PID參數(shù)的經(jīng)驗(yàn)整定法

經(jīng)驗(yàn)法是實(shí)際使用者以豐富的實(shí)踐，根據(jù)儀表的調(diào)節(jié)規(guī)律和加熱系統(tǒng)的特性總結(jié)出來的方法，也是目前廣泛應(yīng)用的一種方法。
    經(jīng)驗(yàn)法實(shí)際上是一種試湊方法，即先將儀表的參數(shù)設(shè)置在常用數(shù)據(jù)上，然后觀察調(diào)節(jié)過程的曲線形狀，改變PTD參數(shù)，再觀察調(diào)節(jié)過程，如還不理想，反復(fù)試湊，直到調(diào)節(jié)質(zhì)量符合工件要求為止。
   預(yù)先設(shè)置PID參數(shù)值及反復(fù)試湊是經(jīng)驗(yàn)法的核心。整定參數(shù)大小根據(jù)系統(tǒng)對象特性及儀表的量程而定，對于一般熱處理爐、電加熱設(shè)備的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，可按下列參考數(shù)據(jù)進(jìn)行試湊。
    比例帶4％～1 0％；積分時(shí)問120s～600s，微分時(shí)間10s～120s：
    或者根據(jù)xMT 7000系列儀表的出廠參數(shù)(比例帶=5％，積分時(shí)問=250s；微分時(shí)間=30s)進(jìn)行試湊調(diào)整，在絕大部分場合都能滿足要求。
    試湊過程可先調(diào)比例帶P，再加積分時(shí)間I，最后加微分時(shí)間D，調(diào)試時(shí)，首先將PID參數(shù)置于影響最小的位置，即P最大、I最大，D最小，按純比例系統(tǒng)整定比例度，使其得到比較理想的調(diào)節(jié)過程曲線，然后，比例帶縮小0 7倍左右，將積分時(shí)間從大到小改變，使其得到較好的調(diào)節(jié)過程曲線。最后，在這個(gè)積分時(shí)間下重新改變比例帶，再看調(diào)節(jié)過程曲線有無改善，如有所改善，可將原整定的比例帶適當(dāng)減小，或再減小積分時(shí)間，這樣經(jīng)過多次反復(fù)調(diào)整，就可得到合適的比例帶值和積分時(shí)間。
    如果在外界干擾作用下，系統(tǒng)穩(wěn)定性不夠好，可以把比例帶適當(dāng)調(diào)大，并且適當(dāng)增加積分時(shí)間，使系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定性，在調(diào)試過程中可以發(fā)現(xiàn)，如果比例帶過小，積分時(shí)間過短和微分時(shí)間過長，都會產(chǎn)芷諦緣惱竦礎(chǔ)５梢源右韻錄傅惴治鲆鷲竦吹囊蛩?，磦蝤金q穌竦次侍狻?
    (1)積分時(shí)間引起的振蕩周期較長；
    (2)比例帶過小引起的振蕩周期較短；
    (3)微分時(shí)間過長引起的振蕩周期最短；
    另外也可根據(jù)加溫曲線的特點(diǎn)，確定參數(shù)的變化。如果溫度變化曲線是非周期性的，而且能慢慢回復(fù)到設(shè)定值，則說明積分時(shí)間過長。如果溫度變化曲線不規(guī)則，且偏離設(shè)定值較大，不能回復(fù)，則說明比例帶過大。

