控制器控制液位時的PI推薦參數(shù)
閱讀：8發(fā)布時間：2026-8-25
液位是流程工業(yè)液體物理平衡的指示，所以液位是常見的一類積分對象。在液位PID控制中，常見的PID參數(shù)錯誤是使用了太小的積分時間，導致液位控制會等幅。
雖然知道要大幅度的增加積分時間，但是到底要增加到多少才合適呢？當液位控制會等幅異相位振蕩，把積分時間×3只會得到一個更緩慢、更大幅度的等幅異相位振蕩。
針對這個問題，最開始的液位控制的PI推薦參數(shù)，積分時間要達到300秒。在前面提到的兩個例子中，都說明這個積分時間給的還是不夠充分。為什么呢？
從下面的積分對象的Lambda整定公式中，可以看出PID的比例增益和飛升斜率成反比，和純滯后也成反比。當罐子很大時，飛升斜率會很小，積分對象的純滯后往往也不大，這時候Lambda整定推薦的比例增益是比較大的。積分時間小點也不會振蕩，但是實際上液位控制使用的比例增益往往并不是很大。這實際上意味著一個比較大的λ，根據Lambda整定的規(guī)則，積分時間此時往往需要一個大的多的值。
而且實際上積分對象測試的難度也很大，如何讓液位積分對象的整定方法更具有操作性呢？液位控制的PI推薦參數(shù)應該如何設置呢？
我們最近提出了一個反映液位積分對象特性的新名詞：填充時間T。液位滿量程對應的液體體積是能算出來的?？刂破鬏敵鯫P滿量程對應的流速是已知的。填充時間就是用液體體積÷流速得到。這個過程類似OP變化了99%，同時液位也變化了99%時對應的等效時間常數(shù)?？梢杂糜嬎愦骐A躍測試和響應曲線畫圖。
根據Lambda整定規(guī)則，可知比例增益×積分時間一定要等于4倍的填充時間。所以液位控制的PI推薦參數(shù)可以設置為：4/T/0。
因為比例增益和積分時間的乘積不變，所以當比例增益變大的時候，積分時間可以更小從而得到更強的控制性能，當比例增益變小的事實，積分實現(xiàn)就要更大從而得到一個更弱的控制性能。這是積分對象使用PI控制的一個特性。
作者：馮少輝博士
