阀门定位器

气动阀门定位器PID如何调节？调节的依据是那些方面。求指教

PID是调节器的参数，不是调节阀的参数。

P 比例 调节阀开关的比例
I  积分 控制速率消除偏差
D 微分 消除滞后

现在的DCS控制系统功能很先进，PID参数可以自整定。如果想了解这三种参数的使用方法等还是早点书读一下，说起来比较复杂。

279991800 发表于 2017-11-23 09:50
P 比例 调节阀开关的比例
I  积分 控制速率消除偏差
D 微分 消除滞后

能在说详细点吗  是不是比例越大阀动作的越快

閖泜⑩瑏_GHJF 发表于 2017-11-24 10:00
能在说详细点吗  是不是比例越大阀动作的越快

请先看一下这篇文章，主要是原理部分，再讨论就有基础了。
https://baike.baidu.com/item/PID ... /4748784?fr=aladdin

匆匆的过客 发表于 2017-11-24 10:40
请先看一下这篇文章，主要是原理部分，再讨论就有基础了。
https://baike.baidu.com/item/PID%E6%8E%A7% ...

谢谢

閖泜⑩瑏_GHJF 发表于 2017-11-24 10:00
能在说详细点吗  是不是比例越大阀动作的越快

反了，比例带P越小，调节越快~~

P比例带主要是减少静态误差~~I积分时间主要是消除静态误差~~D微分时间是超前调节~~

先搞清楚三个参数的基本意义，然后找个实物自己试着整定一下参数，根据设置规则，依次配置参数，改变SV系统可以快速进入新的稳态就搞定了

我来说一下吧。如果你输入的是压力，然后输出信号到调节阀。
如果你的压力表量程范围是0-5MPA,那么DCS系统就会把你的输入信号变成无纲量的值，同理你要设置的值，如你要把系统压力控制在2MPA,也变成无纲量的值，如果当时压力为1MPA,那么就是0.2，设置的值就是0.4，这样偏差就是0.2。
而PID控制，就是依据偏差来进行控制的，显然，没有偏差了，你就达到了控制目标了，这样调节阀就不用再改变了。偏差越大，纠正力就越大。
比例就是把偏差值乘比例系数，作为调节阀的输出。如前所述，偏差是0.2，如果比例系数是2，那么调节阀的开度就是40%。
当然P是随着偏差的变小而变小的。如随着调节阀的开启，进入系统的压力慢慢增加，这时，如果只有比例调节器，那么调节阀的开度是会变小的，以致于到后头，快接近2MPA时，调节阀已经关得很小了，如果系统还有一个出口在放气，那么系统永远没法接近２MPA，如到达1.95MPA时，偏差是0.025，输出是５%，如果调节阀５%的开度，进入的气体流量是100L/H,而出口气体流量是150L/H，这样你是永远没法达到目标，就是说单纯的比例控制器的弊端。

所以加入了积分控制器，积分控制器的参数是积分时间，积分时间的意思是这样的：
如果设置积分时间是１分钟，那么如果压力在1.95MPA维持一分钟，就等同于在原来开度的基础上加上比例控制器输出的值。依前头所述，在0.025偏差下，输出是5%，那么过一分钟，就会增加5%，如果压力还没上升，再过一分钟，再加5%。这样在偏差很小的情况下，能够逐步增加输出以减少静差。当然这不是过一分钟才增加的，而是每次采样均匀增加的。如DCS采样周期是１秒，那么每次增加比例系数*无纲量的偏差*1/60。

对于比例系数的取值，是这样的。我先举个例子。
用调节阀来控制流量，那么流量是控制对象。调节阀在10%的开度下流量是100，在30%的开度下是350，在70%开度下是800，这样我们可以大概观察到每1%开度会带来多大的流量变化，对于这个，不要求很精细的值，只要有个大概就行。大概是1%的开度能够引起10的流量变化。
先无纲量化，如果流量计的量程是2000，那么10的流量是0.005，流量改变10，必须是开度改变1%才能达到，0.005变成0.01，那必须是乘以２，所以比例系数要设置２才行。
上面是对于变化很快的系统。开度一变化，流量立马变化。

如果对于惯性很大的系统。
如加热一个热水槽，我们手工去操作，要加热到80，就会在槽温在60度的时候把全开的调节阀慢慢关小。所以设置的时候也是依次来设置。
温度计的量程范围是0-100，如果温度是60度，那么是0.6，设置的温度是80度，就是0.8，这样偏差是0.2，那么这个时候调节阀还是100%开度，怎么从偏差的0.2变成１呢，乘以５，这就是比例系数，一般怕比例系数过大而超调，会把这个值设置小一点。如设置成４。