雖然加熱設(shè)備的特性各不相同，但PID參數(shù)整定成功的標(biāo)準(zhǔn)是一樣的，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況和理論歸納共有以下幾條：
    (1)要使控制系統(tǒng)的過渡過程時(shí)間盡量短
    在同個(gè)系統(tǒng)中，從開機(jī)時(shí)的溫度至加熱到設(shè)定的穩(wěn)定溫度值的那個(gè)時(shí)間點(diǎn)，即為系統(tǒng)加熱的過渡時(shí)間，過渡時(shí)問的長短是考核比例帶是否合理的一個(gè)主要因素，系統(tǒng)的過渡時(shí)間越短越好。
    (2)超調(diào)量要小
    受系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間影響，系統(tǒng)加熱到設(shè)定值后，不會一直恒定在設(shè)定值上，而需要在設(shè)定值附近稍作調(diào)整，使系統(tǒng)的開環(huán)特性有受控所必須的時(shí)間。但調(diào)整(波動)的幅度盡量要小，實(shí)際應(yīng)用中也稱過沖要小。
    (3)系統(tǒng)受擾動作用后要能盡快恢復(fù)
    系統(tǒng)的擾動是指外界的干擾使原來的平衡失去條件，如加熱爐中的工件突然增加，勢必使溫度降低；電網(wǎng)電壓從220v突然降至l90v，使加熱功率減小等等，均會使實(shí)際值偏離擾動前的穩(wěn)態(tài)值。
    系統(tǒng)受到擾動后，由于PTD參數(shù)的作用，將迫使系統(tǒng)返回至平衡狀態(tài)，在返回過程中，系統(tǒng)是以減幅振蕩迫近設(shè)定值的，而此減幅過程直接影響達(dá)到平衡狀態(tài)的時(shí)間，因此要求擾動后，減幅振蕩的次數(shù)要盡量少。
    (4)恒溫曲線要求盡可能平直
    恒溫曲線平直是指系統(tǒng)平衡后，溫度的波動要小，要基本不受環(huán)境溫度、供電的變化而變化，該指標(biāo)主要有儀表的溫度穩(wěn)定性和抗干擾能力所決定。
    (5)靜差要小
    系統(tǒng)達(dá)到十分接近平衡的工況后，測量值和設(shè)定值之間也將存在一個(gè)差，或稱“控制死區(qū)”，但實(shí)際上由于調(diào)節(jié)回路的增益可以做到足夠大，PlD控制方式的儀表不會存在可察覺的靜差值。

(1)供電電壓超過允許范圍，電壓太高會造成儀表內(nèi)部供電源過熱，甚至損壞儀表，太低會因儀表內(nèi)部電路工作不正常而導(dǎo)致測量失準(zhǔn)、調(diào)節(jié)異常、繼電器不能可靠吸合而發(fā)生打弧、損壞觸點(diǎn)等。
    (2)在距儀表僅十幾公分處燒電弧焊，因極強(qiáng)烈的電磁波而損壞儀表內(nèi)部某些精細(xì)的大規(guī)模集成電路。
    (3)設(shè)置參數(shù)時(shí)用力過大。
    (4)儀表外部接線錯誤，如把電源線接至信號輸入線，或與儀表聯(lián)接的電源、傳感器線等遭受雷擊，造成儀表嚴(yán)重?zé)龎摹?
    (5)儀表長期在惡劣環(huán)境下使用，內(nèi)部潮濕、銹蝕，降低了儀表絕緣強(qiáng)度，而造成損壞。
    (6)儀表外負(fù)載短路，如交流接觸器線包燒毀?；蛐●R拖大車，用表內(nèi)繼電器控制大于5A以上的阻性負(fù)載或0.5A以上的電感性負(fù)載，使繼電器早期失效?；蛑骺乜煽毓枘蛪夯螂娏鞑蛔銘?yīng)付電網(wǎng)的突發(fā)波動而擊穿，使負(fù)載大電流直接流經(jīng)儀表內(nèi)部的觸發(fā)回路而燒毀等。

現(xiàn)場干擾源對儀表正常運(yùn)行有何影響 2006-11-22

關(guān)鍵字：干擾源 儀表

儀表在現(xiàn)場使用，由于磁場和無線電電場、漏電等影響，其輸入端除了正常有用信號外，還會疊加干擾信號，如果不把干擾信號從有用信號中濾除掉，就會干擾儀表的工作，導(dǎo)致測量失準(zhǔn)，控制失靈等結(jié)果。     干擾信號一般可分端間干擾和對地干擾二類。端間干擾又稱串模干擾，是指儀表的輸入信號中被串聯(lián)引入了與測量信號無關(guān)的信號。例如儀表附近大功率用電設(shè)備出現(xiàn)交變電磁場時(shí)，就可能在儀表輸入回路及連線中感應(yīng)出交變電壓，這個(gè)電壓信號與有用的正常信號呈串聯(lián)疊加狀態(tài)。串模干擾電壓約在幾毫伏到幾百毫伏的范圍內(nèi)，以工頻交流電壓為常見。對地干擾又稱共模干擾，它是指儀表輸入各端與地之間存在的同值干擾電壓，該電壓主要由電路的絕緣電阻形成。根據(jù)現(xiàn)場測試，一般對地干擾電壓在幾伏到幾百伏之間，低頻共模電壓雖然幅值較高，但只要選用優(yōu)質(zhì)器件和電路，并不比低幅值的串模干擾難克服。但隨著無線通訊、射頻遙控、電子警報(bào)裝置和計(jì)算機(jī)使用的日益增加，抗高頻共模干擾或提高電磁兼用性指標(biāo)的工作難度越來越大，已成為判別電子類產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的重要依據(jù)。