人類賴以生存的地球是唯一的，我們的共同理想與希望是擁有更美好的生活環(huán)境，更安全舒適的工作場所及更長遠之生命力，相信這些理想與希望必須靠人類高度智慧與不斷努力研發(fā)成長方能達到，新疆天業(yè)在以往的歷程中一直致力于這些努力中。隨著計算機及信息技術的應用與擴展，新疆天業(yè)將其運用到了實際化工生產(chǎn)當中，誠然，整個集散控制系統(tǒng)要涉及到PID參數(shù)的整定，這樣的例子不勝枚舉，由日本旭化成株士會社給我方設計并提供的復極式高密度零極距自然循環(huán)電解槽,自動化程度高,所涉及的單回路控制系統(tǒng),串級控制系統(tǒng),連鎖控制系統(tǒng),檢測連鎖控制報警系統(tǒng),及液位,溫度,壓力,雙回路控制系統(tǒng)及PID調節(jié)系統(tǒng),下面對PID作一個簡單的介紹. PID就是比例微積分調節(jié)，具體你可以參照自動控制課程里有詳細介紹！首先我們說一下正作用與反作用,拿溫控系統(tǒng)來舉例,在溫度控制系統(tǒng)里,簡言之就是當正作用時是加熱，反作用是制冷控制。 　 PID是目前工業(yè)自動化水平已成為衡量各行各業(yè)現(xiàn)代化水平的一個重要標志。同時，控制理論的發(fā)展也經(jīng)歷了古典控制理論、現(xiàn)代控制理論和智能控制理論三個階段。智能控制的典型實例是模糊全自動洗衣機等。自動控制系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。一個控控制系統(tǒng)包括控制器﹑傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機構﹑輸入輸出接口?？刂破鞯妮敵鼋?jīng)過輸出接口﹑執(zhí)行機構﹐加到被控系統(tǒng)上﹔控制系統(tǒng)的被控量﹐經(jīng)過傳感器﹐變送器﹐通過輸入接口送到控制器。不同的控制系統(tǒng)﹐其傳感器﹑變送器﹑執(zhí)行機構是不一樣的。比如壓力控制系統(tǒng)要采用壓力傳 感器。電加熱控制系統(tǒng)的傳感器是溫度傳感。物位控制系統(tǒng)的傳感器是物位測量儀表,如差壓式液位變送器,雷達,重錘物位計,音叉,阻旋物位開關等,目前，PID控制及其控制器或智能PID控制器（儀表）已經(jīng)很多，產(chǎn)品已在工程實際中得到了廣泛的應用，有各種各樣的PID控制器產(chǎn)品，各大公司均開發(fā)了具有PID參數(shù)自整定功能的智能調節(jié)器，其中PID控制器參數(shù)的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現(xiàn)。有利用PID控制實現(xiàn)的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現(xiàn)PID控制功能的可編程控制器(PLC)，還有可實現(xiàn)PID控制的PC系統(tǒng)等等。 可編程控制器(PLC)是利用其閉環(huán)控制模塊來實現(xiàn)PID控制，而可編程控制器(PLC)可以直接與ControlNet相連，如西門子的PLC等。還有可以實現(xiàn)PID 控制功能的控制器，如Rockwell 的Logix產(chǎn)品系列，它可以直接與ControlNet相連，利用網(wǎng)絡來實現(xiàn)其遠程控制功能。 1　　開環(huán)控制系統(tǒng)是指被控對象的輸出(被控制量)對控制器(的輸出沒有影響。在這種控制系統(tǒng)中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環(huán)回路。 2　　閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負反饋)，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反饋，又稱負反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的例子很多。比如人就是一個具有負反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)，眼睛便是傳感器，充當反饋，人體系統(tǒng)能通過不斷的修正最后作出各種正確的動作。如果沒有眼睛，就沒有了反饋回路，也就成了一個開環(huán)控制系統(tǒng)。另例，當一臺真正的全自動洗衣機具有能連續(xù)檢查衣物是否洗凈，并在洗凈之后能自動切斷電源，它就是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。 3　　階躍響應是指將一個階躍輸入加到系統(tǒng)上時，系統(tǒng)的輸出。穩(wěn)態(tài)誤差是指系統(tǒng)的響應進入穩(wěn)態(tài)后﹐系統(tǒng)的期望輸出與實際輸出之差?？刂葡到y(tǒng)的性能可以用穩(wěn)、準、快三個字來描述。穩(wěn)是指系統(tǒng)的穩(wěn)定性，一個系統(tǒng)要能正常工作，首先必須是穩(wěn)定的，從階躍響應上看應該是收斂的﹔準是指控制系統(tǒng)的準確性、控制精度，通常用穩(wěn)態(tài)誤差來描述，它表示系統(tǒng)輸出穩(wěn)態(tài)值與期望值之差﹔快是指控制系統(tǒng)響應的快速性，通常用上升時間來定量描述。 4 PID　在工程實際中，應用最為廣泛的調節(jié)器控制規(guī)律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節(jié)。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩(wěn)定性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數(shù)不能完全掌握，或得不到精確的數(shù)學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定，這時應用PID控制技術最為方便。即當我們不完全了解一個系統(tǒng)和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統(tǒng)參數(shù)時，最適合用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。 P　比例控制是一種最簡單的控制方式。其控制器的輸出與輸入誤差信號成比例關系。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。 I 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的積分成正比關系。