计算机控制器设置模式,设置PID（三种模式）控制器

设置温度控制器涉及设置比例，积分和微分值，以对特定过程进行最佳控制. 如果控制器不包含自动调整算法，或者自动调整算法不能为特定应用提供足够的控制，则必须通过反复试验来调整设备.

以下是温度控制器的标准调节步骤. 也可以使用其他调整步骤，但是所有步骤都使用类似的反复试验方法. 请注意，如果控制器使用机械​​继电器(而不是固态继电器)，则一开始应使用更长的循环时间(20秒).

可能需要以下定义:

周期时间，也称为占空比，是控制器完成开关周期所花费的总时间. 示例: 对于20秒的循环时间，10秒的接通时间和10秒的断开时间代表功率输出的50％. 在比例带中时，控制器将循环打开和关闭. 比例带–温度范围，以百分比或满度表示，控制器发生比例作用. 比例带越宽，发生比例效应的设定点附近的面积越大. 有时也用增益表示，增益是比例带的倒数. 积分，也称为复位，是一项功能，可根据设定值调整比例带宽，以补偿与设定值的偏差(固定偏差)，即，在系统运行后将受控温度调整为设定值稳定的价值. 差分，也称为速率，可检测系统温度上升或下降的速率，并自动调整比例带以使下冲或过冲最小化.

PID(三种模式)控制器，如果正确调整和使用，将具有出色的控制稳定性. 通过认真遵循这些说明温度pid控制参数设定，操作员可以实现最快的响应时间和最小的超调. 用于调整此三模式控制器的信息可能与其他控制器调整步骤不同. 对于主输出，自动调整功能通常可以消除使用此手动调整步骤的需要，但是可以在需要时调整自动调整值.

打开控制器电源. 如果可能，请禁用控制器输出. 对于时间比例主输出，设置循环时间. 输入以下值:

5秒(仅在输出为时间比例输出时显示. 对于响应时间极快的系统，可能需要更短的循环时间. )

PR BAND 1 ______ 5％(PB)

RESET 1 ________ 0 R / M(切断复位功能)

RESET 2 ________ 0 R / M

RATE 1 _________ 0 MIN(切断复位功能)

RATE 2 _________ 0 MIN

在具有双三重模式输出的设备上，主要和辅助调谐参数是独立设置的，必须分别进行调谐. 本节中使用的步骤用于主“加热”输出. 主“冷却”输出或辅助“冷却”输出可以使用类似的步骤.

启用输出并开始该过程. 该过程应在设定点运行，所需的热量输入将用于稳定温度.

断开速率和复位后，温度将保持稳定，并且设定值和实际温度之间将存在稳态偏差或固定偏差. 通过观察显示屏上的测量值，请密切注意在此温度下是否有规律的循环或振荡. (摇晃最多可持续30分钟. )

图1: 温度振荡

如果温度没有规律地波动，请将PB除以2(请参见图1). 让过程稳定下来，然后检查温度波动. 如果仍然没有振荡，则用PB除以2. 重复此操作，直到得到一个周期或振荡. 转到步骤5.

如果立即观察到振荡，则将PB乘以2. 观察温度几分钟. 如果振荡继续，将PB乘以2，直到振荡停止. 此时，PB已非常接近其临界设置. 小心地增加或减少PB设置，直到温度记录刚刚循环或振荡为止.

如果即使在最小PB设置为1％的情况下过程温度也没有振荡，则跳过下面的步骤6至11并转到B部分. 在达到“临界” BP设置时，读取稳态偏差在设定值和实际温度之间，或固定偏差. (由于温度有一个小的循环，请使用平均温度. )以分钟为单位测量相邻峰或谷之间的振荡时间(请参见图2). 最简单的方法是使用图表记录器进行这种测量，但是可以每分钟读取一次测量值以跟踪时间. 此时，增加PB设置，直到温度偏差(或固定偏差)增加65％.

在“临界” BP设置下获得的初始温度偏差乘以1.65或使用方便的线形图I(请参见图4)计算所需的最终温度偏差. 反复尝试几次PB控制设置，直到获得所需的最终温度偏差为止.

至此，您已经完成了从控制器获得最佳性能所需的所有测量. 仅需要再进行两次调整，即费率和重置. 使用步骤7中测得的振荡时间，以每分钟重复的次数为单位，如下计算重置值.

