石油化工装置PID整定技术方案

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PID控制器参数整定

PID控制器参数整定
Lambda 法:Kc = 0.56, 7}=) 6.5 niin
仿真举例#2
广义对象特性参数:
K= 1.75 T= 6.5,r= 6.3 min 若采用PI控制器, Z・N法:匕=0.53, R = 20.8 min Lambda 法:Kc = 0.30, 7]= 6.5 min
PID参数在线整定法
+ "o
T=0 J
4整定原则:
R = O.lOmin 或 7} = 0.05miii K,整定原则:
控制增益可人工调楚,但对于设定 值的阶跃变化, 实际流量不应出现超 调。.
流量回路整定仿真举例
Output of Controller
请比较控制器的比例增 益与积分 增益
Time, min
分析下列液位控制问题的不同点
PID (比例■积分■微分)控制器
■理论PID控制器 ■工业PID 控制器(如何构造其仿真模型?)
为微分增益,通常
= 10 o
单回路PI D控制系统应用问题
对于某一动态特性未知的广义被控过程,如何选择PID控制器形式,并 楚定PID控制器参数?
内容
•:・PID控制器类型的选择 •:・控制器参数整定的一般方法 •:・流量控制回路的PID参数整定方 法
△TO,% _TOf顽一TO^g }
△CO, % COfinal — COiniJial:%
r = 1 ・5 X (,o.632z\o — *0.28
T—t' 4 0.632AO
J--
1
o
2
3
4贝6
7
8
9
i —
0
— 000m0000 0
i
n
步骤3:获取初始PID参数

如何整定DCS控制系统中PID参数

如何整定DCS控制系统中PID参数

如何整定DCS控制系统中PID参数一、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,根据多年的现场工作经验,谈谈如何整定调节系统的P、I、D参数,请大家在工程中参考。

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。

(看上面图片)Ø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;Ø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,Ø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;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。

1、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;2、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;3、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。

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):1、对流量调节(F):Ø一般P=120~200%,I=50~100S,D=0S;Ø对防喘振系统:一般P=120~200%,I=20~40S,D=15~40S;2、对压力调节(P):Ø一般P=120~180%,I=50~100S,D=0S;Ø对放空系统:一般P=80~160%,I=20~60S,D=15~40S;3、对液位调节(L):Ø1]、大容器(直径4米、高2米以上塔罐):一般P=80~120%,I=200~900S,D=0S;Ø2]、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;Ø3]、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;4、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。

PID整定经验

PID整定经验

PID整定经验!(2)PID控制器参数的工程整定,各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照:温度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s压力P: P=30~70%,T=24~180s,液位L: P=20~80%,T=60~300s,流量L: P=40~100%,T=6~60s。

PID整定经验!(3)书上的常用口诀: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,调节质量不会低可以用MA TLAB仿仿,感受一下参数对典型对象动态特性影响PID整定经验!(4)控制电动阀的开度来达到控制温度是可以的,我个人认为用比例电磁阀替代电动阀完全可以实现PID的控制。

因为比例电磁阀有标准的模拟量输入信号和反馈信号而且具有PID调节功能。

经过多年的工作经验,我个人认为PID参数的设置的大小,一方面是要根据控制对象的具体情况而定;另一方面是经验。

P是解决幅值震荡,P大了会出现幅值震荡的幅度大,但震荡频率小,系统达到稳定时间长;I是解决动作响应的速度快慢的,I大了响应速度慢,反之则快;D是消除静态误差的,一般D设置都比较小,而且对系统影响比较小。

对于温度控制系统P在5-10%之间;I在180-240s之间;D在30以下。

对于压力控制系统P在30-60%之间;I在30-90s之间;D在30以下。

PID整定经验!(5)CyboSoft拥有无模型自适应(MFA)控制技术美国专利,开发了多种基于MFA的软硬件产品,包括Cybo Con(无模型自适应控制软件),CyboCon CE(通用型先进控制仪表),CyboCon Dragon(先进的微型DC S系统)。

与其它负反馈控制器(自适应或非自适应)一样,MFA根据设定值和过程变量之间的偏差决定如何最好地控制过程。

PID回路整定详细说明

PID回路整定详细说明

仪表控制说明及PID整定方法化工乙烯仪表-李恒超主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明2、复杂控制说明二、PID整定方法1、PID整定方法2、PID整定举例三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析3、机泵控制的波动原因分析主要内容一、仪表控制说明1、单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成1.2 明确自动控制的目的1.3 被控变量的选择1.4 控制变量的选择1.5 控制质量1.6 滞后1.7 举例与仿真1.8PID的正反作用2、复杂控制说明2.1 前馈控制2.2 串级控制2.3 均匀控制2.4 分程控制2.5 比值控制2.6 选择控制2.7 三冲量控制2.8 耦合控制二、PID整定方法1、PID整定说明1.1 PID回路阶跃响应性能指标1.2PID设置面板1.3 PID参数功能1.3.1 增益K作用对调节过程的影响1.3.2 积分作用对调节过程的影响1.3.3 微分调节D说明1.4 PID参数的整定1.4.1 测试阶跃响应法1.4.2 PID参数的整定步骤说明1.4.3 PID参数整定经验说明1.4.4 PID参数整定方法二2、PID整定举例2.1 PID参数的形象说明2.2 PID参数仿真曲线举例说明2.3 PID整定参数举例分析说明2.4 PID参数整定总结三、自动控制回路参数波动原因分析1、工艺操作系统引起参数波动分析1.1 精馏塔的典型控制1.2 反应器的控制2、仪表和调节阀的特性引起参数波动分析2.1 流量计的量程比、流速,对测量的影响2.2 调节阀的流量特性和可调比2.3 提高调节阀使用寿命的常见方法3、机泵控制的波动原因分析3.1 对离心泵的控制3.2 对计量泵的控制3.3 对变频泵的控制一、仪表控制说明\1.单回路控制说明1.1 单回路的结构与组成由一个被控对象、一个测量变送器、一个控制器和一个执行机构(控制阀)所组成的闭环控制系统。

