PId调节回路设定详解
PID使用说明
PID调节器又称回路调节器，本调节器提供的具体功能有：手动、自动、串级、及跟踪运行方式的切换，设定值、手动输出值的调整，PID参数的整定等。
PID调节有三种画面：回路操作画面、趋势显示画面和参数调整画面。
下面介绍每种画面显示的信息及用途。
1.回路操作画面在预先设置的PID热点上，单击鼠标左键，屏幕上将弹出如图3.11-1所示回路操作画面，由回路操作画面可分别进入其它两种画面。
（1）显示信息说明在回路调节画面中显示的有设定值、过程值和输出值的棒图及数值显示，运行方式显示，报警状态显示等。
❒棒图显示画面左边的三个棒图分别代表设定值、过程值和输出值，棒的颜色依次为蓝、天蓝、粉色。
设定值棒的高度为当前值相对量程的百分数。
如果PID运行于串级状态，则设定棒显示串级外给定值，在其它运行状态下显示内给定值。
过程值棒的高度表示过程输入值。
输出棒的高度表示输出值。
❒数值显示画面右下区域的三个方框中显示的内容依次为设定量、过程量及输出量的当前值，各数值颜色与棒颜色相对应。
当PID调节器运行于手动、自动或跟踪状态时，设定值为内部给定值；当运行于串级状态时，显示为串级输入值。
当PID调节器运行于手动状态时，输出值由手动给出；运行于自动和串级状态时，由算法结果给出；运行于跟踪状态时，为跟踪量点值。
❒报警状态显示当偏差报警到来时，左上角灯置亮（呈红色）；报警消失时，恢复正常颜色。
❒运行方式显示PID调节器的运行方式包括手动、自动、串级及跟踪四种，当某个运行方式下的状态灯呈绿色时，表示调节器处于某方式。
❒其它PID调节器画面静态显示的内容有点名、点描述(说明)等。
（2）操作说明在回路操作画面中可以进行的操作有：工作方式（手动、自动、串级和跟踪）的切换，通过设定值增减按钮改变设定值，通过输出值增减按钮改变输出值，切换到趋势显示画面和参数调整画面。
PID共有手动、自动、串级和跟踪四种工作状态，这四种工作状态的切换是无扰动的。
●手动状态下，PID单元停止运算，依靠操作键来改变控制输出。
PID使用说明
PID调节器又称回路调节器，本调节器提供的具体功能有：手动、自动、串级、及跟踪运行方式的切换，设定值、手动输出值的调整，PID参数的整定等。
PID调节有三种画面：回路操作画面、趋势显示画面和参数调整画面。
下面介绍每种画面显示的信息及用途。
1.回路操作画面在预先设置的PID热点上，单击鼠标左键，屏幕上将弹出如图3.11-1所示回路操作画面，由回路操作画面可分别进入其它两种画面。
（1）显示信息说明在回路调节画面中显示的有设定值、过程值和输出值的棒图及数值显示，运行方式显示，报警状态显示等。
❒棒图显示画面左边的三个棒图分别代表设定值、过程值和输出值，棒的颜色依次为蓝、天蓝、粉色。
设定值棒的高度为当前值相对量程的百分数。
如果PID运行于串级状态，则设定棒显示串级外给定值，在其它运行状态下显示内给定值。
过程值棒的高度表示过程输入值。
输出棒的高度表示输出值。
❒数值显示画面右下区域的三个方框中显示的内容依次为设定量、过程量及输出量的当前值，各数值颜色与棒颜色相对应。
当PID调节器运行于手动、自动或跟踪状态时，设定值为内部给定值；当运行于串级状态时，显示为串级输入值。
当PID调节器运行于手动状态时，输出值由手动给出；运行于自动和串级状态时，由算法结果给出；运行于跟踪状态时，为跟踪量点值。
❒报警状态显示当偏差报警到来时，左上角灯置亮（呈红色）；报警消失时，恢复正常颜色。
❒运行方式显示PID调节器的运行方式包括手动、自动、串级及跟踪四种，当某个运行方式下的状态灯呈绿色时，表示调节器处于某方式。
❒其它PID调节器画面静态显示的内容有点名、点描述(说明)等。
（2）操作说明在回路操作画面中可以进行的操作有：工作方式（手动、自动、串级和跟踪）的切换，通过设定值增减按钮改变设定值，通过输出值增减按钮改变输出值，切换到趋势显示画面和参数调整画面。
PID共有手动、自动、串级和跟踪四种工作状态，这四种工作状态的切换是无扰动的。
●手动状态下，PID单元停止运算，依靠操作键来改变控制输出。
Honeywell_DCS_控制回路PID参数整定方法
Honeywell PKS系统控制回路PID参数整定方法鉴于目前一联合装置仪表回路自控率比较低，大部分的回路都是手动操作，这样不但增加了操作员的工作量，而且对产品质量也有一定的影响，特编制了此PID参数整定方法。
修改PID参数必须有“SUPV（班长）”及以上权限权限，具体权限设置切换方法如下；一、打开要修改的控制回路细目画面，翻到下图所示的页面（Loop Tune），修改PID控制回路整定的三个参数K，T1，T2；二、PID参数代表的含义Control Action：控制器的作用方式，正作用（DIRECT），反作用（REVERSE）；Overal Gain（K）：比例增益（放大倍数），范围为0.0～240.0；T1：积分时间，范围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有积分作用；T2：微分时间，范围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有微分作用。
