老工程师分享PID参数整定方法

一、基础知识

在自动调节系统中，E=SP-PVop参数设置。其中，E为偏差、SP为给定值、PV为测量值。当SP大于PV时为正偏差，反之为负偏差。

比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；当比例度为100时，比例作用的输出与偏差按各自量程范围的1：1动作op参数设置。当比例度为10时，按10：1动作。即比例度越小，比例作用越强。比例作用太强会引起振荡。太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。其作用是稳定被调参数。

积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比op参数设置。即偏差存在积分作用就会有输出。它起着消除余差的作用。积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。

微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比op参数设置。其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。对滞后大的对象有很好的效果。但不能克服纯滞后。适用于温度调节。使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。微分时间太长也会引起振荡。

二、整定方法

经验法是简单调节系统应用最广泛的整定方法，是一种试凑法op参数设置。它通过参数预先设置和反复试凑来实现。参数的预置值要根据对象的特性和仪表的量程决定。仪表量程大的PID参数要适当加强作用。四类被调参数的一般范围如下：

实际情况可能超出此范围op参数设置。

临界比例度法是采用纯比例将系统投入自动，此时积分时间放最大，微分时间放0op参数设置。逐渐减小比例度，使系统刚刚出现等幅振荡，记下这时的比例度Pbc和振荡周期Tc，然后按下式计算PID的比例度和积分时间：P=2.2Pbc；T=0.85Tc。

对于纯滞后时间和时间常数较大的对象，MACS的PID不宜使用临界比例度法，其较难找到Pbcop参数设置。

三、如何整定PID参数

[1]、说明

调节系统投自动：往往在控制方案确定后，最关键的是P、I、D参数如何整定，根据我的工作经验，谈谈如何整定调节系统的P、I、D参数，请大家在工程中参考op参数设置。

在整定调节系统的P、I、D参数前op参数设置，要保证一个闭环调节系统必须是负反馈，即Ko*Kv*Kc ＞0，

调节对象Ko：阀门、执行器开大op参数设置，测量PV增加，则Ko＞0；反之，则Ko＜0；

调节阀门Kv：伐门正作用（气开、电开）op参数设置，则Kv＞0；伐门反作用（气关、电关），则Kv＜0；

Ko、Kv的正负由工艺对象和生产安全决定op参数设置，根据Ko、Kv的正负和Ko*Kv*Kc ＞0，我们可以确定Kc的正负，

调节器Kc：若Kc＞0，则调节器为反作用；若Kc＜0，则调节器为正作用；软件组态中要设置正确op参数设置。

在整定调节系统的P、I、D参数前op参数设置，要保证测量准确、阀门动作灵活；

在整定调节系统的P、I、D参数时op参数设置，打好招呼，要求用户工艺操作密切注意生产运行状况，确保安全生产；

在整定调节系统的P、I、D参数时，先投自动后串级，先投副环后主环，副环粗主环细，改变给定值SP或输出值OP，给出一个工艺允许的阶跃信号，观察测量值PV变化和趋势图，不断修定PID参数，往往反复几次，直至平稳控制op参数设置。

[2]、经验PID整定参数

对介质为流体（气体、液体）情况op参数设置，经验PID整定参数参考如下，（在出所前最好在软件组态中要设置好，到现场再细调或不动）：

1、对流量调节（F）：一般P=120～200%op参数设置，I=50～100S，D=0S；对防喘振系统：一般P=120～200%，I=20～40S，D=15～40 S；

2、对压力调节（P）：一般P=120～180%op参数设置，I=50～100S，D=0S；对放空系统：一般P=80～160%，I=20～60S，D=15～40S；

3、对液位调节（L）：

1]、大个容器（直径 4米、高2米以上塔罐）：一般P=80～120%op参数设置，I=200～900S，D=0S；

2]、中个容器（直径2--4米、高1.5--2米塔罐）：一般P=100～160%op参数设置，I=80～400S，D=0S；

3]、小个容器（直径2米、高1.5米以下塔罐）：一般P=120～300%op参数设置，I=60～200S，D=0S；

4、对温度调节（T）：一般P=120～260%op参数设置，I=50～200S，D=20～60S；

上述参数是经验性的东西，不是绝对的op参数设置。另外实际中，有时一个调节系统工艺过程对象或阀门（定位器）存在问题，也能靠改变PID参数予以克服，使自动投入。投自动需要耐心观察、不断修正。实践中能否投入自动，最关键的是阀门（定位器）、执行器好用，动作灵活。

在一个串级调节系统（例如：有2个调节器）中，整个内环（副调，其Ko*Kv*Kc ＞0）相当于主环的Kv，它始终为正op参数设置。PID参数整定的结果：观察曲线，一般为一阶衰减特性即可（当然理论上为二阶衰减特性）。

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