自适应PID控制算法在石油化工中的应用研究

自适应PID控制算法在石油化工中的应用研究

自适应PID控制算法在石油化工中的应用研究一、引言PID控制是最早被广泛应用的控制算法之一,其稳定性好、实现简单等优势已经得到了大量应用实践的证明。

然而,传统的PID控制在复杂系统中的控制效果不佳,这一问题随着现代化生产技术的不断更新而变得越来越明显。

随着计算机技术的快速发展,自适应PID控制算法逐渐被研究和应用。

自适应PID控制通过对系统的参数进行自适应地调节,有效克服了传统PID控制中的一些问题,成为目前应用最广泛的一种PID控制算法之一。

本文将介绍自适应PID控制算法在石油化工中的应用研究,包括自适应PID控制算法的基本原理、石油化工过程控制的特点、自适应PID控制算法在石油化工过程控制中的应用等。

二、自适应PID控制的基本原理自适应PID控制算法通过对PID控制器中的参数进行自适应调整,实现对控制系统的自适应控制。

自适应PID控制算法的基本原理如下:1. 传统PID控制器参数调整传统PID控制器通常采用手动调整的方法,即根据经验和试验不断调整PID控制器的比例系数、积分系数和微分系数,使得系统达到稳定的控制效果。

然而,在实际应用中往往面临系统的参数模型不确定等问题,这种手动调整的方法显然无法完全解决这些问题。

2. 基于自适应控制的参数调整方法自适应PID控制算法通过在线辨识系统模型,自适应地调整PID控制器的参数,以满足系统动态性能和稳态精度等控制要求。

自适应PID控制器的类型和结构很多,其中包括简单自适应PID控制器、模型参考自适应PID控制器、自整定PID控制器等。

3. 自适应PID控制器的调节规律自适应PID控制器的调节规律大致具有以下三个步骤:(1)在线辨识过程:在线辨识系统参数模型,包括模型的结构和参数等。

(2)自适应PID控制过程:根据辨识得到的系统参数模型,实现对PID控制器的自适应调节。

(3)运行控制过程:自适应PID控制器完成参数调节后,实现对系统的闭环控制。

三、石油化工过程控制的特点石油化工是一个典型的复杂工艺系统,其过程控制具有以下特点:1. 复杂度高石油化工过程控制中包含多个控制对象和控制回路,其过程动态性、耦合性等复杂度很高,容易发生不稳定性。

PID参数自整定方法综述

PID参数自整定方法综述

PID参数自整定方法综述(1)关键词: PID控制参数整定自整定PID参数自整定方法综述摘要: PID控制是迄今为止在过程控制中应用最为广泛的控制方法。

文章综述了PID参数自整定方法,并对将来的发展进行了讨论。

关键词:PID控制; 参数整定;自整定PID调节器从问世至今已历经了半个多世纪,在这几十年中,人们为它的发展和推广作出了巨大的努力,使之成为工业过程控制中主要的和可靠的技术工具。

即使在微处理技术迅速发展的今天,过程控制中大部分控制规律都未能离开PID,这充分说明PID控制仍具有很强的生命力。

PID控制中一个至关重要的问题,就是控制器三参数(比例系数、积分时间、微分时间)的整定。

整定的好坏不但会影响到控制质量,而且还会影响到控制器的鲁棒性。

此外,现代工业控制系统中存在着名目繁多的不确定性,这些不确定性能造成模型参数变化甚至模型结构突变,使得原整定参数无法保证系统继续良好的工作,这时就要求PID控制器具有在线修正参数的功能,这是自从使用PID控制以来人们始终关注的重要问题之一。

本文在介绍PID参数自整定概念的基础上,对PID参数自整定方法的发展作一综述。

1 PID参数自整定概念PID参数自整定概念中应包括参数自动整定(auto-tuning)和参数在线自校正(self tuning on-line)。

具有自动整定功能的控制器,能通过一按键就由控制器自身来完成控制参数的整定,不需要人工干预,它既可用于简单系统投运,也可用于复杂系统预整定。

运用自动整定的方法与人工整定法相比,无论是在时间节省方面还是在整定精度上都得以大幅度提高,这同时也就增进了经济效益。

目前,自动整定技术在国外已被许多控制产品所采用,如Leeds&Northrop的Electromax V、SattControlr的ECA40等等,对其研究的文章则更多。

自校正控制则为解决控制器参数的在线实时校正提供了很有吸引力的技术方案。

PID控制器参数自整定技术分析

PID控制器参数自整定技术分析

PID控制器参数自整定技术分析摘要:文章介绍PID控制的基本理论,包括基本原理、算法以及特点;控制规律以及采样周期的选择;介绍PID控制器各个参数的性能以及控制器的分类等问题,为今后求PID控制器参数的自整定技术,以适应复杂的工况和高指标的控制要求奠定基础。

关键词:PID控制,控制性能,整定方法按偏差的比例、积分和微分进行控制的调节器(简称PID调节器、也称PID 控制器)。

由于其算法简单、鲁棒性能好、可靠性高等优点,PID控制策略被广泛应用于工业过程控制中。

.而实际生产过程中往往具有非线性、不确定性,难以建立精确的数学模型,应用常规的PID控制器难以达到理想的控制效果在实际生产过程中,由于受到参数整定方法烦杂的困扰,常规PID控制器参数往往整定不良、性能欠佳,对运行环境的适应性较差[1]。