三、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，T1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T2取的太大，当T2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。
四、控制器的选择方法（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；（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；（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，比如温度控制系统。
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。
PID回路指令
PID回路指令，运用以回路表中的输入和组态信息，进行PID运算。
，该指令运行的前提是堆栈顶（TOS）值必须为1。
两个操作数TABLE和LOOP，TABLE是回路表的起始地址；LOOP是回路号，可以是0－7的整数，回路号不可重复。
在程序中最多只能有8条PID指令。
回路表中包括9个参数用来监视和控制PID运算：过程变量当前值（PVn）、过程变量前值（PVn-1）、设定值（SPn）、输出值（Mn）、增益（Kc）、采样时间（Ts）、积分时间（TI）、微分时间（TD）、积分项前值（MX）。
为了能使PID按照设定的采样频率工作，PID指令必须用在定时发生的中断程序中，或在主程序中被定时器所控制以一定的频率执行，采样时间必须通过回路表输入到PID运算中。
离散后成
比例项：
积分项：
微分项：
如果不要比例回路，可以设增益Kc为0；如果不想要积分回路，可以把积分时间TI设为无穷大；如果不要微分回路，可以把微分TD时间设为0。
PID回路表：
偏移地址域类型描述
0 过程变量PVn 输入过程变量，必须在0.0到1.0之间
4 设定值SPn 输入设定值，必须在0.0到1.0之间
8 输出值Mn 输入/输出输入/输出，必须在0.0到1.0之间
12 增益Kc 输入增益是比例常数，可以是正，也可以是负16 采样时间Ts 输入采样时间，单位是秒，必须为正
20 积分时间TI 输入积分时间，单位是分，必须为正
24 微分时间TD 输入微分时间，单位是分，必须为正
28 微分项前项MX 输入/输出微分项前项，必须在0.0到1.0之间
32 过程变量前项PVn-1 输入/输出最近一次PID运算的过程变量。
PID回路控制的原理与调试
PID回路控制的原理与调试1. 引言在本章中将重点介绍如何使用GForce-200PLCCPU222 进行PID 回路控制。
2. PID 控制概述GForce-200 系列PLC 能够进行PID 控制，其CPU 最多可支持8 个PID 控制回路。
PID 是闭环控制系统中比例-积分-微分控制算法，它可以看作是这三项之和，根据设定值与被控对象实际值的差值，按PID 方式计算出控制输出量，使反馈跟随设定值变化，因此PID 控制是负反馈闭环控制。
其中比例项是增益（Kc）与偏差的乘积，积分项与偏差的和成正比，而微分项与偏差的变化成正比。
PID 控制功能是通过PID 指令功能块实现的。
在S7-200 中，PID 回路指令运用回路表中的输入信息和组态信息，进行PID 运算，交换数据，编程极其简便，该指令影响特殊存储器标志位SM1.1 （溢出）。
只有在逻辑堆栈栈顶值为1 时，才能进行PID 运算。
本指令有两个操作数：TBL 和LOOP（如下过程变量值是压力变送器检测的单极性模拟量，回路输出值也是一个单极性模拟量用来控制鼓风机的速度。
这两个模拟量的范围是0.0 -1.0 ，分辨率为1/32000 （标准化）。
可以初步确定Kc=0.06，Ts=0.2，Ti=10.0，在这里不用微分作用，程序编辑如下程序上采用了主程序，子程序，中断程序的结构模式，程序清晰，明了，大大缩短了周期扫描时间。
4. 调试程序选择PID 的参数，以及相互间的配合，可以影响PID 控制的稳定性。
如采样时间过短对外部信号的变化有可能检测不到，而过长的采样时间显然不能满足控制精度的要求。
又如过大的增益又会造成控制的震荡。
在调试程序时要注意这些参数的设置，慢慢调试以至达到稳定的PID 控制。
5. 结束语PID 控制在闭环控制中有着重要的作用，这里仅以控制鼓风机的速度来保持锅炉内蒸汽压力的恒定，介绍PID 控制。
同样锅炉内负压的维持，也是类似与此，这里不在详细介绍。
PID参数调节原理和整定方法
I积分调节
比例调节和积分调节的比较： 积分调节可以消除静差。但对比例调节来说，当被调
参数突然出现较大的偏差时，调节器能立即按比例地把调 节阀的开度开得很大，但积分调节器就做不到这一点，它 需要一定的时间才能将调节阀的开度开大或减小，因此， 积分调节会使调节过程非常缓慢。总之，比例调节能及时 进行调节，积分调节可以消除静差。
反馈控制 －根据偏差进行的控制
