PID参数整定(内部员工培训-张洪垠20070227)

PID参数整定张洪垠2007年2月27日2/6/20231

DCS系统在各类工艺装置生产过程中占有举足轻重的地位，是工艺生产过程的眼睛，是指挥和控制生产过程的大脑和神经中枢，是各类生产装置保证工艺指标、安全稳定运转、节能降耗及优化操作和改善生产管理的关键，DCS系统能否发挥应有的作用和取得用户满意的效果，其中“自控率”是一项很重要的指标，调节系统能否投入自动，PID参数整定很关键。

2/6/20232温度控制流量控制2/6/202332/6/20234系统的投运步骤无论哪种控制系统，其投运一般都分三大步骤，即准备工作、手动投运、自动运行。1、准备工作:（1）熟悉工艺过程了解工艺机理、各工艺变量间的关系、主要设备的功能、控制指标和要求等。（2）熟悉控制方案对所有的检测元件和控制阀的安装位置、管线走向等要做到心中有数，并掌握过程控制工具的操作方法。（3）对检测元件、变送器、控制器、执行器和其他有关装置，以及气源、电源、管路等进行全面检查，保证处于正常状态。（4）负反馈控制系统的构成过程控制系统应该是具有被控变量负反馈的闭环系统。即如果被控变量值偏高，则控制作用应该使之降低；反之，若被控变量值偏低，则控制作用应该使之升高。控制作用对被控变量的影响应与干扰作用对被控变量的影响相反，才能使被控变量回复到设定值。2/6/202352.手动投运（1）通气、加电，首先保证气源、电源正常。（2）测量、变送器投人工作，用高精度的万用表检测测量变送器信号是否正常。（3）使控制阀的上游阀、下游阀关闭，手调副线阀门，使流体从旁路通过，使生产过程投人运行。（4）用控制器自身的手操电路进行遥控（或者用手动定值器），使控制阀达到某一开度等生产过程逐渐稳定后，再慢慢开启上游阀，然后慢慢开启下游阀，最后关闭旁路，完成手动投运。3.切换到自动状态在手动控制状态下，一边观察仪表指示的被控变量值，一边改变手操器的输出信号（相当于人工控制器）进行操作。待工况稳定后，即被控变量等于或接近设定值时，就可以进行手动到自动的切换。2/6/20236三冲量汽包液位控制

气开阀2/6/20237控制系统示例

2/6/20238一、调节器正/反作用的确定方法调节系统投自动：往往在控制方案确定好且判断出调节器的正/反作用后，最关键的是P、I、D参数如何整定。在整定调节系统的P、I、D参数前，要保证一个闭环调节系统必须是负反馈，即Ko*Kv*Kc

＞0。2/6/20239调节对象Ko：阀门、执行器开大，测量PV增加，则Ko＞0；反之，则Ko＜0；调节阀门Kv：阀门正作用（气开、电开），则Kv＞0；阀门反作用（气关、电关），则Kv＜0；Ko、Kv的正负由工艺对象和生产安全决定，根据Ko、Kv的正负和Ko*Kv*Kc

＞0，我们可以确定Kc的正负；调节器Kc：若Kc＞0，则调节器为反作用；若Kc＜0，则调节器为正作用。要保证Ko*Kv*Kc

＞02/6/202310正作用调节器：Kc＜0，PVOP；反之，PVOPPV、SP、OP之间的关系反作用调节器：Kc＞0，PVOP；反之，PVOP正作用调节器：Kc＜0，SPOP；反之，SPOP反作用调节器：Kc＞0，SPOP；反之，SPOP2/6/202311软件组态中要设置正确,在装置调试和开车及P、I、D参数整定前，调节器的正/反作用务必检查，且正确无误。在整定调节系统的P、I、D参数前，要保证测量准确、阀门动作灵活；在整定调节系统的P、I、D参数时，打好招呼，要求用户工艺操作密切注意生产运行状况，确保安全生产；在整定调节系统的P、I、D参数时，先投自动后串级，先投副环后主环，副环粗，主环细。在操作站CRT上，打开调节器的整定调整画面窗口，改变给定值SP或输出值OP，给出一个工艺允许的阶跃信号，观察测量值PV变化和趋势图，不断修定PID参数，往往反复几次，直至平稳控制。实际中，一般能达到工艺满意的一阶特性即可。2/6/202312经验推荐特性2/6/202313二、经验PID整定参数预置

对介质为流体（气体、液体）情况，经验PID整定参数参考如下，（在出所前最好在软件组态中要设置好，到现场再细调或不动）：对流量调节（F）：一般P=120～200%，I=50～100S，D=0S；对防喘振系统：一般P=120～200%，I=20～40S，D=15～40S；对压力调节（P）：一般P=120～180%，I=50～100S，D=0S；对放空系统：一般P=80～160%，I=20～60S，D=15～40S；2/6/202314对液位调节（L）：1]、大容器（直径4米、高2米以上塔罐）：一般P=80～120%，I=200～900S，D=0S；2]、中容器（直径2--4米、高1.5--2米塔罐）：一般P=100～160%，I=80～400S，D=0S；3]、小容器（直径2米、高1.5米以下塔罐）：一般P=120～300%，I=60～200S，D=0S；对温度调节（T）：一般P=120～260%，I=50～200S，D=20～60S。上述参数是经验性的东西，不是绝对的。实际中，有时一个调节系统工艺过程对象或阀门（定位器）存在问题，也能靠改变PID参数予以克服，使自动投入。投自动需要耐心观察、不断修正。实践中能否投入自动，最关键的是阀门（定位器）、执行器好用，动作灵活。2/6/2023152/6/202316一个串级调节系统（有2个调节器），整个内环（副调，其Ko1*Kv1*Kc1＞0）相当于主环的Kv，它