汽包水位PID整定步骤

pid参数的整定过程
PID（比例-积分-微分）控制器是一种常用的反馈控制器，用于调节和稳定系统。

PID控制器的参数整定过程通常包括以下几个步骤：
1.初始参数设定：根据系统的性质和需求，设置PID控制器的初
始参数。

通常情况下，可以将三个参数（比例增益Kp、积分时
间Ti、微分时间Td）都设为一个较小的初始值。

2.比例增益调整：从零开始逐步增加比例增益Kp的数值，观察
系统响应的变化。

如果Kp过小，系统响应可能过慢；如果Kp
过大，系统可能会出现超调或不稳定的情况。

通过不断调整Kp
的数值，直到找到一个合适的值，使得系统响应快速且稳定。

3.积分时间调整：在找到合适的Kp之后，开始调整积分时间Ti
的数值。

增大Ti会增加积分作用的影响，降低控制器对于持续
偏差的敏感度。

然而，过大的Ti可能导致系统响应的延迟和振
荡。

通过逐步调整Ti的数值，找到一个使系统响应稳定且快速
的值。

4.微分时间调整：在完成比例增益和积分时间的调整后，可以开
始调整微分时间Td的数值。

微分作用可以抑制系统响应中的
过冲和振荡，并提高系统的稳定性。

然而，过大的Td可能会引
入噪声的放大。

通过逐步调整Td的数值，找到一个能够平衡系
统响应速度和稳定性的值。

5.反复迭代：整定PID参数是一个迭代的过程。

一旦完成了上述
步骤，需要对整个系统进行测试和观察，以确定参数的最佳组合。

如果发现系统仍然存在问题，可以根据实际情况再次进行参数调整，直到达到满意的控制效果。

PID参数整定方法一．基础知识在自动调节系统中，E=SP-PV。

其中，E为偏差、SP为给定值、PV为测量值。

当SP大于PV时为正偏差，反之为负偏差。

比例调节作用的动作与偏差的大小成正比；当比例度为100时，比例作用的输出与偏差按各自量程范围%的1：1动作。

当比例度为10时，按%的10：1动作。

即比例度越小，比例作用越强。

比例作用太强会引起振荡。

太弱会造成比例欠调，造成系统收敛过程的波动周期太多，衰减比太小。

其作用是稳定被调参数。

积分调节作用的动作与偏差对时间的积分成正比。

即偏差存在积分作用就会有输出。

它起着消除余差的作用。

积分时间越短，积分作用越强。

积分作用太强也会引起振荡，太弱会使系统存在余差。

微分调节作用的动作与偏差的变化速度成正比。

其效果是阻止被调参数的一切变化，有超前调节的作用。

对滞后大的对象有很好的效果。

但不能克服纯滞后。

适用于温度调节。

使用微分调节可使系统收敛周期的时间缩短。

微分时间越长，微分作用越强。

微分时间太长也会引起振荡。

太弱会延长系统的振荡周期时间，延长过渡过程的时间。

二．整定方法经验法是简单调节系统应用最广泛的整定方法，是一种试凑法。

它通过参数预先设置和反复试凑来实现。

参数的预置值要根据对象的特性和仪表的量程决定。

仪表量程较大的PID参数要适当加强作用。

四类被调参数的临界比例度法是采用纯比例将系统投入自动，此时积分时间放最大，微分时间放0。

逐渐减小比例度，使系统刚刚出现等幅振荡，记下这时的比例度Pbc和振荡周期Tc，然后按下式计算PID的比例度和积分时间：P=2.2Pbc；T=0.85Tc。

对于纯滞后时间和时间常数较大的对象，MACS系统的PID不宜使用临界比例度法，其较难找到Pbc。

参考文献《仪表工试题集》王森、朱炳兴主编化学工业出版社1992年12月第一版。

蒸汽锅炉汽包液位的PID控制一、引言蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡。

维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。

若水位过高，影响汽水分离的效果，使用气设备发生故障；而水位过低则会破坏汽水循环，严重时导致锅炉爆炸，所以锅炉汽包水位必须严加控制。

为了确保锅炉生产的稳定、可靠和经济运行，我公司采用了以Siemens_S7-200 Smart PLC为主的自动化设备组成锅炉PID 自动控制系统。

该控制系统通过检测水汽压力、温度、流量、汽包液位等运行物理量，在运行过程中全自动调节，保证了工业锅炉的安全稳定高效运行。

二、锅炉相关工艺介绍锅炉是一个较为复杂的调节对象，为保证提供合格的蒸汽以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。

以下为45t燃气蒸汽锅炉工艺流程三、控制难点分析汽包液位的被调量是汽包水位，而调节量则是给水流量，通过对给水流量的调节，使汽包内部的物料达到动态平衡，变化在允许范围之内，虽然锅炉汽包水位对蒸气流量和给水流量变化的响应呈积极特性，但是在负荷(蒸气流量)急剧增加时，表现却类似逆响应特性，即所谓的虚假水位。

造成这一原因是由于负荷增加时，导致汽包压力下降，使汽包内水的沸点温度下降，水的沸腾突然加剧，形成大量汽泡，而使水位抬高。

汽包水位控制系统，实质上是维持锅炉进出水量平衡的系统。

它是以水位作为水量平衡与否的控制指标，通过调整进水量的多少来达到进出平衡，将汽包水位维持在汽水分离界面最大的汽包中位线附近，以提高锅炉的蒸发效率，保证生产安全。

由于锅炉水位系统是一个设有自平衡能力的被控对象，运行中存在虚假水位现象，实际应用中可根据情况采用水位单冲量、水位蒸汽量双冲量和水位、蒸汽量、给水量三冲量的控制系统。