设定值 偏差 PID调节器
阀门
被控对象
测量变送器
•PID参数调节原理和整定方法
P比例调节
P：比例调节
在P调节中，调节器的输出信号u与偏差信号e成比例， 即 u = Kc e （kc称为比例增益）
但在实际控制中习惯用增益的倒数表示 δ =1 / kc (δ称为比例带)
不同的DCS使用不同的参数作为P的调节参数，以CS3000 为例，选用δ 比例带为调节参数，单位％。可以理解为：
增大微分时间D有利于加快系统的响应速度，使 系统超调量减小，稳定性增加，但系统对扰动的 抑制能力减弱。
在凑试时，可参考以上参数对系统控制过程的影 响趋势，对参数调整实行先比例、后积分，再微 分的整定步骤。
•PID参数调节原理和整定方法
CS3000系统PID参数整定方法
串级回路PID参数调整
因为串级调节系统一般应用于容量滞后较大的 场合，必须加微分，所以主调一般取PID，而 副调一般取P就可以了。但是副参数是流量， 压力时，可加一定的I作用，这里也不是为了 消除余差，只是流量，压力付对象时间常数太 小，导致副调节器的P不能太小，调节作用弱， 加上积分是为了使副参数偏离给定值太远。
PID参数的工程整定法
动态特性参数法 稳定边界法 衰减曲线法 经验法
化工pid仪表控制多回路解读
化工PID仪表控制多回路解读一、回路控制器在化工生产过程中，PID（比例-积分-微分）仪表控制回路是实现自动化控制的重要组成部分。
回路控制器是整个控制回路的指挥中心，负责接收输入信号，通过运算处理后，向执行机构发出指令，实现工艺参数的自动调节。
PID控制器根据设定值与实际值的偏差，采用比例、积分、微分三种控制方式对执行机构进行调节，以减小偏差，达到控制目标。
二、输入信号输入信号是来自被控对象的工艺参数，如温度、压力、流量等。
这些参数通过传感器转换成电信号，再传输给回路控制器。
输入信号的准确性和稳定性对于控制回路的正常工作至关重要。
为了确保输入信号的可靠性，应定期对传感器进行校准和维护。
三、输出信号输出信号是回路控制器根据输入信号和设定值经过运算处理后，向执行机构发出的调节指令。
输出信号的大小直接决定了执行机构的动作程度，进而影响工艺参数的控制效果。
为了确保输出信号的准确性和稳定性，回路控制器应具备足够的运算能力和抗干扰能力。
四、执行机构执行机构是控制回路中的执行元件，负责接收输出信号并驱动调节阀等设备，实现对工艺参数的调节。
常见的执行机构有电动执行器、气动执行器和液动执行器等。
选择合适的执行机构对于控制回路的性能和稳定性至关重要。
在选择执行机构时，应考虑其调节精度、响应速度、可靠性及维护成本等因素。
五、控制性能指标控制性能指标是衡量控制回路性能的重要依据，包括控制精度、调节时间和超调量等。
控制精度指的是实际值与设定值之间的偏差大小，精度越高，控制效果越好。
调节时间指的是系统从开始调节到接近设定值所需的时间，调节时间越短，系统的响应速度越快。
超调量指的是系统在调节过程中超过设定值的部分，超调量越小，系统的稳定性越好。
为了提高控制性能指标，可以通过优化PID参数、增加前馈控制、引入智能算法等方法来实现。
PID调节器的电路
采用可编程逻辑控制器（PLC）或微控制器（MCU），可以实现PID调节器电路的远程控制和编程控制， 方便系统的集成和扩展。
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比例调节器
根据输入信号与设定值的偏差，按比例输出控制 信号。
积分调节器
对输入信号与设定值之间的偏差进行积分运算， 以消除稳态误差。
微分调节器
对输入信号的变化率进行运算，以减小系统的动 态误差。
03
PID调节器电路的实现
硬件实现
模拟电路实现
通过使用电阻、电容和运算放大器等模拟元件，搭建PID调节器的硬件电路。 这种实现方式具有实时性好、稳定性高的优点，但调试复杂且容易受到环境温 度和元件老化等因素的影响。
电机控制系统
PID调节器电路用于控制电机的速度、 位置和转矩，广泛应用于数控机床、 机器人等领域。
家电领域
空调系统
PID调节器电路用于控制空调系统的温度和湿度，提供舒适的生活环境。
热水器
PID调节器电路用于控制热水器的加热温度，实现快速加热和节能的效果。
汽车领域
燃油喷射系统
PID调节器电路用于控制燃油喷射系统的喷 油量，提高燃油经济性和排放性能。
VS
详细描述
PID调节器由比例、积分和微分三个环节 组成。比例环节根据误差信号调整输出值 ，以减小误差；积分环节根据误差信号的 积分调整输出值，以消除长期误差；微分 环节根据误差信号的变化率调整输出值， 以提前预测并减小误差。三个环节协同作 用，实现PID调节器的控制效果。
PID调节器的特点
总结词
02
PID调节器电路的组成
输入部分
信号采集
负责采集系统或设备的状态信息 ，并将其转换为电信号。
单回路控制系统的PID调节解读
用传递函数表示为s T s E s s W d D ==
( ( (μ
1、若e(t为单位阶跃,则
d d D T s s T s W =⋅=1 ( ( (t T t d δμ=
由于阶跃信号在t=0时刻有一个阶跃,其他时刻均不变化所以微分环节对阶跃信号的响应只在t=0时产生一个响应脉冲。