针对上述问题,长期以来,人们一直在寻求PID控制器参数的自整定技术,以适应复杂的工况和高指标的控制要求。

1PID控制基本原理PID控制器本身是一种基于对“过去”、“现在”和“未来”信息估计的简单控制算法。

系统主要由PID控制器和被控对象组成。

作为一种线性控制器,它根据给定值和实际输出值构成控制偏差,将偏差按比例、积分和微分通过线性组合构成控制量,对被控对象进行控制,故称PID控制器。

在连续控制系统中,P1D控制器的输出u(t)与输入e(t)之间成比例、积分、微分的关系[2]。

在计算机控制系统中,使用比较普遍的也是PID控制策略。

1.1 PID控制器参数对控制性能的影响①比例作用。

比例作用的引入是为了及时成比例地反应控制系统的偏差信号e(t),以最快速度产生控制作用,使偏差向减小的趋势变化。

首先,对动态特性的影响来看,比例控制参数Kc加大,使系统的动作灵敏,速度加快,Kc偏大,振荡次数加多,调节时间加长。

当Kc太大时,系统会趋于不稳定,若Kc太小,又会使系统的动作缓慢。

其次,对稳态特性的影响来看,加大比例系数Kc,在系统稳定的情况下,可以减小稳态误差ess,提高控制精度,但是加大Kc只是减少ess,却不能完全消除稳态误差。

PID工艺流程图,这些要点最关键!

PID工艺流程图,这些要点最关键!

PID⼯艺流程图,这些要点最关键!PID图作为化⼯⽣产的技术核⼼,⽆论是设计院的⼯程师、化⼯⼚的⼯艺员,还是中控控制室的主操,了解PID图上每⼀个字母、符号所表⽰的意义,并清楚明⽩这些元件的作⽤和控制⽅法,是作为化⼯⼈必不可少的技能。

01PID图是什么?⼯艺流程图:即 Process Flow Diagram,简称PFD,由⼯艺专业完成,它包含了整个装置的主要信息、操作条件(温度、压⼒、流量等)、物料衡算(各个物流点的性质、流量、操作条件等都在物流表中表⽰出来)、热量衡算(热负荷等)、设计计算(设备的外形尺⼨、传热⾯积、泵流量等)、主要控制点及控制⽅案等。

相同作⽤且规格相同的设备只需画出⼀台即可。

⼯艺管道及仪表流程图:即 Piping Instriment Diagram,简称PID。

PID是在PFD的基础上,由⼯艺、管道安装和⾃控等专业共同完成。

需要画出所有的设备、仪表、管道及其规格、保温厚度等内容,是绘制管道布置图的主要依据。

PID图是在⼯艺包阶段就开始形成初版,随着设计阶段的深⼊,不断补充完善深化,它分阶段和版次分别发表。

PID各个版次的发表,表明了⼯程设计进展情况,为⼯艺、⾃控、设备、电⽓、电讯、配管、管机、管材、设备布置和给排⽔等专业及时提供相应阶段的设计信息。

PID是基础设计和详细设计中主要成品之⼀,它反映的是⼯艺设计流程、设备设计、设备和管道布置设计、⾃控仪表设计的综合成果。

02PID图能告诉我们什么?1.⽤规定的类别图形符号和⽂字代号:表⽰装置⼯艺过程的全部设备、机械和驱动机,包括需就位的备⽤设备和⽣产⽤的移动式设备,并进⾏编号和标注。

2.⽤规定的图形符号和⽂字代号:详细表⽰所需的全部管道、阀门、主要管件(包括临时管道、阀门和管件)、公⽤⼯程站和隔热等,并进⾏编号和标注。

3.⽤规定的图形符号和⽂字代号:表⽰全部检测、指⽰、控制功能仪表,包括⼀次性仪表和传感器,并进⾏编号和标注。

4.⽤规定的图形符号和⽂字代号:表⽰全部⼯艺分析取样点,并进⾏编号和标注。

石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术

石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术

石油化工装置自动化仪表的安装及调试技术摘要:随着我国科学技术进步与提高,当前石油化工自动化仪表行业也在持续稳定发展。

在目前我国石油生产工作过程中,自动化仪表的作用十分重要。

在对自动仪表进行合理化的应用过程中,能够更好的管控施工化工设备。

本文针对石油化工装置自动化仪表的安全以及调试技术进行深入性的分析与探究。

关键词:石油化工装置;自动化仪表;安装;调试技术石油化工在实际生产时具有较高的危险性,基于此,在石油化工生产作业过程中,应当加大对仪表安装与调试的重视、关注。

对于仪表所安装的位置、参数设置的合理性、所测量的数据精准程度都是需要在对仪表安装时进行相应的协调,才能够正确的安装仪表装置,充分发挥自动化仪表的相应功效,检测生产以及运行的实际情况,降低安全隐患问题,从而更好的加强石油化工生产效率与生产质量。

1.石油化工装置自动化仪表的安装过程1.1准备阶段在准备阶段过程中,应当对以下工作进行良好的落实:第一,根据设计方案规划仪器仪表,同时按照招标方式购买;第二,落实施工技术前期准备工作,制定并审核安装图纸,施工人员通过会议方式对工期等方面内容进行研究、分析;第三,将施工材料以及相关装置进行准备,加强检验质量,技术人员现场对专业设备进行检验,避免出现任何故障问题;第四,加强监管工作,确保检测技术能够满足相关标准以及相关规定,落实安全培训工作的顺利进行,获取专业资质等内容;第五,对机器设备进行检测,比如种类、运行状况等。

