控制回路PID参数整定方法精

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。

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。

七、PID参数整定的方法

一般在工程应用中采用经验凑试法。

经验凑试法在实践中最为实用。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那些参数。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。

经验值：在实际调试中，只能先大致设定一个经验值，然后根据调节效果修

改，这里的P代表比例度，P＝1/K。

总之，在整定时不能让系统出现发散振荡，如出现发散振荡，应立即切为手动，等系统稳定后减小放大倍数、增大积分时间或减小微分时间，重新切换到自动控制。

放大倍数越小，过渡过程越平稳，但余差越大。放大倍数越大，过渡过程容

易发生振荡。积分时间越小，消除余差就越快,但系统振荡会较大，积分时间越大，系统消除余差的速度较慢。微分时间太大，系统振荡次数增加，调节时间增加，微分太小，系统调节缓慢。

控制器参数凑试法的步骤：

因为比例作用是基本的控制作用，因此，首先把比例度凑试好，待过渡过程已基本稳定，然后加积分作用消除余差，最后加入微分作用进一步提高控制质量，基本步骤如下：

（A）对P控制器，将放大倍数放在较小的位置，逐渐增大K，观察被控量的过渡过程曲线，直到曲线满意为止；

（B）对PI控制器，先置T1=0，按纯比例作用整定放大倍数使之达到4：1衰减曲线；然后将K缩小（10～20％），将积分时间T1由大到小逐步加入，直到获得4：1衰减过程；

（C）对PID控制器，将T2＝0；先按PI作用凑试程序整定K，T1参数，然后将放大倍数增大到比原值大（10～20％）位置，T1也适当减小之后，再把T2由小到大逐步加入，观察过渡曲线，直到获得满意的过渡过程。

一句话：整定参数时要认真观察系统输出及被调量的变化情况，再根据具体情况适当修改PID参数。可以说，只要工艺技术员多花点时间，大多数控制系统采用PID调节都能满足要求。

八、串极控制回路整定

串极控制回路的整定可以采用两步法，即先整定副回路，再整定主回路；也可以采用一步法，即同时整定主副回路。

（1）在采用一步法整定时副回路的经验值为以下值，一般副回路只采用比例控制：

（2）将串极控制回路系统投入运行，然后按单回路控制系统参数整定方法，整定主控制器的参数；

（3）如果在整定过程中出现“共振”，只需减小主、副控制器的放大倍数就可以消除，如果共振太剧烈，可先切换到手动，待生产稳定后，重新投运，重新整定。

总之：P作用是最基本的控制作用，加入I作用后可做到无差控制，提高控制精度，加入D作用能全面提高控制质量。

九、注意事项

（1）参数整定前要先校验传感器和执行器，保证现场仪表是正常的，可以先手动控制试一下，手动状态测量参数应该是稳定可靠的。

（2）按经验值设定K参数，暂时关掉积分调节试着切换到自动观察阶跃响应，此时应特别注意控制器的输出，一定要判断一下回路是不是负反馈的（检查设计和接线是否有漏洞，新系统调试的时候会遇到这种情况，如：需要关开度的时候，调节器偏偏是放大开度）；

（3）在整定参数时要保证工艺稳定，当影响到产品质量和工艺参数时要立即切到手动控制，待工艺生产稳定后再投自动修改PID参数。

（4）如果是串级、比例控制回路，要先一个回路一个回路的整定，还应注意先内环后外环的原则。

（5）在手动切到自动的时候，要保证给定值与测量值近乎一致，但对于一联合Honeywell DCS不存在这个问题，在手动时给定值是自动跟踪测量值的。

十、PID参数整定速记法

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，放大倍数要放小

曲线漂浮绕大湾，放大倍数往大扳

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