自动控制仿真调试材料李军
山东电力研究院热控所
2010-7-29
单回路控制系统的PID调节
一、自动控制系统简介
(1自动控制:在没有人直接参与的情况下,利用控制器使被控对象的被控量
自动地按预先给定的规律去进行。
(2自动控制系统:是由起控制作用的自动控制装置和被控制器控制的生产设
备通过信号的传递、联系所构成的系统。简言之,就是指被控
t
μTd
（四）三种控制作用的比较图2-42过渡过程曲线曲线1是配比例控制器的控制过程。由于比例控制规律具有控制及时的特点，所以控制过程时间较曲线2短，动态偏差也较小，因此控制过程结束存在静态偏差。通过减小控制器的比例系数可减小静态偏差，但会使系统的稳定性下降。曲线3是配比例积分控制器的控制过程。由于积分控制规律能消除静态偏差，所以控制作用能最终消除扰动对被调量的影响，实现无差控制。然而积分作用的控制不及时，又使控制过程的动态偏差加大，过渡过程时间加长（与曲线1相比），相对而言系统的稳定性下降。因此，积分作用引入到比例控制器后，控制器的比例带应适当加大（减少Kp），以弥补积分作用对控制过程稳定性的影响。曲线5是配比例积分微分控制器的控制过程。微分控制是一种超前控制方式，其实质是阻止被控量的一切变化。适当的微分作用可收到减小动态偏差，缩短控制过程时间的效果，这样在采用比例积分微分控制器时，又可适当减小比例带和积分时间。三、三种基本控制作用小结优点比例作用缺点动作速度快，能使控制过程趋于稳定单独使用时，产生静态偏差单独使用时，会使控制过程变得振荡，甚至不稳定不能单独使用积分作用微分作用能使被控量无静态偏差能有效的减少动态偏差比例控制作用是最基本的控制作用，而积分和微分作用为辅助控制作用。比例作用贯彻于整个控制过程之中，积分作用则体现在控制过程的后期，用以消
PID回路整定简易说明
• PID控制器输出中的积分部分与偏差的积分成正比。因为积分时间TI在积分项的分母中，TI越小，积 分项变化的速度越快，积分作用越强。
3．D-微分作用
有经验的操作人员在温度上升过快，但是尚未达到设定值时，会根据温度变化的趋势，预感 到温度将会超过设定值，出现超调。于是手动减少给煤量。
这相当于开车看到红灯时，考虑到汽车减速的时间，需要一定的提前量一样。
三、举例说明PID控制器的基本原理
PID属于无模型控制，调节三个环节的参数P、I、D会产生什么影响根据控制对象的不同也会有很大差别。 假设有一个水箱液位控制系统，从空箱补水至某个高度，我们能控制的是比例水龙头的开关大小。
简单的数学模型就是： △MV=(PV-SP)/PB 只需要一个比例调节 也就是说，开始比例水龙头开大点，快灌满的时候关小一点，到了设定高度全关。
二、举例说明PID三参数
第一部分 举例说明
PID是比例、积分、微分的简称，PID控制的难点不是编程，而是控制器的参数整定。参数整定的关 键是正确地理解各参数的物理意义。
PID控制的原理可以用操作人员对热油炉炉温的手动控制来理解。 有经验的操作人员手动控制热油炉的炉温，可以获得非常好的控制品质，PID控制与人工控制的控 制策略有很多相似的地方。
四、举例说明PID反馈控制的动作曲线
此处的比例是比例增益，中控的是比 例度
比例增益值越大，作用越强，比例度 刚好相反 此处KP越大，相当于中控的比例度P值 越小
五、PID回路的参数整定方法
目前PID回路整定基本以经验法为主
• 在调试中最重要的问题是在PID回路性能不能令人满意时，知道应该调节哪一个参数，该参数应该 增大还是减小。
• 在调好比例控制的基础上再加入积分作用，但积分会降低过渡过程的衰减比，则系统的稳定程度也会降低。 为了保持系统的稳定程度，可增大调节器的比例度，即减小调节器的放大倍数。这就是dlr在整定中投入积 分作用后，要把比例度增大约20％的原因。其实质就是个比例度和积分时间数值的匹配问题，
Honeywell_DCS_控制回路PID参数整定方法
Honeywell DCS 控制回路PID参数整定方法鉴于目前一联合装置仪表回路自控率比较低，大部分的回路都是手动操作，这样不但增加了操作员的工作量，而且对产品质量也有一定的影响，特编制了此PID参数整定方法。
一、修改PID参数必须有“SUPPERVISOR”及以上权限权限，用键盘钥匙可以切换权限，钥匙已送交一联合主任陈胜手中；二、打开要修改的控制回路细目画面，翻到下图所示的页面，修改PID控制回路整定的三个参数K，T1，T2；三、PID参数代表的含义K：比例增益（放大倍数），范围为0.0～240.0；T1：积分时间，范围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有积分作用；T2：微分时间，范围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有微分作用。
四、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大小与输入偏差的变化快慢成正比，积分作用能消除余差，但降低了系统的稳定性，T1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T2取的太大，当T2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。
