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热风炉自动控制系统
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基于智能数字PID算法的热风炉温度控制系统
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&&介绍了高炉热风炉温度自动控制系统的结构,提出基于智能数字PID控制算法对高炉热风炉温度的控制,该方法能够满足高炉对温度控制的要求。
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谁能告诉我调节阀PID如何整定
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这是我们厂新装置，精馏塔塔釜出料的调节阀，是LIC型，即液位连锁，但这3个阀后无流量计，即进后一个塔的流量全靠前一个塔釜调节阀开度控制流量，出于成本考虑，我们有一些塔分离想控制得更好一些，因此这个进料流量控制波动幅度就不能太大，但是我们的仪表工在PID整定时水平有限，调了几天，我盯了几天，他估计觉得我盯得太死，干脆说不能调好，由于人也不是我管的，但我们搞生产的尤其新装置开车，各位领导都天天盯着，他们头头每天睁只眼闭只眼不管他们，我拿他们实在没有办法，才发这个帖子求助，本人毕业，也学过一些仪表知识，我觉得还是可以整定好的，我打算自己整定算了，求各位告诉我如何摸索，调节幅度如何，我之前也找过相关帖子看过一些了。麻烦大家了，我把我们调节阀的控制图发出来，想把第一个和第二个整定到第三个的水平或者比第三个更好的水平去。
蓝色：MV（调节阀开度）
绿色：PV（塔釜实际液位）
橙色：SV（塔釜设定液位）
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本帖最后由 jujiangliu 于
07:46 编辑
PID的整定目的是使被控参数(即PV)满足工艺要求，控制回路为了使被控参数稳定，必然要不断调整控制阀开度，因此，不可能使控制阀开度稳定不变。从你的曲线看，应增加比力度和积分时间。
恭喜你抢到了沙发～～
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浙大的DCS，仪表人员设置的PID参数是什么？是不是加了微分?而且这样的情况最好检查下调节阀有没有自持震荡，或者阀门选大、阀芯特性没选好。如果是调节阀本身有问题，你再调PID也没用的。
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　　从楼主的要求来看，是既想稳定液位又想稳定流量，这在单一被调通道的调节回路中是无法实现的。
　　能做到的只能是使液位和流量都在一个可接受的范围内波动。这实际上就是把这个调节系统看做是均匀调节系统来对待（虽然没有流量计）。不能以一般的波形特征来要求。
　　首先确定一个液位允许的波动范围；然后根据后续工况确定一个调节阀允许开度波动范围来间接反映流量指标。
　　将积分放在5分钟以上或不用，关闭微分。将比例带从200%以上逐步减小，直到出现满意的效果。注意不要以一两个波形来评介调整效果（看楼主的趋势图最好看10分钟以上再做评介。
　　均匀调节的效果必须要获得工艺操作人员的理解和认可，否则无论整出什么样都会有人不满意，还不如手动操作。
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是液位控制系统吧，调节阀动作频率太大，产生了震荡，估计微分作用较强，去掉微分，看调节阀的动作情况，应该会有所好转，如果没有微分作用，什么比例和积分作用太强，逐步降低比例或积分的作用，慢慢调整，应该会有所好转的。
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只要不是温度控制回路，就不要用微分，先把微分关掉，再调比例和积分
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& & 在我们燃烧器的自动燃烧控制中，普遍的使用到了PID控制，由于我们对它的了解程度不够深刻，在许多应用现场和用户面前给我们带来了很多尴尬。
为了让大家能深刻的理解并掌握PID，这里我将我搜集到的一些资料结合本人现场调试的一些经验与心得，与大家共同学习探讨。
二、PID控制类型与意义
所谓的PID控制其实是自动控制输出的一种控制类型。它还有P（比例）控制、I（积分）控制、D（微分）控制，组合在一起使用的有PI控制、PD控制、PID控制。尽管不同类型的控制器，其结构、原理各不相同，但是基本控制规律只有三个：比例（P）控制、积分（I）控制和微分（D）控制。这几种控制规律可以单独使用，但是更多场合是组合使用。如比例（P）控制、比例-积分（PI）控制、比例-积分-微分（PID）控制等。
1、比例（P）控制
单独的比例控制也称“有差控制”，控制器输出的变化与输入控制器的偏差（偏差指目标值与实际值之间的差）成比例关系，偏差越大输出越大（或越小根据正反比例有关）。输出=偏差*比例
比如说，一个热风炉出口温度的PID控制的比例是10，它的预定值是500°C。那么它在小于490°C的时候会输出100%，在495°C的时候会输出50%，在499°C的时候输出10％，在偏差是0的时候，控制器的输出也是0。
实际应用中，比例度的大小应视具体情况而定，比例度太小，控制作用太弱，不利于系统克服扰动，余差太大，控制质量差，也没有什么控制作用；比例度太大，控制作用太强，容易导致系统的稳定性变差，引发振荡。
　　对于反应灵敏、放大能力强的被控对象（例如热风炉的温度控制），为提高系统的稳定性，应当使比例度稍小些；而对于反应迟钝，放大能力又较弱的被控对象（例如蒸汽压力的控制），比例度可选大一些，以提高整个系统的灵敏度，也可以相应减小余差。 这里说的比例度的大小不是指P值数字的大小，而是指P值在整个被控对象中所占比例的大小，例如，我们平常的蒸汽压力控制目标为2.0MPa，它的比例取值为1，但它已占最大差值比例的50% ,1/（2-0）*100%=50%。而热风温度控制中，热风目标为500℃，比例取10时，它占最大差值的10%,10/(500-0)*100%=2%