1.2规划方案在安装建设前期阶段中,应当严格检测现场安装情况,明确施工图纸,保证现场状况与设计图纸能够完全吻合[1]。

其一,根据总体进程,合理规划、设计每一施工阶段,当存在严重误差的情况下,需及时对相关监管人员进行汇报,同时进行科学、合理的调节工作。

在施工前期阶段中,对取源管件、法兰的对接面进行焊接,同时做好支架的防腐处理工作,包括预组装设备。

其二,以施工进程规划为依托合理调节材料订货规划,对材料订货设计进行合理的调节,规划定制材料,及时检查材料到库的实际情况,确保能够满足供货标准,确保整体工程质量能够得到有效保障;在施工过程中,应当对人员进行合理分配,对外在因素与内在因素进行相应的考虑与分析,例如天气情况。

石油化工仪表自动化控制技术

石油化工仪表自动化控制技术

2.2 提升控制水平受到社会对石油化工产品需求较高的影响,很多石油化工企业在进行产品生产时,多采用批量制的生产方式。

虽然批量制生产可以有效提升生产效率,但社会对石油产品多样化的需求,使得批量制生产方式应用比较局限化。

如石油化工产品生产过程中,应用比较广泛的DCS 系统,此系统的生产操作简单,需要的资金投入却比较多,系统维护非常复杂。

为解决此类情况,石油化工企业引入了PID 技术,在PID 技术的支持下,以往的批量控制转变为了串级控制,不仅可以对某个环节进行单独控制,也能独立进行编程操作,可满足生产企业的多种生产需求,系统控制效果十分良好。

2.3 具有交互页面在传统的石油化工生产中,工作人员是根据石油化工仪表的监测情况,判断石油化工生产的运行稳定性与安全性。

在将自动化控制技术运用于石油化工仪表中后,可以在自动控制技术支持下,实现人机操作的功能,而交互页面则是人机操作的核心组成部分。

工作人员通过人机操作的页面,可以对石油化工生产的页面进行参数设置,在参数调整与设置完成后,即可实现石油化工生产设备的自动化管理。

并且交互页面能够将石油化工仪表监测到的数据,根据工作人员需求实时显示出来,这可以使工作人员快速获取到所需数据,合理调整石油化工生产设备,从而确保石油化工生产的效率与质量。

当前在自动化控制技术的深入应用下,现阶段石油化工仪表的人机交互页面,已经达到了相对完善的水平,其人性化与直观化的界面显示优势,为石油化工仪表的深入应用提供了基础技术支持。

2.4 技术类型多元化从当前石油化工企业的生产运营而言,大部分石油化工企业采用的系统为DCS 系统,但随着科技技术水平的提升,以及时代需求的改变,各种新的石油仪表控制技术不断涌现,丰富了现有的石油仪表控制技术体系。

在这些石油仪表控制技术的深入应用下,人机交互页面的人性化水平越来越高,可贯穿于石油化工生产的整个过程,在多种技术的共同融合与应用下,石油化工仪表的安全生产水平逐渐提升,可支持多种生产技术。

石油化工装置详细设计规定SHSG-053-2003

石油化工装置详细设计规定SHSG-053-2003

中国石油化工集团公司石油化工装置详细工程设计内容规定SHSG-053-20032003-05-19发布2003-08-01实行关于印发《石油化工装置基础工程设计内容规定》和《石油化工装置详细工程设计内容规定》的通知各有关单位:现将《石油化工装置基础工程设计内容规定》(SHSG—033—2003)和《石油化工装置详细工程设计内容规定》(SHSG—053—2003)印发给你们,请认真遵照执行。

原《石油化工装置基础设计(初步设计)内容规定》(SHSG—033—98)同时废止。

本规定自2003年8月1日起实行,由集团公司工程建设管理部负责解释。

中国石油化工集团公司中国石化工程建设公司编制委员会:主任:赵金立委员:初鹏张勇范承武李国清汪祈平周家祥王子宗闫观亮华峰李永红龚建华编制核心组:组长:赵金立精心整理副组长:范承武成员:李苏秦肖雪军孙丽丽曹森主要起草人:李苏秦、谭集艳、刘同喜、马雷、戴宝庆、王金富、吕明伦、张铁锴、吴如壁、白宝林、张俊、朱元臣、石天雄、王建国、笪振海、薛志芳、苟忠信、肖雪军、孙丽丽目次1234 机械 (6)5 工业炉 (8)6789仪表 (19)10电气 (23)11电121314调 (37)15分析化验……………………………………………………… (40)16给排水………………………………………………………1711.11.2助设施的详细工程设计可参照本规定执行。

1.3详细工程设计文件应依据合同、批复确认的基础工程设计文件和设计基础资料进行编制。

1.4详细工程设计是在基础工程设计的基础上进行的,其内容和深度应达到能满足通用材料采购、设备制造、工程施工及装置投产运行的要求。

1.5本规定是对石油化工装置详细工程设计文件内1.61.71.8(成套技术工艺包)内容规定》(SHSG-052-2003)和《石油化工装置基础工程设计内容规定》(SHSG-033—2003)。

2工艺2.1详细工程设计文件的组成工艺详细工程设计文件包括:a)文表类:1)2)3)4)5)1)2)3)2.2详细工程设计文件的内容2.2.1文件目录应列出全部设计成品文件(包括新设计和复用的图纸及文表),其内容应包括序号、文件编号、文件名、数量、版次(修改号)及必要的注释。

石油化工自动控制设计手册

石油化工自动控制设计手册

石油化工自动控制设计手册1. 引言1.1 概述石油化工自动控制是指利用各种现代控制技术,对石油化工过程中的生产、转化和处理等环节进行精确的控制和调节。

随着科学技术的不断发展,石油化工自动控制在提高生产效率、降低能源消耗、保证产品质量等方面起到了至关重要的作用。

本手册旨在系统地介绍石油化工自动控制的基础原理、设计流程以及常见设备,并结合实际案例分析和实际应用,旨在为从事或学习石油化工自动控制领域的专业人士提供一份全面且详实的设计手册。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分:引言、石油化工自动控制基础、石油化工自动控制设计流程、石油化工自动控制设备介绍以及案例分析与实际应用。