五、如果要知道控制回路的作用方式，可以进入控制回路的细目画面，进入下图所示页面：其中“CTLACTN”代表控制器作用方式，“REVERSE”表示反作用，“DIRECT”代表正作用。
六、控制器的选择方法（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；（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；（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，比如温度控制系统。
Honeywell_DCS_控制回路PID参数整定方法
Honeywell DCS 控制回路PID 参数整定方法鉴于目前一联合装置仪表回路自控率比较低，大部分的回路都是手动操作， 这样不但增加了操作员的工作量，而且对产品质量也有一定的影响，特编制了此 PID 参数整定方法。
一、修改PID 参数必须有“ SUPPERVISOR ”及以上权限权限，用键盘钥匙可以 切换权限，钥匙已送交一联合主任陈胜手中；二、打开要修改的控制回路细目画面，翻到下图所示的页面，修改 PID 控制回路整定的三个参数K ，T1，T2 ；12.00^1----------- CONTROL LIMITS -------------------- SPHILM SPLOLM OPH IUM OPLOLM OPM 匚HLMOPROCLMTUNING PARAMCTURECaNTROL MISC K2 ・00000T1 0 ・ ^10000T2 0 ・00000三、PID 参数代表的含义K :比例增益(放大倍数)，范围为0.0〜240.0;T1:积分时间，范围为0.0〜1440.0,单位为分钟，0.0代表没有积分作用; T2:微分时间，范围为0.0〜1440.0，单位为分钟，0.0代表没有微分作用。
(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PC1G0<^CONTROL INPUTS r^AUTO12 .00-11arEUBOILER-G .90000 -E .90900-C .90000INITIAL| CTL 口LGO PAGE12.00^11SP 160.9 0.9 1^5 .e -5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大小与输入偏差的变化快 慢成正比，积分作用能消除余差，但降低了系统的稳定性，T1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。
PID调节-指令用法与设置步骤-模拟量和PWM-自编
S7-300的PID调节一．PID的应用场合PID调节（P比例，I积分，D微分）：常用于需要用温度，液位，压力等闭环控制动作的场所。
常用的PID调节有三种：A.用温控等仪表进行调节，但是一般常规仪表只有一路PID控制通道，如果要实现多路PID控制，就需要很多仪表，成本过高，且不便于集中处理。
B.用PLC中的FB41/FB58块（模拟量输出控制，FB41/FB58 就相当于我们常规仪表里的控制器，FB58是专用于温度控制的块，但是占CPU 资源过大），需要用到的硬件为：1. PLC：CPU及模拟量输入输出模块；2. 传感器：接收压力，温度等信号；3. 变送器：将温度，压力等信号转换成电流或电压信号，依所用的模块可以取舍，例如如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；4. 功率调节器（调压模块）{必备}：接入模拟量输出模块，用模拟量输出的调节，调节电压大小，进行恒定的输出，控制被执行元件（例如加热器）；5.加热/加压器：最后的执行元件，接在功率调节器上，用来升/降温度和压力等；简易结构如下图：C.对于无法用模拟量控制的硬件，比如冷却风扇的启停等，只能用开关量控制，可以用PID算法（PWM）控制固态继电器(SSR)的通断，实现对温度的控制（FB41联合FB43,或者FB41联合FB59或者FB58联合FB59使用，FB58，FB59是专用于温度调节的块，但是占用CPU资源过大）。
控制原理：温度传感器检测到传感器的温度信号，经温度变送器将温度值转换成4~20mA的电流信号，送入PLC AI模块。
PLC把这个测量信号经过标度变换与设定值比较得到偏差，经PID运算后，发出PWM控制信号，经PWM来控制固态继电器的通断，来间接调节加热元件等的通断，从而实现温度的连续控制。
需要的元器件：1.固态继电器：与方法B相比，是将B中的功率调节器换成了固态继电器；2.其他与B类似，如果PLC模拟量输入模块带有RTD模块（直接接热电阻信号）的功能，温度变送器可以不用；二．下面主要介绍方法B和C的原理和程序编写：二．1 方法B—用PLC中的FB41块（模拟量输出控制）：PLC需要用到的块为：OB35,FB41,FC105（若用RTD模块接收温度可不用）,FC106。