　　单纯的比例控制适用于扰动不大，滞后较小，负荷变化小，要求不高，允许有一定余差存在的场合。
2、比例积分（PI）控制
　　比例控制规律是基本控制规律中最基本的、应用最普遍的一种，其最大优点就是控制及时、迅速。只要有偏差产生，控制器立即产生控制作用。但是，不能最终消除余差的缺点限制了它的单独使用。克服余差的办法是在比例控制的基础上加上积分控制作用。
　　积分控制器的输出与输入偏差对时间的积分成正比。这里的“积分”指的是“积累”的意思。积分控制器的输出不仅与输入偏差的大小有关，而且还与偏差存在的时间有关。只要偏差存在，输出就会不断累积（输出值越来越大或越来越小），一直到偏差为零，累积才会停止。所以，积分控制可以消除余差。积分控制规律又称无差控制规律。
　　积分时间的大小表征了积分控制作用的强弱。积分时间越小，控制作用越强；反之，控制作用越弱。
　　积分控制虽然能消除余差，但它存在着控制不及时的缺点。因为积分输出的累积是渐进的，其产生的控制作用总是落后于偏差的变化，不能及时有效地克服干扰的影响，难以使控制系统稳定下来。所以，实用中一般不单独使用积分控制，而是和比例控制作用结合起来，构成比例积分控制。这样取二者之长，互相弥补，既有比例控制作用的迅速及时，又有积分控制作用消除余差的能力。因此，比例积分控制可以实现较为理想的过程控制。
　　比例积分控制器是目前应用最为广泛的一种控制器，多用于工业生产中液位、压力、流量等控制系统。由于引入积分作用能消除余差，弥补了纯比例控制的缺陷，获得较好的控制质量。但是积分作用的引入，会使系统稳定性变差。对于有较大惯性滞后的控制系统，要尽量避免使用。
3、比例微分（PD）控制
　　比例积分控制对于时间滞后的被控对象使用不够理想。所谓“时间滞后”指的是：当被控对象受到扰动作用后，被控变量没有立即发生变化，而是有一个时间上的延迟，比如容量滞后，此时比例积分控制显得迟钝、不及时。为此，人们设想：能否根据偏差的变化趋势来做出相应的控制动作呢？犹如有经验的操作人员，既可根据偏差的大小来改变阀门的开度（比例作用），又可根据偏差变化的速度大小来预计将要出现的情况，提前进行过量控制，“防患于未然”。这就是具有“超前”控制作用的微分控制规律。微分控制器输出的大小取决于输入偏差变化的速度。
　　微分输出只与偏差的变化速度有关，而与偏差的大小以及偏差是否存在与否无关。如果偏差为一固定值，不管多大，只要不变化，则输出的变化一定为零，控制器没有任何控制作用。微分时间越大，微分输出维持的时间就越长，因此微分作用越强；反之则越弱。当微分时间为0时，就没有微分控制作用了。同理，微分时间的选取，也是需要根据实际情况来确定的。
　　微分控制作用的特点是：动作迅速，具有超前调节功能，可有效改善被控对象有较大时间滞后的控制品质；但是它不能消除余差，尤其是对于恒定偏差输入时，根本就没有控制作用。因此，不能单独使用微分控制规律。
　　比例和微分作用结合，比单纯的比例作用更快。尤其是对容量滞后大的对象，可以减小动偏差的幅度，节省控制时间，显著改善控制质量。
4、比例积分微分（PID）控制
　　最为理想的控制当属比例-积分-微分控制规律。它集三者之长：既有比例作用的及时迅速，又有积分作用的消除余差能力，还有微分作用的超前控制功能。
　　当偏差阶跃出现时，微分立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。
三、PID控制器调试方法
1、比例系数的调节
　　比例系数P的调节范围一般是：0.1--100.
　　如果增益值取 0.1，PID 调节器输出变化为十分之一的偏差值。如果增益值取 100， PID 调节器输出变化为一百倍的偏差值。
可见该值越大，比例产生的增益作用越大。初调时，选小一些，然后慢慢调大，直到系统波动足够小时，再改动积分或微分系数。过大的P值会导致系统不稳定，持续振荡；过小的P值又会使系统反应迟钝。合适的值应该使系统由足够的灵敏度但又不会反应过于灵敏，一定时间的迟缓要靠积分时间来调节。
2、积分系数的调节
　　积分时间常数的定义是，偏差引起输出增长的时间。积分时间设为 1秒，则输出变化 100%所需时间为 1 秒。初调时要把积分时间设置长些，然后慢慢调小直到系统稳定为止。
3、微分系数的调节
微分值是偏差值的变化率。例如，如果输入偏差值线性变化，则在调节器输出侧叠加一个恒定的调节量。大部分控制系统不需要调节微分时间。因为只有时间滞后的系统才需要附加这个参数。如果画蛇添足加上这个参数反而会使系统的控制受到影响。如果通过比例、积分参数的调节还是收不到理想的控制要求，就可以调节微分时间。初调时把这个系数设小，然后慢慢调大，直到系统稳定。
PID参数的整定还需要我们在现场的实践中不断地摸索，与总结。下面是自动控制前辈们的经验总结。我给其配上一些曲线图以便于大家更形象深刻的理解。
　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，比例度盘要放大
曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳
　　曲线偏离（大）回复慢，积分时间往下砍
　　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
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ssln123 发表于
浙大的DCS，仪表人员设置的PID参数是什么？是不是加了微分?而且这样的情况最好检查下调节阀有没有自持震荡， ...
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第三个图中的参数积分弱了，慢慢增强积分作用，一次不要增强太多，慢慢增强，控制效果会有很大的改善.
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