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技术文章

Honeywell PID调试的心得体会

 一直想把这几年在实际现场工作的经验教训和我的同行们分享交流,今天我就来谈下Honeywell过程控制仪表在实际应用上的一点心得体会和经验教训,希望能给大家点启发和参考●!


首先我想谈下控制模型概念,在工业控制领域我们会针对客户要求会建立个模型,把控制目标,控制对象,以及影响参数都考虑并加入控制模型中,并针对设备及控制对象的特点选用相适合的计算算法并通过计算机模拟建立的控制模型。说白了就类似于我们对不同的螺丝用相对应规格的螺丝刀去拧就行了●!

PID
算法:就是基于这样一个控制模型发展出来的通用控制方式,所谓PID P代表(比例(proportion)、I积分(integration)、D微分(differentiation)。函数关系:OT(t)=kP[DE(t)+1/TI∫DE(t)dt+TD*DE(t)/dt] OT为输出值,PV为测量值,DE为偏差值=PV-SP(设定值) 由此公式可见,输出的大小和测量的偏差值DE有着密切的关系,控制的精髓就是通过测量反馈PV值,并不停的比较SP值,做不断缩小DE值的过程。

 

PID调整的艺术:每个工程师都会调整PID,但不同的行业不同的设备组合,甚至现场调试的时间长短及经验都决定了一个工程师调整PID的水平和艺术●!

 

这张图分别是3PID调试过程中PV/SPT)调整曲线图,蓝、红、黑代表不同的PID参数下,*终设备调试的效果。毋庸置疑,红色代表*优的PID曲线,为什么呢?

1)蓝色曲线说明设备在调试过程中产生了过冲,因为P值调的过大,响应时间是*快的但负效应是随后产生了震荡,这样的PID参数是不利于设备寿命的而且这样的震荡极其容易造成设备失控,下面就是失控的震荡曲线


如果产生震荡我们该怎么办?根据我个人的经验,解决的办法是先固定
ID,调小P,当P调整到一个值震荡不再产生的时候,固定P值,调大I值,知道震荡消除,控制精度维持在设计范围内即可。

2)黑色曲线说明PID调节过程缓慢,虽然*终也能达到理想的设定值,但效率低下且若整个设备生产过程出现个输入变量,比如一次短暂设备停摆或者加入了某些参数产生了变化,那PV的调整又要经历个漫长的过程,不说这样的调试是个低效率的过程,且在此造成的浪费也是完全可以避免的,这都是客户所不能容忍的。解决的方案,就是在固定ID不变的前提下,适当提高P的值,让整个控制回路的响应时间缩短。如果在此调整过程中出现误差偏大的情况,可在固定P值的前提下,适当提高I的值让误差得到有效消除。

 

PID过程仪表中的自整定、自学习功能:Honeywell所以系列的过程控制仪表都有自学习自整定的功能,英文简称AT功能。这里就有个误区了,客户觉得AT功能很好用,很简单,只要用AT就不用再人为干预手动调整PID参数了,可以偷懒了。这是不对的,任何一款仪表的AT功能都不能完全替代工程师的经验调整,也不能为您带来*优PID调节曲线。AT只是个工具,而不是*终解决办法,AT是个能帮助工程师在现场调节过程大大节约时间提高效率的工具,比如你在调一套设备的时候,你可以先打开AT功能,在AT功能自动调整结束后观察设备误差DE情况再根据前文介绍的办法微调PID就可以调整出*优参数。这样大大节约了时间,也提高了过去没有AT功能而手动调整过程的低效率。

 

关于死区时间DB的应用:其实很简单,有些设备比如马达,风机,电机等等,我们不希望它们频繁的启停,那样对设备的寿命是不利的。但我们又需要PID的过程调整来提高精度,提高产品的质量,那我们就需要用到了DBDB的定义就是在一定的设定值范围内不受PID的影响,举例来说,我的换热器出水温度我只要求控制在50-60度之间,那我蒸气管道的控制我在误差10度内不需要做PID输出控制,那我的DB可以设置为5,设定值设置在55,这样DB+5度范围内不受PID影响,这样就保证我泵阀不需要经常启停,延迟了使用寿命。

 

以上就是我在日常工作调试过程中的一点点积累和经验,调试的关键不在于调试设备,更重要的调试自己的心态●!遇到任何比较棘手的情况,都要沉着应对,仔细观察,耐心检查和调试。有时候客户遇到些状况当然会急,如果你作为一个调试工程师也着急那解决不了任何问题,静下心来仔细分析后再动手往往事半功倍。有时候客户会发脾气,你也要理解,毕竟人家花了很多资金和精力,结果设备运转不满意,这个时候你在现场调试一定要有很强的抗干扰能力,不能为外界影响,做到心里只有回路图和设备,找出问题所在对症下药就行。一直想把这几年在实际现场工作的经验教训和我的同行们分享交流,今天我就来谈下Honeywell过程控制仪表在实际应用上的一点心得体会和经验教训,希望能给大家点启发和参考●!

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