Honeywell_DCS_控制回路PID全参数整定方法
Honeywell PKS系统控制回路PID参数整定方法鉴于目前一联合装置仪表回路自控率比较低，大部分的回路都是手动操作，这样不但增加了操作员的工作量，而且对产品质量也有一定的影响，特编制了此PID参数整定方法。
修改PID参数必须有“SUPV（班长）”及以上权限权限，具体权限设置切换方法如下；一、打开要修改的控制回路细目画面，翻到下图所示的页面（Loop Tune），修改PID控制回路整定的三个参数K，T1，T2；二、PID参数代表的含义Control Action：控制器的作用方式，正作用（DIRECT），反作用（REVERSE）；Overal Gain（K）：比例增益（放大倍数），围为0.0～240.0；T1：积分时间，围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有积分作用；T2：微分时间，围为0.0～1440.0，单位为分钟，0.0代表没有微分作用。
三、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，T1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T2取的太大，当T2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。
四、控制器的选择方法（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，允许被控量在一定围变化的系统；（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；（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，比如温度控制系统。
PID参数调节原理和整定方法
实时曲线观察窗口
CS3000系统PID参数整定方法
无扰动切换பைடு நூலகம்
勿扰动切换：控制回路手动（MAN）到自动 （AUT）状态切换时，保证设定值(SV)与测 量值（PV）保持一致或相当。 PID控制只有在控制回路处于AUT状态，也就 是负反馈回路时才有用。
CS3000系统PID参数整定方法
改变模式
手动
自动
串级
CS3000 调整窗口
进行PID参数调节时，建议按下保留按钮 ，以方便在切换画面后观察保留的趋势 ，PID参数调整完后必须取消。 要进行PID参数调节，首先必须要有权限 。显示“=”表示可以进行参数修改，显 示“：”表示不能对参数进行修改。默 认值班长有权限修改。
比例带表；值越大，作用越小，范围0-1000 % 积分时间；值越大，作用越小，范围0.1-10000s 微分时间；值越大，作用越大，范围0-10000s
CS3000系统常用PID参数
P （%） 20~60 30~70 20~80 40~100 I D (s) (s) 180~600 3~180 24~180 60~300 6~60
温度 压力 液位 流量
IA 系统PID参数整定
要进行PID参数调节，首先必须要有权限 ，默认情况下值班长有权限修改。
CS3000系统PID参数整定方法
串级回路PID参数调整
因为串级调节系统一般应用于容量滞后较大的 场合，必须加微分，所以主调一般取PID，而 副调一般取P就可以了。但是副参数是流量， 压力时，可加一定的I作用，这里也不是为了 消除余差，只是流量，压力付对象时间常数太 小，导致副调节器的P不能太小，调节作用弱， 加上积分是为了使副参数偏离给定值太远。
杭和DCS项目PID控制回路调试作业指导书
杭和DCS项目PID控制回路调试作业指导书本文为杭和DCS项目PID控制回路调试作业指导书，主要包括PID控制回路的基本概念、调节原则、具体调节方法等内容。
一、PID控制回路的基本概念PID控制器是目前工业控制中最常用的一种控制器类型，它被广泛应用于各种过程控制系统中。
P1D控制器的基本功能是通过对被控对象的量进行反馈控制，使其达到目标设定值。
PID控制回路主要由三个控制元件组成:比例器（P）、积分器（I）和微分器（D）。
其中，比例器通过将偏差信号与比例系数相乘得到一个输出量；积分器通过对偏差信号进行积分得到一个输出量；微分器通过对偏差信号的变化率进行微分得到一个输出量。
三个元件通过各自的控制策略进行协同作用，达到调节过程中快速稳定的目的。
二、PID控制回路的调节原则1.按照比例一积分一微分的M页序进行参数调节，逐步提高控制回路的灵敏度。
2.调节PID参数时，采用试错法，即在调节参数的过程中，根据系统的响应曲线，不断更改参数，直至获得最优调节效果。
3.控制回路的稳态误差越小越好，若P、I、D系数合理,则误差可达到最小。
4.在调节过程中，要注意避免出现超调和振荡等不稳定情况，以免影响生产的正常运行。
三、具体调节方法1.调节比例系数Kp首先将积分系数Ki和微分系数Kd设为零，只对比例系数KP进行调节。
先将Kp 设为零，逐渐递增KP直至系统达到稳定状态，在峰值处适当减小Kp,使系统稳定在目标值附近。
