过程应在一个设定值处运行,要求 在温度稳定前进行冷却控制。
D. PID控制器的简化整定步骤
下面的步骤是分析过程对步进输入的响应曲线的图形方法。 使用长图记录仪读取过程变量(PV)会更加简单。
从冷启动(PV在室温下)开始,在控制器不在环路中的 情况下(即开环时)以最大功率给过程供电。记录此开 始时间。经过一些延迟后(让热量到达传感器),PV将开始上 升。再经过一段延迟后,PV将达到最大变化速率 (斜率)。记录出现该最大斜率时的时间以及此时的 PV。记录最大斜率,以度/分为单位。关闭系统电源。从最大斜率点开始向后到环境温度轴画一条线,得到总 系统延时Td(见图8)。也可以用下面的公式得到延时: Td = 达到最大斜率时的时间-(最大斜率处的PV – 环境温度)/ 最大斜率s
应用下面的公式获得PID参数:
比例范围 = Td x 最大斜率x 100/量程 = 量程的%
复位 = 0.4 / Td =次/分
速率 = 0.4 x Td = 分重启系统,在控制器处在环路中的情况下将过程带到设 定值,并观察响应。如果响应过冲太大或者振荡,可以 在以下方向改变PID参数(稍稍改变,一次改变一个参 数,并观察过程响应):加宽比例带,降低复位值,并增大速率值。
示例: 图8中的图表记录是在以最大功率给加热炉供电时获 得的。图表比例尺为10˚F/cm和5分/cm。控制器范围为 100 ~ 600˚F,或者说500˚F的量程。
示例: 图8中的图表记录是在以最大功率给加热炉供电时获 得的。图表比例尺为10°F/cm和5分/cm。控制器范围为 100 ~ 600°F,或者说500°F的量程。
最大斜率 = 18°F/5分= 3.6°F/分 延时 = Td = 大约7分 比例带 = 7分x3.6°F/分x100/500°F = 5%。 复位 = 0.4 /7分=0.06次/分 速率 = 0.4 x 7分=2.8分
图8:系统延时