每个部分根据内容的逻辑性进行划分,并且内部都有详细具体的小节,便于读者更好地理解和应用。

1.3 目的本手册旨在通过对石油化工自动控制的全面介绍,帮助读者了解和掌握石油化工自动控制的理论基础和实际应用,进一步提高工程技术人员在该领域的综合素质。

同时,通过案例分析和实际应用的展示,鼓励读者将所学知识运用到实际生产中,推动石油化工自动控制技术的创新和发展。

本手册旨在成为石油化工自动控制设计过程中的指南和参考,在此基础上,读者可以进一步进行相关领域的深入学习和研究。

以上是"1. 引言" 部分内容的详细描述,请根据此写作指导进行撰写。

2. 石油化工自动控制基础:2.1 概述:石油化工自动控制是利用现代电子技术和计算机技术,对石油化工过程进行自动化的监控和调节的方法。

它通过测量和分析过程中的各类变量,并根据预定的规则进行判断、决策和执行,以达到优化操作、提高产品质量、确保生产安全等目标。

2.2 自动控制原理:石油化工自动控制基于一系列的物理原理和数学模型,主要包括:反馈控制原理、比例-积分-微分(PID)控制原理、先进控制技术等。

其中,反馈控制原理是最基本也是最常用的一种方法,它通过不断与被控对象进行信息交互,实现对系统输出变量的实时调节以维持设定值。

PID参数整定方法(20100122)

PID参数整定方法(20100122)

2020/5/19
15
常用的PID整定口诀
参数整定找最佳,从小到大顺序; 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。
积分时间减小
2020/5/19
7
微分(D)控制
在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即 误差的变化率)成正比关系。 自动控制系统在克服误差 的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存 在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑 制误差的作用,其变化总是落后于误差的变化。解决的办 法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零 时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中 仅引入“比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大 误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测 误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而 避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被 控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在调节过程中 的动态特性。
29
运行中PID整定参数更换
间歇生产过程中,由于控制对象特性改变, 应利用程序进行 PID整定参数更换。
连续生产过程中,因生产负荷,工艺设备和环境条件的变化, 为保证回路调节质量PID整定参数也要作更换。
2020/5/19
30
谢谢大家!
用的效果,提高系统响应的快速性,以既能快速响应,又不出 现超调或振荡为最佳. 注:首先整定好P参数,在整定Ti和Td对它再微调,以求系统的 稳定快速响应。