2.调节积分系数Ki在第一步调节完比例系数Kp后，接下来可以对积分系数Ki进行调节。
Ki的作用是消除静态误差，即使系统的误差达到定值时，Ki的输出也会不断增加，直至误差减小为零。
Ki的调节可以采用两种方法：(I)手动法：先将κp.Kd设为零，只对Ki进行调节，逐渐递增Ki,直至系统出现振荡，然后适当减小Ki以消除振荡，使系统稳定在目标值附近。
(2)自适应法：利用控制对象的响应差值Ay来调节Ki的大小，当Ay大于设定值时，适当增大Ki,反之则适当减小Ki o3,调节微分系数Kd在第一步和第二步都调节完毕后，接下来可以对微分系数Kd进行调节。
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PV
SP KICKBACK
SIEMENSPV
Time
Time
Time
OVERSHOOT
SIEMENS
Reduce Kc
SIEMENS
Reduce Kc Increase Ti
Time
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The effect of PID for performance of control loop PID参数对控制性能的影响 PID参数对控制性能的影响
Target
of controlling
SIEMENS
The controlled error is 的控制誤差 mine or
SIEMENS
can be received 最小
SIEMENS
System stability is better than manual operation Unite can safely running
SIEMENS
Page 3
常用的工业PID控制器 控制器 常用的工业
SIEMENS
P： PI ：
u (t ) = K c e(t ) + u0
U (s) = Kc E (s)
SIEMENS
1 t u (t ) = K c e(t ) + ∫ e(τ )dτ + u0 Ti 0 U ( s) 1 = K c 1 + E ( s) Ti s
微分(Derivative)控制器 微分(Derivative)控制器 (Derivative)
SIEMENS
P V
Kc*Td*(d *(dE/dt) OP = Kc*Td*(dE/dt)
SIEMENS
SIEMENS
S P O P
SIEMENS
td
SIEMENS
SIEMENS t
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问题： 问题：
选择原则分析。
SIEMENS
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PID工程整定法1－－经验法 PID工程整定法1－－经验法 工程整定法
针对被控变量类型的不同，选择不同的PID参 数初始值，投运后再作调整。尽管简单，但即使对于同一类 型的被控变量，如温度系统，其控制通道的动态特性差别可 能很大，因而经验法属最为“粗糙”的整定法。
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比例(Proportional)控制器 比例(Proportional)控制器 (Proportional)
SIEMENS
P V S P
OP=Kc*E(%)=100%/PB *E (%) Kc is dimentionless The unit of PB is % E(%)=[(PV-SP)/SP] * 100% E(%)=[(PV-
Turning SIEMENSof PID controllers SIEMENS PID控制器的参数整定 控制器的参数整定 控制器的
SIEMENS
SIEMENS SIEMENS
Siemens Industrial Automation Ltd., Shanghai Siemens Industrial Automation Ltd., Shanghai
PVFrom PV-SP error From OP : if MV moves excessively -- increase Change size -- Half and double Try tuning software package
SIEMENS
Ti
SIEMENS
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SIEMENS P V
S P O P
Kc/Ti∫ OP = Kc/Ti∫Edt
SIEMENS
ε
SIEMENS SIEMENS
Ti
Error is repeated in one time constant Ti
t
SIEMENS
SIEMENS
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SIEMENS
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SIEMENS