对于徽分控制器，就是依偏差的变化速度来输出的。参数就是微分时间，这个微分时间是什么意思呢？
再举个例子，在反应，用低温水冷却，控制反应温度在80度，温度计的量程范围是0-100度，如果温度计一秒钟的时候往上跳0.5度，那么温度变化速度是0.5度/秒，如果你这个时候设置的微分时间是1分钟，那么积分对调节阀的影响是这样的：以这样的变化速度维持１分钟能够产生多大的偏差，就依比例控制器的办法输出多大的值。那么一分钟就会变化30度，30度的偏差就是0.3，如果比例系数是２，那么调节阀会突然从0开到60%，如果下一秒没变化，开度会立马变成0%，这是动态的，以偏差在改变而动。如果釜温在100度了，偏差很大，但釜温没变化，微分是不输出的。但如果釜温离偏差很近，比例输出是很小的，但釜温变化速度很快，微分控制器输出会很大。这样起到了前提控制的作用。
如果量化一下，你们就会很懂了。如果里面是100公斤水溶液在反应，那么每秒钟增加0.5度需要反应输出多大的功率。100*0.5*4.2＝210千W，反应产生210KW的热，如果要维持釜温不变，就需要输入210KW的冷量，如果在60%的开度下能输入210KW的冷量，那么一秒钟产生0.5/100的偏差，乘以比例系数也就0.01，也得乘以60才能有60%的开度，所以必须设置微分时间为60秒。
PID输出的值就是比例积分微分各自输出的值的和。但有截止范围，大于100%，作100%处理，小于0%，作0%处理。
比例积分微分是有正负的。也有正反作用控制器之分。测量值是PV，设置值是SP.如果SP－PV作为偏差，就是反作用控制器，比如用蒸汽阀来控制加热热水。如果PV－SP作为偏差输入，那就是正作用控制器。如用冷却阀来控制釜温。那是测量值－设置值的。如控制温度为80度，现在是81度，这样偏差为正，输出为正，离80越大，调节阀开得越大，如果小于80度，那偏差为负，是减小调节阀的。

控制器正、反作用的确定  
    在控制系统中，不仅是控制器，而且被控对象、测量元件及变送器和执行器都有各自的作用方向。它们如果组合不当，使总的作用方向构成正反馈，则控制系统不但不能起控制作用，反而破坏了生产过程的稳定。所以在系统投运前必须注意检查各环节的作用方向，其目的是通过改变控制器的正、反作用，以保证整个控制系统是一个具有负反馈的闭环系统。  
    所谓作用方向，就是指输入变化后，输出的变化方向。当某个环节的输入增加时，其输出也增加，则称该环节为“正作用”方向，反之，当环节的输入增加时，输出减少的称“反作用”方向。     
    对于测量元件及变送器，其作用方向一般都是“正”的，因为当被控变量增加时，其输出量一般也是增加的，所以在考虑整个控制系统的作用方向时，可不考虑测量元件及变送器的作用方向（因为它总是“正”的），只需要考虑控制器、执行器和被控对象三个环节的作用方向，使它们组合后能起到负反馈的作用。     
    对于执行器，它的作用方向取决于是气开阀还是气关阀。当控制器输出信号增加时，气开阀的开度增加，因而流过阀的流体流量也增加，故气开阀是“正”方向。反之，由于当气关阀接收的信号增加时，流过阀的流体流量反而减少，所以是“反”作用。执行器的气开或气关形式主要应从工艺安全角度来确定。     
    对于被控对象的作用方向，则随具体对象的不同而各不相同。当操纵变量增加时，被控变量也增加的对象属于“正作用”的。反之，被控变量随操纵变量的增加而降低的对象属于“反作用”的。     
    由于控制器的输出决定于被控变量的测量值于给定值之差，所以被控变量的测量值与给定值变化时，对输出的作用方向是相反的。对于控制器的作用方向是这样规定的：当给定值不变，被控变量测量值增加时，控制器的输出也增加，称为“正作用”方向，或者当测量值不变，给定值减小时，控制器的输出增加的称为“正作用”方向。反之，如果测量值增加（或给定值减小）时，控制器的输出减小的称为“反作用”方向。     
    在一个安装好的控制系统中，对象的作用方向由工艺机理可以确定，执行器的作用方向由工艺安全条件可以确定，而控制器的作用方向要根据对象及执行器的作用方向来确定，以使整个控制系统构成负反馈的闭环系统。 

如果对于一个有进水的水池，要控制一定的液位，用常开调节阀来控制。
被控对象是液位，调节阀开大，被控对象是要变小的，是负。
执行器：输入的信号变大，阀门是关小的，所以是负的。就是如果输入信号是20MA，那么常开阀是关死了。
这样，要得到整个系统为负，控制器就得负，所以是反作用控制器。
如液位在控制在100，液位下降，那是要关小阀门才对，那么输入到阀门的信号必须增大，被控对象变小，输出信号变大，就是反作用控制器。
那是设置值－测量值作为偏差，就是反作用控制器。
如果液位变大，设置值－测量值是负数，这个时候输出信号变小，那么作用在执行器上，气关阀上，阀节阀开度变大，从而放出更多的水，使液位回复到原值。
在PID设置中，正反作用控制器的选择设置，改变的是偏差的计算方式，如是正，那是测量值减设置值，如果是负，那是设置值－测量值。