控制系统的投运及参数整定.docVIP

技术工作总结 控制系统的投运及参数整定 控制系统按照难易程度可分为单回路控制系统和复杂控制系统。化工生产过程种类繁多、过程性能、操作情况都存在很大差异，在化工生产过程中，常规调节系统是实现生产过程自动化的重要基础。无论是采用什么样的调节器，简单或是复杂，都离不开常规调节系统的应用，而且以PID调节最为常见。对于一个工艺过程中的某个控制环节，能否达到工艺控制的要求，其中涉及到调节系统设计的合理性、工艺参数选则的合理性、被控参数选择的合理性、调节阀口径选择合理性等诸多因素。单回路调节系统由调节对象、测量元件、调节器和调节阀等组成。 首先看一看单回路控制系统的通用方块图： R(S)+ - 对工艺中某一单回路的闭环控制系统，前提是要使系统成为负反馈控制系统，这就要求确定控制器的正反作用。控制器的正反作用定义原则是：若将测量信号增加、控制器比例作用的输出也增加的称为正作用，反之为反作用。（在方框图中定义时，控制阀环节，气开阀为“+”、气关阀为“-”。为使系统成为负反馈控制系统，控制器的正反作用符号定义也要变号，正作用控制器为“-”，反作用控制器取“+”,这一般在PLC控制系统的调节器设定中应用）。确定好控制器的正反作用后，就可以开始控制系统的投运准备工作。控制系统投运前应做如下的工作： 吃透控制系统的设计意图 在现场，通过简单的操作对有关仪表（包括控制阀）的功能作出是否可靠且性能是否基本良好的判断 设置好控制器正反作用和P、I、D参数 按无扰动切换的要求将控制器切入自动 切入自动之前先将控制器的拨盘放置手动位置，手动操纵控制阀的位置，使生产处于要求的工况（即受控变量接近设定值，且工况较平稳），这时可达到控制器的偏差接近零，此时便可将控制器切换到“自动”。 PID控制器的参数整定 控制器是控制系统的心脏，它的作用是将测量变送信号与设定值比较产生偏差信号，并按照一定的规律产生输出信号，控制器的输出一般送到控制阀。常规控制器主要有三种：比例P、比例积分PI、比例积分微分PID。 对一般的液位或压力控制系统，对参数要求不严，它追求的是对平均值的控制，所以可用比例控制。而且这种系统若用PI控制，参数整定比较麻烦。 流量或快速压力系统，几乎总是采用PI控制。其中比例度可以给的大些，由于滞后小、运行周期短，积分时间可以取得很小。PI作用消除了余差，但降低了响应速度。对于多容过程，它的响应过程本身就很缓慢，采用PI控制器后变得更为缓慢，在这种情况下附加微分作用，用它来补偿容量滞后，使系统稳定性改善，从而允许使用高的增益，并提高了响应速度。对于温度控制和成分控制属于缓慢和多容过程，所以常用PID控制。 控制器参数整定有很多方法，如经验法、临界比例度法、衰减振荡法、响应曲线法。在工作中应用最多的是经验法。若将控制系统按液位、流量、温度和压力等参数来分类，属于同一类别的系统，其对象特性往往比较相近，所以无论是控制器形式还是所整定的参数均可互相参考。经验法既是按受控变量的性质提出控制器参数的合适范围。 1、流量系统 它是典型的快过程，且往往具有噪声，对这种过程宜用PI，且比例度要大，积分时间可小。 2、液位系统 对只需要实现平均液位控制的地方，宜用纯比例，比例度也要大。 3、压力系统 压力环路的运行有的很快、有的很慢，对于快的过程可按照流量系统来选择控制器形式和参数；对于缓慢过程，参数整定应参照典型的温度系统。 4、温度系统 温度系统一般采用PID，一般积分时间常数较大，微分时间约是积分时间的四分之一。下表是经验法参数整定的经验数据： 系 统 参 数 PB ,% Ti, min Td,min 温度 20～60 3～10 0.5~3 流量 40～100 0.1～1 压力 30～70 0.4～3 液位 20～80 根据上表的经验数据，结合具体工艺过程控制要求，一定可以实现理想的控制。 下面是PID调节常用口诀： 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 曲线震荡很频繁，比例度盘要放大 曲线漂浮绕大弯，比例度盘往小扳 曲线偏离恢复慢，积分时间往下降 曲线波动周期长，积分时间在加长 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 Gp（S） GV(S) GC(S) Gm(S)