如何利用PID调优?

Alicat流量和压力控制器使用闭环控制算法来实现其最高程度的控制稳定性。这些算法是一个数学关系,指示阀门对流量或压力条件的响应。它评估设定值和工艺值之间的差异——无论是质量流量、体积流量还是压力——作为一个错误。误差的程度决定了什么样的输入要发送到阀门,在最快的时间达到正确的值。最小化错误所花费的时间(因此控制器的控制响应)取决于所使用的循环类型(PD或PD2I)以及所使用的P、D和I值。
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不用担心

如果工艺条件发生变化,阀门的响应可能会发生剧烈变化,这取决于您对阀门所处的条件的偏离程度。如果条件发生变化,您不必担心控制器的不稳定响应,因为可以在现场进行PID调优,从而更好地控制新的工艺条件。您可以通过显示面板按钮或使用数字或模拟通信的电子命令更改PID术语。
当您为所有三个参数选择正确的值时(对于单个阀门控制器,选择两个),您将从控制器获得最佳性能。“P”项打开阀门达到设定值,“D”项施加阻尼影响消除超调,“I”项帮助系统稳定到设定值。
以前的一个博客(通过PID调整实现响应性和稳定性的阀门控制)描述了P、D、I术语。
简要:

  1. 比例(P): P项对阀门施加功率,因为它试图减少设定值与工艺值位置之间的误差,以达到设定值
  2. 导数(D):把它想成一个试图降低变化率的阻尼项。D项越大,阻尼对阀驱动的影响越大
  3. 积分(I):积分在微积分中是曲线下的面积,它决定了阀门的输出是所有误差之和的函数。本学期将考虑先前的阅读资料,以减少错误并将过程值修正到设定值。

围绕设定点振荡

如果你的控制器在设定值附近显示出振荡的迹象,或者控制响应不稳定,那就是P项太大的迹象。P值越大,振荡幅度越大。为了消除振荡(使控制器达到设定值),需要减小P项。
假设你有一个10slpm的控制器设定为10slpm的氢气。控制器在8到12slpm之间振荡。与空气相比,氢是一种低粘度、非常轻的气体。在这种情况下,与空气调谐的阀门应该重新调谐。因此,从出厂P值(例如,它可能是1000)开始,尝试10%的递减,并一直向下,直到您看到控制器以最快的速度稳定到设定值。一般来说,我们只在你改变了P项之后才接触D项,所以如果你仍然有小的振荡,你可以增加5-10%的D值。这将帮助控制器变得更加稳定。

延迟设定点

PID response shown graphically, by varying P

过量的P(紫色)产生振荡。低P(红色)慢慢上升到设定值。最优(绿色)很快就定下来了。
第二种情况是,当您的控制器花了太长时间来达到设定值,或从未达到设定值,但解决了流量或压力低于设定值。这意味着要么使用太小的P值,要么使用太大的阻尼影响。以汽车为例,假设你想要达到70英里每小时。但是当你开始加速时,有人会踩刹车,这会降低汽车的加速度。如果减速大于加速,汽车可能永远达不到70英里/小时,当加速=减速,或相反的力相等时,汽车可能稳定在60英里/小时的速度。
在这种情况下,尝试以10-15%的增量增加P值,直到看到控制器接近您的设定值。下一步是降低D值,以帮助控制器更快地到达设定值。如果你开始看到一些振荡,这意味着D值被设置得太低了。
控制回路调整是为了更好地了解控制器如何响应P和D项的变化。气体粘度、入口压力、背压对阀门的反应有很大的影响。调整阀门是一门艺术,而不是科学,你越熟悉你的控制器,你就越能更好地调整它。

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