自控系统中控制点的PID参数的整定方法论述

自控系统中控制点的PID参数的整定方法论述

O前 言 .
32衰 减 曲 线 法 .
衰减 曲线法是在纯比例作用运行下 .通过使系统产生衰减振荡 . 根据偏差 的比例 、 积分、 微分进行控制 ( 简称 PD控制 )是 目 I , 前过 程控制 中应用最广泛的一种控制规律 石油化工企业所有 控制系统生 得到衰减比例系数 K 和衰减周期 ,然后根据经验总结 出来 的关 系 产过 程的模拟量控制大 量采用 了 PD控制 ,I 制主要用 于流量 、 求 出控制器各参数值 I PD控 具体做法如下。在闭合 的控制 系统 中, 先将控制器变为纯 比例作 温度 、 压力 、 液位 、 和其它过程 回路 的反馈控制 。但是控制系统 的控制 回路 的 自 投用率却普遍不高, 控 这种现象往往与其 自控系统 的参数整 用 。 系数放在较小的数值上 。 比例 在达到稳定后 . 用改变 给定值 的办法 定工作做得好 不好 有很大关系。做好参 数整定工作, 提高控制 回路 的 加入 阶跃干扰观察记录曲线 的衰减 比。然后从小到大改变 比例系数 . 自 投用率, 控 对于保证 安全生产, 高产品 的产量 和质量. 有相 当重 直到出现 4 1 提 具 : 衰减 比为止 , 记下此时 的比例 系数 K , 从曲线上得 出 。 并 然后根据经验公式 , 出控制器的各参数整定数值 。 求 要 的意义。因此 , 结合生产实际 , PD参数 的整定进行反复实践 , 对 I 从 衰减周期 ,
副控制 器的比例系数 K 和操作周期 。 ( ) 副控制器的 比例系数 固定在 K , 2将 逐渐增加 主控制器 的比例 系数 , 当主 回路达 到 4 1 : 衰减过程时 , 记下 主控制器 的比例系数 K S I
和操作 周期 T () 3 根据求 出的 K 、, K 、 , 4 1 T 、 按 : 衰减曲线法计算 出主 、 副控 制器 的比例系数 、 积分时间和微 分时间。 () “ 4 按 先副后主” “ 比例次积分后微分 ” 、先 的原则 . 将计算 得出的 控制器参数加到控制器上 微分调节依据“ 偏差变化速度” 来动作 . 的输 出与输入偏差变化 它 () 5 观察记 录曲线 , 进行适当的调整 。 的速度成 比例 . 有超前调节的作用 . 对滞后大 的对象有很好的效果 在 42一步整定法 . D S中. C 它用微分时间 r 来表示 I ' 2 步整定法就是根据经验先确定 副控制器 的参数 . 然后按 简单控 2调 节 器正 , 作 用确 定 . 反 制系统参数整定方法对主控制器参数进行整定 。其步骤如下。 在做 PD参数整定之前. I 首先要确定的是调节器正腹 作用 . 之后才 () 1在生产正常 、 系统为纯比例运行 的条件下 , 经验凑试 法的 比 按 能进行 PD参数整定。一般来讲, I 通过确定一个 闭环调节系统必须是 负 例系数 K的经验数据 , 将副控制器比例 系数设定为某一数值。 反馈。 ①调节对象 K : o 阀门、 执行器开大 , 测量 P v增加 , K > ; 则 o 0反之, 则 () 2 N用简单控制系统任一整定方法整定主控制器参数。 () 3 观察控制过程 , 根据“ ㈦ x 副 K K( 常数 ” 的原理 , 当调 整控 制 适 K< 。②调节阀门 K: o0 v 阀门正作用( 气开、 , K >; 电开) v0阀门反作用r 则 气 关、 电关)则 K < 。③调节器 K : K > , , vO c 若 c0 则调节器 为反作用 ; K ( , 器参数 . 主变量控制精度最好。 若 c0 使 则调节器为正作用 5整定参数 时应 当注意的问题 . 3单 回路 PD 参数 整 定 方 法 . I 调节器参数整定 的实质是要改变系统 的动态特性, 为此, 须事先 必 如 PD调节器的参数整定 方法很 多 . I 经常使用 的是“ 工程 整定法 ” 了解 系统各环节的动态特性 一般化工对象的特性都相 当复杂 , 果 . 能测试最好. 不能测试的应根据化工 生产机理 。 出粗 略的估计, 容 作 对 它包含三种方法 : 临界 比例系数法、 衰减 曲线法和经验凑试法。 量的大小 、 负荷变化的情况 、 滞后的长短及有 否 自 能力 等有所掌 握。 衡 31 . 临界 比例系数法 控人 员还要掌握 D S C 控制点各种参数 的特性 . 使组态合乎要 求 只 临界 比例系数法是在纯 比 例作用运行下通过试验 . 得到 临界 比例 自 才能 系数 K 和临界周期 T , K K然后根据经验总结 出来的关系 , 出控制器各 有这样 , 正确地进行参数整定。 求 6. 束 语 结 参数值 。 由于参数整定直接关系到一个 自动控制 系统 能否达到灵、准、 稳 具体做法如下。先将控制器变为纯 比例作用 . 积分 时间 T放 即将 1 标 我们必须给予足够的重视并加 以研 究。然而, 整定调节器 在最 大位 置上 , 微分时间 1 放 在 0位置上 , 2 ' 在干 扰的作 用下 。 从小 到 的控制 目 , 参数 只能在一定范 围内改善系统的调节 品质 , 系统设计不合 理, 如果 仪 大地逐渐改变控制器的 比例系数 K 直到系统产生如 图一所示 的等 幅 . 调节阀不合要求, 仅靠改 变调节 器参数则无济于 振荡为止 。 这时 的比例系数叫临界比例系数 K , 周期为临界振荡 周期 表调校或使用不 当。

优化pid调节器 提高装置自控率

优化pid调节器 提高装置自控率

1 概述随着2010年的产业扩能,安庆石化800万t/a炼化一体化项目建成投产。

作为一个倚江靠城的石化炼厂,在当前安全节能环保形势日益严峻、炼油及石化原料需求矛盾日益突出的大环境下,石化企业的发展已不能单纯的依靠扩大产能,必须提高自动化系统的水平,提高现代化企业管理水平,强化生命周期服务,降低生命周期成本,提高产品质量,走精细化生产、差异化发展之路,增加产品附加值,实现生产经营效益的最大化。

2 炼化企业提高装置自控率的必要性和重要性炼油化工大多是连续生产装置,设备间相互关联,而生产过程中各种工艺条件随时都在变化,如此一来,一个设备的工艺条件发生变化则可能引起其他设备某些参数(常见四大参数:温度、压力、流量、液位)的波动,导致生产偏离正常的工艺条件。

自控水平的高低决定了生产偏离正常时回归常态的响应速度和效果,反映了自控系统排除各种干扰因素、保持预先规定值的能力。

因此,自控率是衡量装置平稳操作的重要指标,提高生产装置自控水平,对企业生产经营有着重要的意义。

自控率的提高,不仅可以降低操作工劳动强度,改善劳动成本,更有益于装置的平稳操作,确保生产安全,提高产品质量,降低生产能耗,同时,装置运行平稳可以有效的延长设备使用寿命、降低设备故障率。

3 装置自控率现状目前石化系统内采用的自动控制系统主要包括集散控制系统DCS、紧急停车系统ESD、压缩机组综合控制系统ITCC、安全仪表系统SIS以及先进过程控制系统APC。

其中,工艺生产的自动控制调节主要仍由DCS来完成。

目前DCS控制系统仍然使用常规的PID调节器控制方法,利用调节器模块对工艺参数进行调节。

常用的调节器形式主要有比例式(P)、比例积分式(PI)和比例积分微分式(PID)。

不同的工艺参数由于采用的测量仪表、调节阀及设计回路的不同,对应的调节器类型也不尽相同。

根据不同工况下的工艺参数选择调节器的类型并设定调节器内部参数值,确定其比例(P)、积分(I)和微分(D)的系数值,才能更好的控制调节工艺生产。

石油化工装置PID整定技术方案

石油化工装置PID整定技术方案

石油化工装置PID整定技术方案石油化工装置PID整定技术方案1 概述比例积分微分控制器简称PID控制器,通过调节给定值与测量值的偏差来控制,从而有规律的纠正控制过程,控制原理简单,使用方便,适应性强,鲁棒性强,其控制品质对被控对象的变化不太敏感,不需要知道被控对象的数学模型,所以广泛应用生产过程。

