過程控制中95%以上的控制回路是PID型

來源：云南昌暉儀表制造有限公司 2022年12月02日 10:23

PID調(diào)節(jié)器有幾個重要的功能：它提供反饋；具有通過積分作用消除穩(wěn)態(tài)偏移的能力；它可以通過微分作用預(yù)測未來。PID調(diào)節(jié)器對于許多控制問題是足夠的，特別是當(dāng)過程動態(tài)是良性的和性能要求是適度的。PID調(diào)節(jié)器在所有行業(yè)中都有大量存在。有許多不同的形式。在一個或幾個回路的盒子里有獨立的系統(tǒng)，每年制造成千上萬個。PID控制是分布式控制系統(tǒng)的重要組成部分。調(diào)節(jié)器也嵌入在許多特殊用途的控制系統(tǒng)中。在中95%以上的控制回路是PID型的，大多數(shù)回路實際上是PI控制。PID控制的許多有用特性由于被認(rèn)為是商業(yè)機(jī)密而沒有被廣泛傳播。典型的例子是無擾模式切換和抗積分飽和技術(shù)。

PID控制常與邏輯、時序機(jī)、選擇器和簡單的功能塊相結(jié)合，構(gòu)建用于能源生產(chǎn)、運輸和制造的復(fù)雜自動化系統(tǒng)。許多復(fù)雜的控制策略，如模型預(yù)測控制，也采用層次結(jié)構(gòu)來組織。層采用PID控制；多變量控制器將設(shè)定值給予較低級別的控制器。因此，PID調(diào)節(jié)器可以說是控制工程的“面包和黃油”。它是每個控制工程師工具箱中的重要組成部分。

經(jīng)過電子管、晶體管、集成電路，PID調(diào)節(jié)器經(jīng)受住了從氣動到微處理器等諸多技術(shù)變化的考驗。微處理器對PID調(diào)節(jié)器產(chǎn)生了巨大的影響。實際上，今天所有的PID調(diào)節(jié)器都是基于微處理器。這就提供了提供額外功能的機(jī)會，比如自整定、增益調(diào)度和連續(xù)自適應(yīng)。這些領(lǐng)域的術(shù)語還不*。在書本中，是指調(diào)節(jié)器參數(shù)根據(jù)操作人員或外部信號的需求自動整定，而自適應(yīng)是指調(diào)節(jié)器的參數(shù)不斷更新。今天宣布的新的PID調(diào)節(jié)器有一些自整定的能力。整定和自適應(yīng)可以通過許多不同的方式來實現(xiàn)。事實上，簡單調(diào)節(jié)器已經(jīng)成為控制領(lǐng)域許多新思想的試驗臺。

一大批儀器和工藝工程師熟悉PID控制。在安裝、整定和使用調(diào)節(jié)器方面有一個成熟的實踐。盡管如此，改進(jìn)PID控制仍有很大的潛力。這方面的證據(jù)可以在任何行業(yè)的控制室中找到。許多調(diào)節(jié)器處于手動模式，而在那些處于自動模式的調(diào)節(jié)器中，微分作用經(jīng)常被關(guān)閉，原因很簡單，因為它很難正確地整定。性能差的關(guān)鍵原因是閥門和傳感器的設(shè)備問題，以及糟糕的PID參數(shù)整定實踐。閥門的問題包括通徑錯誤、滯后和粘連。測量問題包括：抗混疊濾波器差或沒有；“智能”傳感器過濾過度，噪音過大，校準(zhǔn)不當(dāng)?？梢宰龀鰧嵸|(zhì)性的改進(jìn)。對改進(jìn)質(zhì)量的要求強(qiáng)調(diào)了改進(jìn)的激勵，這在ISO9000等標(biāo)準(zhǔn)中得到了體現(xiàn)。知識和理解是提高控制回路性能的關(guān)鍵因素。需要有特定的工藝知識以及PID控制知識。

作者：馮少輝博士(現(xiàn)從事*控制工作，有一線十幾年工作經(jīng)歷，真正理論聯(lián)系實際的過程控制專家)

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