對一個自動控制系統(tǒng)，如果在進入穩(wěn)態(tài)后存在穩(wěn)態(tài)誤差，則稱這個控制系統(tǒng)是有穩(wěn)態(tài)誤差的或簡稱有差系統(tǒng)。為了消除穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。積分項對誤差取決于時間的積分，隨著時間的增加，積分項會增大。這樣，即便誤差很小，積分項也會隨著時間的增加而加大，它推動控制器的輸出增大使穩(wěn)態(tài)誤差進一步減小，直到等于零。因此，比例+積分(PI)控制器，可以使系統(tǒng)在進入穩(wěn)態(tài)后無穩(wěn)態(tài)誤差。 D　在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分（即誤差的變化率）成正比關系。 自動控制系統(tǒng)在克服誤差的調節(jié)過程中可能會 出現(xiàn)振蕩甚至失穩(wěn)。其原因是由于存在有較大慣性組件（環(huán)節(jié)）或有滯后組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。解決的辦法是使抑制誤差的作用的變化“超前”，即在誤差接近零時，抑制誤差的作用就應該是零。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調。所以對有較大慣性或滯后的被控對象，比例+微分(PD)控制器能改善系統(tǒng)在調節(jié)過程中的動態(tài)特性。 5 PID 　　 PID控制器的參數(shù)整定是控制系統(tǒng)設計的核心內容。它是根據(jù)被控過程的特性確定PID控制器的比例系數(shù)、積分時間和微分時間的大小。PID控制器參數(shù)整定的方法很多，概括起來有兩大類： 一 是理論計算整定法。它主要是依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)學模型，經(jīng)過理論計算確定控制器參數(shù)。這種方法所得到的計算數(shù)據(jù)未必可以直接用，還必須通過工程實際進行調整和修改。 二 是工程整定方法，它主要依賴工程經(jīng)驗，直接在控制系統(tǒng)的試驗中進行，且方法簡單、易于掌握，在工程實際中被廣泛采用。 PID控制器參數(shù)的工程整定方法，主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。三種方法各有其特點，其共同點都是通過試驗，然后按照工程經(jīng)驗公式對控制器參數(shù)進行整定。但無論采用哪一種方法所得到的控制器參數(shù)，都需要在實際運行中進行最后調整與完善?，F(xiàn)在一般采用的是臨界比例法。 利用該方法進行PID控制器參數(shù)的整定步驟如下：(1)首先預選擇一個足夠短的采樣周期讓系統(tǒng)工作﹔(2)僅加入比例控制環(huán)節(jié)，直到系統(tǒng)對輸入的階躍響應出現(xiàn)臨界振蕩，記下這時的比例放大系數(shù)和臨界振蕩周期﹔(3)在一定的控制度下通過公式計算得到PID控制器的參數(shù)。 　　PID參數(shù)的設定：是靠經(jīng)驗及工藝的熟悉，參考測量值跟蹤與設定值曲線，從而調整P\I\D的大小。 　　PID控制器參數(shù)的工程整定,各種調節(jié)系統(tǒng)中P.I.D參數(shù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)以下可參照： 　　溫度T: P=20~60%,T=180~600s,D=3-180s 　　壓力P: P=30~70%,T=24~180s, 　　液位L: P=20~80%,T=60~300s, 　　流量L: P=40~100%,T=6~60s。 　　以下是我參照書上的常用口訣： 　　參數(shù)整定找最佳，從小到大順序查 　　先是比例后積分，最后再把微分加 　　曲線振蕩很頻繁，比例度盤要放大 　　曲線漂浮繞大灣，比例度盤往小扳 　　曲線偏離回復慢，積分時間往下降 　　曲線波動周期長，積分時間再加長 　　曲線振蕩頻率快，先把微分降下來 　　動差大來波動慢。微分時間應加長 　　理想曲線兩個波，前高后低4比1 　　一看二調多分析，調節(jié)質量不會低 這里介紹一種經(jīng)驗法。這種方法實質上是一種試湊法，它是在生產(chǎn)實踐中總結出來的行之有效的方法，并在現(xiàn)場中得到了廣泛的應用。這種方法的基本程序是先根據(jù)運行經(jīng)驗，確定一組調節(jié)器參數(shù)，并將系統(tǒng)投入閉環(huán)運行，然后人為地加入階躍擾動（如改變調節(jié)器的給定值），觀察被調量或調節(jié)器輸出的階躍響應曲線。若認為控制質量不滿意，則根據(jù)各整定參數(shù)對控制過程的影響改變調節(jié)器參數(shù)。這樣反復試驗，直到滿意為止。經(jīng)驗法簡單可靠，但需要有一定現(xiàn)場運行經(jīng)驗，整定時易帶有主觀片面性。當采用PID調節(jié)器時，有多個整定參數(shù)，反復試湊的次數(shù)增多，不易得到最佳整定參數(shù)。 下面以PID調節(jié)器為例，具體說明經(jīng)驗法的整定步驟： ⑴讓調節(jié)器參數(shù)積分系數(shù)S0=0，實際微分系數(shù)k=0，控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運行，由小到大改變比例系數(shù)S1，讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過程為止。 ⑵取比例系數(shù)S1為當前的值乘以0.83，由小到大增加積分系數(shù)S0，同樣讓擾動信號作階躍變化，直至求得滿意的控制過程。 (3)積分系數(shù)S0保持不變，改變比例系數(shù)S1，觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續(xù)調整，直到滿意為止。否則，將原比例系數(shù)S1增大一些，再調整積分系數(shù)S0，力求改善控制過程。如此反復試湊，直到找到滿意的比例系數(shù)S1和積分系數(shù)S0為止。 ⑷引入適當?shù)膶嶋H微分系數(shù)k和實際微分時間TD，此時可適當增大比例系數(shù)S1和積分系數(shù)S0。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復調整，直到控制過程滿意為止。 注意：仿真系統(tǒng)所采用的PID調節(jié)器與傳統(tǒng)的工業(yè) PID調節(jié)器有所不同，各個參數(shù)之間相互隔離，互不影響，因而用其觀察調節(jié)規(guī)律十分