2 PID参数整定PID控制是当前石油化工生产的主要控制形式,其控制作用的好坏取决于PID参数是否合适,PID参数的获得有两种方法:人工整定和自整定。

人工整定由于PID参数整定困难、费时费力、严重依赖整定人员的实际经验,导致PID应用效果不理想。

自整定方法分为以下几类:(1)基于非参数模型的自整定方法。

工程上常用、经典的有:Z -N法、R-ZN法、Cohen-Coon法、ISTE最优设定法、Astrom-Hagglund的继电PID自整定法、基于相位裕度和幅值裕度的PM整定法、SPAM整定法、相位和幅值裕度与时间优化结合的方法等。

(2)基于参数模型的自整定方法。

如IMC(内模控制)-PID、自适应PID、预测控制-PID等。

(3)基于规则的自整定方法。

在基于规则的自整定方法中,不用获得过程实验模型,而是根据被控过程的特性,基于规则整定控制器参数(类似有经验的操作者的手动整定)。

(4)基于系统输出特性的自整定方法。

如基于遗传算法PID 参数自整定、基于浮点数编码遗传算法(GA)等。

(5)智能自整定。

利用神经网络、模糊控制和专家控制去整定控制器的参数,如神经网络自整定方法、基于模糊控制的自整定方法、专家式自整定方法、自学习自整定方法等。

这些PID参数的自整定产品,在实际应用中取得了一定的效果,但仍然难以克服装置中的控制回路存在关联和耦合、装置加工量和热负荷失配等因素的影响,使得PID控制效果难以满足生产现场的需要。

北京化工大学研发的PID模型整定和全流程优化专利技术,它采用先进的模式辨识技术实现PID参数优化达到自控回路的高投控率,它的全流程优化技术能很好地解决装置控制回路存在的关联和耦合想象,对装置间的互供料和热联合能进行有效的平衡控制。

非自衡化工生产过程的PID控制解析设计

非自衡化工生产过程的PID控制解析设计

计算机测量与控制.2021.29(2) 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·116 ·收稿日期:20201112; 修回日期:20201209。

基金项目:中国石化科技开发项目(417013-5)。

作者简介:张 彬(1977),男,甘肃会宁人,博士,高级工程师,主要从事化工过程的工艺设计、先进控制、优化控制方向的研究。

引用格式:张 彬,刘文杰.非自衡化工生产过程的PID控制解析设计[J].计算机测量与控制,2021,29(2):116121.文章编号:16714598(2021)02011606 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2021.02.024 中图分类号:TP273文献标识码:A非自衡化工生产过程的犘犐犇控制解析设计张 彬,刘文杰(中国石化上海石油化工研究院,上海 201208)摘要:针对非自衡化工过程难以控制及所得控制器参数调节无规律可循的问题,为提高过程控制品质,通过设计跟踪给定值控制回路和抑制干扰控制回路来实现非自衡化工过程的控制;利用最优控制理论、Taylor近似,设计得到的跟踪给定值控制器和抑制干扰控制器其PID参数可解析给出,每个控制器只有唯一的调节参数且两个回路的参数调节相互独立,最后定性分析了闭环控制系统的稳定性,仿真结果表明基于该控制系统可有效实现非自衡化工过程的控制。

关键词:最优控制;Taylor近似;非自衡化工过程;解析设计犃狀犪犾狔狋犻犮犪犾犇犲狊犻犵狀狅犳犘犐犇犆狅狀狋狉狅犾犾犲狉犳狅狉狋犺犲犐狀狋犲犵狉犪狋犻狀犵犆犺犲犿犻犮犪犾犘狉狅犮犲狊狊ZhangBin,LiuWenjie(ShanghaiResearchInstituteofPetrochemicalTechnology,Shanghai 201208,China)犃犫狊狋狉犪犮狋:Itisdifficulttocontroltheintegratingchemicalprocess,andinordertoimprovethestabilityofprocessandsolvetheproblemofparametersadjustingofthecontroller.Atracingsetpointcontrollerandaload-rejectioncontrolleraredesignedtocontroltheintegratingchemicalprocess,sothetracingsetpointcontrolloopandload-rejectioncontrolloopcanbeadjustedindependently.OnthebasisofoptimalcontroltheoryandTaylorapproximation,thetuningparametersoftheresultedPIDcontrollerscanbegivenanalytically,furthermorethestabilityanalysisoftheclosedloopcontrolsystemisalsogiven,whichshowsthatthedesignedsystemcantracksetpointwithouterror.Atlast,theapplicationexamplesshowthattheproposedmethodhassuperiorityoversomeexistingmethods,anditcanbeusedtocontrolintegratingchemicalprocess.犓犲狔狑狅狉犱狊:optimalcontrol;Taylorapproximation;integratingchemicalprocess;analyticaldesign0 引言化工过程生产中,生产装置的温度、压力等工艺变量常常要求稳定控制在一定的数值上,或按一定的规律变化以满足工艺的需求,这类对象在外界信号激励下可以达到自平衡,称之为自衡过程。

PID和UID画法规定

PID和UID画法规定

中国石化集团洛阳石油化工工程公司目次1 范围 (1)2 引用文件 (1)3 一般规定 (1)4 工艺管道及仪表流程图绘制规定 (6)5 工艺管道及仪表流程图首页的绘制规定 (6)6 公用工程管道及仪表流程图绘制规定 (7)7 管道编号和编号规则 (7)8 介质代号 (8)9 工艺管道及仪表流程图上的图例符号 (8)1 范围1.1 主题内容本标准规定了工艺专业绘制工艺管道及仪表流程图(PID)以及公用工程管道及仪表流程图(UID)的图面要求和表示方法。