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調
諧
技
巧
Select proper PID algorithm Do not use Td for most of case If possible,conduct a plant test
SIEMENS
ε
SIEMENS SIEMENS
Note : PV will change with OP
O P
SIEMENS
SIEMENS
Page 5
t
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积分(Integral)控制器 积分(Integral)控制器 (Integral)
SIEMENS
比例度
Kc(bigger)
Advantage
Shortage
SIEMENS
使系统的调节作用增强
Stability Decrease
SIEMENS
E使系统消除余差的速度 Stability Decrease
积分时间
Ti (shorter)
微分
增强
SIEMENS即T 增 微分作用的增强（ 微分作用的增强（
SIEMENS
Typical Control Loop
SIEMENS
error set point PID
MVs
DVs
SIEMENS
SIEMENS Process
Controlled target
SIEMENS PV SIEMENS
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PI
SIEMENS
P V S P O P ε
Proportional error is repeated in one time constant Ti
SIEMENS
SIEMENS
Integral Proportional
SIEMENS
Ti
SIEMENS
SIEMENS
Page 7
t
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SIEMENS
Page 2
常见的现场执行机构
SIEMENS
Upstream Cut Valve Control
SIEMENS
valve
SIEMENS
Downstream Cut Valve
SIEMENS
By pass
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You can obtain a level model w/o plant test
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Most pressures,some levels
SIEMENS
Most levels,some pressures
For most of level loops use P only
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PID控制器 PID控制器
SIEMENS
P V
SIEMENS SIEMENS
ε
S P O P
SIEMENS
td
Integral Proportional Derivative
SIEMENS
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SIEMENS 時間
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SIEMENS
SIEMENS
SIEMENS Response pattern tuning (trail & error)
DT/ τ >2 ,PID is bad. Try other control design.
Be careful for an integrator loop Dead time is the most important concern
工业PID控制器的选择 控制器的选择 工业
SIEMENS 被控参数 控制器 备注
温度/成分 PID 流量/压力
SIEMENS
*1：当工业对象具 有较大的滞后时， 可引入微分作用； 但如果测量噪声较 大，则应先对测量 信号进行一阶或平 均滤波。
SIEMENS *1
SIEMENS PI
液位/料位 P，PD *1 SIEMENS
SIEMENS SIEMENS
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SIEMENS
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Tuning
ruler
SIEMENS
注意事項 工艺特性 (self工艺特性 (self-regulated or integrator) 技巧
SIEMENS SIEMENS
SIEMENS
i
PID ： u (t ) = K c e(t ) + 1 ∫t e(τ )dτ + Td de(t ) + u0 SIEMENS T 0 dt