将此值输入到RESET1. 然后使用在步骤7中测量的振荡时间，以分钟为单位计算速率值，如下所示.

将此值输入RATE1. 如果发生过冲，可以通过减少复位时间来消除. 更改重置值时，还应相应更改速率调整，以使速率值等于:

即: 如果reset = 2 R / M，则速率= 0.08分钟如果要在系统干扰的“响应时间”和“设置时间”之间获得正确的平衡，则可能需要进行多个设定值更改随后的重置和速率控制时间调整. 快速响应通常会伴随着较大的过冲，并且过程“稳定”所需的时间也很短. 相反，如果响应速度很慢，则该过程往往会缓慢滑行至最终值，而几乎不会出现过冲. 所需的操作应由系统的要求确定. 当达到令人满意的时序时，应增加循环时间以节省接触器的寿命(适用于仅具有时间比例输出(TPRI)的设备). 循环时间应尽可能增加，而不会由于负载循环而导致测量值波动. 转到C节. 在PB最小设置下，测量设定值和实际温度之间的稳态偏差或固定偏差. 增大PB设置，直到温度偏差(固定偏差)增加65％. 折线图I(参见图4)提供了一种简单的方法来计算所需的最终温度偏差. 将RESET 1设置为更高的值(10 R / M). 将RATE 1设置为相应的值(0.02点). 此时，由于复位动作，测量值应在设定温度下保持稳定. 由于我们无法确定临界振荡时间，因此必须使用反复试验来确定复位和速率调整的最佳设置. 温度稳定在设定值后，将设定温度设定值增加10度. 在实际温度上升过程中，请注意伴随的过冲. 然后将设定温度设置恢复为其初始值，然后观察实际温度上升所伴随的过冲. 过大的过冲表明重置和/或速率值设置得太高. 超阻尼响应(无超冲)表示重置和/或速率值设置得太低. 请参考图7. 当需要提高性能时，一次更改一个设置参数，并在设置值更改时观察该参数对性能的影响. 让参数逐渐变化，直到性能得到优化. 当达到令人满意的时序时，应增加循环时间以节省接触器的寿命(适用于仅具有时间比例输出(TPRI)的设备). 在不使测量值因负载周期而振荡的情况下，请尽可能增加周期时间.

图7: 设置重置和/或费率

使用与加热相同的步骤. 该过程应在设定点上运行，需要在温度稳定之前进行冷却控制.

以下步骤是分析过程对步骤输入的响应曲线的图形方法. 使用长型图表记录器读取过程变量(PV)更容易.

从冷启动开始(室温下为PV)，并且当控制器不在回路中(即回路打开时)并以最大功率为过程供电. 记录此开始时间. 经过一段时间的延迟(让热量到达传感器)，PV将开始上升. 再次延迟后，PV将达到最大变化率(斜率). 记录最大斜率发生的时间以及当时的PV. 记录最大斜率(度/分钟). 关闭系统电源. 从最大斜率点向后向环境温度轴画一条线，以获得总的系统延迟Td(见图8). 也可以使用以下公式获得延迟: Td =达到最大斜率的时间-(最大斜率-环境温度下的PV)/最大斜率s

应用以下公式获得PID参数:

比例范围= Td x最大斜率x 100 /范围=范围的百分比

重置= 0.4 / Td =时间/分钟

速度= 0.4 x Td =在几分钟内重新启动系统，在控制器处于循环状态下将过程恢复到设置值温度pid控制参数设定，并观察响应. 如果响应过冲太大或振荡，则可以沿以下方向更改PID参数(稍作更改，一次更改一个参数，并观察过程响应): 扩大比例范围，减小复位值，并增大费率值.

示例: 图8中的图表记录是在炉子以最大功率供电时获得的. 图表的比例为10˚F/ cm和5 min / cm. 控制器的范围为100至600˚F或500˚F.

示例: 图8中的图表记录是在加热炉以最大功率供电时获得的. 图表的比例为10°F / cm和5分钟/ cm. 控制器的温度范围为100至600°F或500°F.

最大斜率= 18°F / 5分钟

= 3.6°F / min

时间延迟= Td =大约7分钟

比例带= 7分钟x 3.6°F /分钟x 100/500°F = 5％.

重置= 0.4 / 7点= 0.06次/分钟

费率= 0.4 x 7点= 2.8点

图8: 系统延迟

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