对各版PID及UID的内容和深度、仪表部分的绘制以及管道设计专业对配管所要求的内容在本标准中不作规定。

1.2 适用范围本标准适用于工艺系统专业PID和UID,其他专业的PID和UID亦可参照本标准执行。

本标准不应作为专业分工和图纸深度的依据。

2 引用文件GB2625-81 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号SHSG-033-2003 中国石油化工集团公司石油化工装置基础工程设计内容规定SH/T3101-2000 炼油厂流程图图例05AQ322-2002 工程设计文件用印章管理及统一格式30B205-1997 管道介质代号30BD006-2005 PFD/UFD画法规定3 一般规定王辰涯 李和杰 姜凤山 朱华兴编 制 校 审 标准化审核 审 定 发布日期 实施日期3.1 基本内容要求3.1.1 工艺管道及仪表流程图(PID)需要表示如下内容:a) 设备1)全部编有位号的设备(包括备用设备),设备位号、名称及其主要规格;2)成套供应的机组制造厂的供货范围;3)全部设备管口4)非定型设备的内件应适当表示,如塔板形式、与进出口有关的塔板序号、折流板、除雾器、加热或冷却盘管等;5)如有工艺要求时,应注明设备的安装高度以及设备之间的相对高度;6)泵、压缩机、鼓风机等转动设备的驱动型式。

b) 管道1)与设备相连接的所有工艺和公用工程管道(包括开、停工及事故处理管道),并在管道上标有管道号(包括物流代号、管道编号、管径、管道等级、绝热要求等)和用箭头表示出流体流动方向;2)所有阀门及其类型;3)管道上管道等级变化时,要用分界线表明分界;4)容易引起振动的两相流管道上应注明“两相流,易振动”;有特殊要求的重力管道上应注明“重力流”;有坡向和液封要求的管道应表示出坡度要求和液封高度;如果不能有“袋型”的管道应注明;有对称要求布置的管道应注明“对称布置”;5)为开车和试运转需要而设置的放空、放净、吹扫及冲洗接头;6)蒸汽、热水或其他类型的伴热管、夹套管。

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石油化工装置PID整定技术方案
1 概述
比例积分微分控制器简称PID控制器,通过调节给定值与测量值的偏差来控制,从而有规律的纠正控制过程,控制原理简单,使用方便,适应性强,鲁棒性强,其控制品质对被控对象的变化不太敏感,不需要知道被控对象的数学模型,所以广泛应用生产过程。

2 PID参数整定
PID控制是当前石油化工生产的主要控制形式,其控制作用的好坏取决于PID参数是否合适,PID参数的获得有两种方法:人工整定和自整定。

人工整定由于PID参数整定困难、费时费力、严重依赖整定人员的实际经验,导致PID应用效果不理想。

自整定方法分为以下几类:
(1)基于非参数模型的自整定方法。

工程上常用、经典的有:Z-N法、R-ZN法、Cohen-Coon法、ISTE最优设定法、Astrom-Hagglund的继电PID自整定法、基于相位裕度和幅值裕度的PM整定法、SPAM整定法、相位和幅值裕度与时间优化结合的方法等。

(2)基于参数模型的自整定方法。

如IMC(内模控制)-PID、自适应PID、预测控制-PID等。

(3)基于规则的自整定方法。

在基于规则的自整定方法中,不用获得过程实验模型,而是根据被控过程的特性,基于规则整定控制器参数(类似有经验的操作者的手动整定)。

(4)基于系统输出特性的自整定方法。

如基于遗传算法PID 参数自整定、基于浮点数编码遗传算法(GA)等。

(5)智能自整定。

利用神经网络、模糊控制和专家控制去整定控制器的参数,如神经网络自整定方法、基于模糊控制的自整定方法、专家式自整定方法、自学习自整定方法等。

这些PID参数的自整定产品,在实际应用中取得了一定的效果,但仍然难以克服装置中的控制回路存在关联和耦合、装置加工
量和热负荷失配等因素的影响,使得PID控制效果难以满足生产现场的需要。

北京化工大学研发的PID模型整定和全流程优化专利技术,它采用先进的模式辨识技术实现PID参数优化达到自控回路的高投控率,它的全流程优化技术能很好地解决装置控制回路存在的关联和耦合想象,对装置间的互供料和热联合能进行有效的平衡控制。

3 应用情况
3.1 国内应用
北京化工大学研发的PID模型整定和全流程优化技术已在燕山石化、齐鲁石化、广州石化、扬子石化、天津石化、茂名石化、石家庄石化、海南石化、大庆石化、独山子石化、惠州石化等二十多家大型石化企业推广应用,其中北京燕山石化39套炼化装置采用该项技术控制回路投用率都达到98%以上,有很多装置的自控率达到100%,实现了黑屏操作。

3.2 公司应用
公司采用北京化工大学研发的PID模型整定和全流程优化技术,对作业一部、二部、化工作业部共17套装置进行了优化整定,应用效果表现在以下几个方面:
(1)平均自控率由60%提高到95%以上;
(2)提高回路控制质量,关键被控变量(工艺考核量)标准偏差降低30%以上,增加产品合格率、增加轻油收率、节能降耗,增加经济效益;
(3)回路高水平的投自动,操作平稳、波动少,各类设备所受的干扰、冲击减少,不光工艺本身稳,更主要的是阀门避免大幅动作,有利于设备的长周期健康运行,在一定程度上降低设备的损坏速度;
(4)大幅降低了操作工的劳动强度。

4 公司生产装置PID整定优化技术存在的问题及对策
4.1 存在的问题
(1)公司生产装置自2012年开始应用PID优化整定技术,经过多年的运行,特别是大检修后工艺、设备发生了很大变化,原来的PID 参数很多已经不能满足生产高精度控制需要。

如800万吨/年常减压。

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