打开要修改的控制回路调整画面，记录下调整前的PID参数。PID参数代表的含义P： 比例度，范围为01000%，数值越大，比例作用越弱。I：积分时间，范围为010000，单位为秒，0代表没有积分作用。D：微分时间，范围为010000，单位为秒，0代表没有微分作用。7.3整定比例控制 将比例控制作用由小变到大，观察各次响应，直至得到反应快、超调小的响应曲线。7.4整定积分环节 若在比例控制下稳态误差不能满足要求，需加入积分控制。 先将步骤（1）中选择的比例系数减小为原来的5080，再将积分时间置一个较大值，观测响应曲线。然后减小积分时间，加大积分作用，并相应调整比例系数，反复试凑至得到较满意的响应，确定比例和积分的参数。7.5整定微分环节 若经过步骤7.4，PI控制只能消除稳态误差，而动态过程不能令人满意，则应加入微分控制，构成PID控制。 先置微分时间TD=0，逐渐加大TD，同时相应地改变比例系数和积分时间，反复试凑至获得满意的控制效果和PID控制参数。7.6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哪些参数。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4：1。7.7参数整定首先必须达到被调回路控制平稳的效果，即能够自动消除干扰、达到自稳状态，同时应兼顾响应速度、超调量、对装置其他参数的影响等因素。7.8参数整定完毕后，应记录下新的PID参数，并定期由专人在DCS上做保存参数（参数保存参照在线组态下装有关规定执行）。7.9通过钥匙或退出登录到 “OFF”（普通操作）级别。8