HoneywellDCS控制回路PID参数整定方法.docx

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HoneywellDCS控制回路PID参数整定方法

Honeywell-DCS-控制回路PID参数整定方法

HoneywellPKS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（LoopTune），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

ControlAction：

控制器的作用方式，正作用（DIRECT），反作用（REVERSE）；

OveralGain（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

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：

副变量

放大倍数（K）

比例度（P）

温度

5.0～1.7

20％～60％

压力

3.0～1.4

30％～70％

流量

2.5～1.25

40%～80%

液位

5.0～1.25

20%～80%

（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。

七、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

HoneywellDCS不存在这个问题，在手动时给定值是自动跟踪测量值的。

八、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

　　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

九、典型控制回路

1、单回路控制：

（1）控制阀作用方式选择原则：

控制阀按作用方式分气开、气关两种。

气开阀即随着信号压力的增加而开度加大，无信

号时，阀处于全关状态；反之，随着信号压力的增加，阀逐步关闭，无信号时，阀处于全开状态即为气关阀。

选择原则主要是：

从生产的安全出发、从保证产品质量、从降低原料和动力的损耗、从介质特点这几方面考虑。

（2）控制器作用方式选择：

选择原则：

使整个单回路构成负反馈系统。

规定：

控制阀：

气开式为“＋”，气关式为“－”；

控制器：

正作用为“＋”，反作用为“－”；

对象：

当通过控制阀的物料或能量增加时，按工艺机理分析，若被控量随之增加为“＋”，随之降低为“－”；

变送器：

一般视为正环节。

则控制器正、反作用选择判别式为：

（控制器“±”）（控制阀“±”）（对象“±”）＝“－”

2、串级回路控制：

在单回路控制系统中已指出，控制器正、反作用方式的选择原则是使整个控制系统构成负反馈系统，并且给出了“乘积为负”的判别式。

这一判别式同样适用于串级控制系统主、副控制器正、反作用方式选择。

（1）主控制器作用方式选择：

（主控制器±）（副对象±）（主对象±）＝（—）

因此：

当主、副变量同向变化时，主控制器应选反作用方式，反向变化则应选正作用方

式。

（2）副控制器作用方式选择：

（副控制器±）（控制阀±）（副对象±）＝（—）

（3）串级控制回路投运：

所谓投运，就是通过适当的步骤使主、副控制器从手动工作状态转到工作状

态。

串级控制系统的投运方法，总的说来有两种：

一是先投副环后投主环；另一种是先投主环后投副环。

目前普遍采用的投运方法是第一种，投运的时候要保证无扰动切换，由于HoneywellDCS带PV自动跟踪功能所以基本上可以做到无扰动切换，而且投运实现比较简单。

3、分程控制系统

分程控制系统是一个控制器的输出信号去控制两台或以上的控制阀，每一个

控制阀仅在输出信号整个范围的某段信号内工作。

即多阀而且分程。

实现方法主要用两种：

一是通过每个控制阀上的阀门定位器实现，二是通过DCS软件实现，在采用DCS控制的情况下我们一般通过DCS组态实现。

在分程控制系统中，按照控制阀的气开与气关作用方式可分为两类：

一类是阀门同向动作，即随着控制阀输入信号的增大或减少，阀门都开大或都开小，另一类是阀门异向动作，即随着控制阀输入信号的增大或减少，阀门总是按一台阀关而另一台阀开的方向动作。

控制阀的同向或异向动作的选择全由工艺的需要来确定。

具体如下图：

4、比值控制回路

比值控制回路是把两种或两种以上的物料量自动地保持一定比例的控制系

统，使从物料量随着主物料量按一定比值变化，比如余热锅炉的瓦斯和进风量成比例关系，使锅炉燃烧效果达到最佳。

（1）比值控制系统的类型：

下图中：

Q1为主物料量，Q2为从物料量，两变量满足Q2＝KQ1的要求，即当Q1在某一时刻由于干扰作用而发生变化时，比值器通过运算，按比例发出信号使Q2重新与Q1保持原有的比例关系。

A、开环比值控制系统

B、单闭环比值控制系统

C、双闭环比值控制系统