所谓三冲量调节系统就是把给水流量W，汽包水位 H，蒸汽流量 D 三个变量通过运算后调节给水阀的调节系统。

PID整定方法与口诀PID（Proportional-Integral-Derivative）控制器是一种经典的自动控制算法，广泛应用于工业自动化系统中。

整定PID控制器的目的是通过调整控制器的参数，使得系统的控制性能达到最佳。

一、经验整定法经验整定法是一种基于经验和试错方法的PID整定方法。

根据系统的响应特性和性能指标，通过不断调整PID参数来达到最佳控制效果。

1.普遍参数整定法（1）先将积分时间常数Ti和微分时间常数Td设为零，只调节比例增益系数Kp。

（2）逐渐增加Kp，直到系统出现超调响应。

（3）再逐步减小Kp，直到系统不再产生超调响应。

（4）将Kp的值增大10%作为最佳增益值。

（5）保持Kp不变，逐渐增加Ti，直到系统出现超调响应。

（6）再逐步减小Ti，直到系统不再产生超调响应。

（7）将Ti的值增大10%作为最佳积分时间常数。

（8）保持Kp和Ti不变，逐渐增加Td，直到系统出现超调响应。

（9）再逐步减小Td，直到系统不再产生超调响应。

（10）将Td的值增大10%作为最佳微分时间常数。

2.精确参数整定法精确参数整定法是在普遍参数整定法的基础上，使用数学模型进行参数调整。

根据系统的数学模型和性能要求，通过数学计算得出最佳的PID参数。

二、Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是一种基于系统临界点的PID整定方法，适用于一般的线性系统。

1. Ziegler-Nichols开环法（1）增益法：将控制器的积分时间常数和微分时间常数设置为零，只调整比例增益系数Kp。

（2）逐渐增加Kp，直到系统的输出曲线开始出现持续的周期性振荡。

（3）测量振荡的周期时间Tu。

（4）根据下表，选择相应的参数整定。

类型，Kp，Ti，Td---------，-------，----------------------------------，----------------------P，0.50Ku，-，-PI，0.45Ku，0.85Tu，-PID，0.60Ku，0.50Tu，0.125Tu2. Ziegler-Nichols闭环法（1）将控制器的比例增益系数Kp设为零，只调整积分时间常数Ti。

pid参数的工程整定方法PID控制在工程里可太常见啦，就像一个小管家，管着各种系统的运行呢。

那PID 参数的整定方法也有不少小窍门哦。

最常用的一种是经验试凑法。

这就有点像做菜的时候试味道一样。

对于比例系数P，一开始可以给个比较小的值，就像给菜加一点点盐先尝尝。

如果系统反应很慢，输出老是不能达到目标值，那就可以慢慢增加P的值，让系统反应灵敏点。

但是P也不能太大哦，太大了系统就会像个调皮的小孩，变得很不稳定，晃来晃去的。

积分系数I呢，它主要是用来消除稳态误差的。

要是系统在稳定的时候，输出和目标值还有偏差，就像走路老是走不到目的地一样，这时候就可以调整I啦。

不过I 也不能一下子调得太大，不然系统会变得很“迟钝”，反应超级慢。

微分系数D就像是一个预测小能手。

它可以根据系统的变化趋势来提前调整。

如果系统变化很缓慢，D可以小一点；要是系统变化特别快，像火箭发射似的，那D就可以适当大一点，这样就能让系统更快地稳定下来。

还有一种是临界比例度法。

先把积分和微分关掉，只调整比例系数P，让系统达到临界振荡状态，这时候的比例系数就是临界比例度啦。

然后根据一些经验公式来计算出P、I、D的值。

不过这个方法有点冒险，就像走钢丝一样，一不小心系统就可能振荡得太厉害。

衰减曲线法也挺有趣的。

让系统产生衰减振荡，根据衰减的情况来确定PID参数。

就像看波浪一样，波浪的幅度和衰减速度能告诉我们参数应该怎么调整。

在实际工程里，整定PID参数可不能太死板哦。

要根据具体的系统情况，像系统的特性、负载的变化、干扰的大小这些因素来灵活调整。

有时候可能要多试几次，就像找宝藏一样，要有耐心。

而且不同的工程师可能也有自己独特的小技巧和经验。

毕竟每个工程系统都像是一个独特的小世界，需要我们用心去找到最适合它的PID参数组合，这样系统才能乖乖听话，稳定又高效地运行啦。

锅炉汽包水位调节系统PID参数衰减比例度法整定摘要锅炉是化工、炼油、发电、造纸和制糖等工业生产过程中必不可少的重要动力设备。

锅炉往往成了不少工厂不可缺少的一部分，因而，对锅炉设备中的自动控制系统进行分析研究是必要的。

锅炉是全厂重要的动力设备，其要求是供给合格蒸汽，使锅炉蒸汽量适应负荷的需要。

为此，生产过程的各个主要工艺参数必须严格控制。

锅炉水位控制系统是过路生产控制系统中最重要的环节。

锅炉是一种特种设备，是工业生产中的常用设备。

对锅炉生产操作如果不合理，管理不善，处理不当，往往会引起事故。

这些事故中的大部分是由于锅炉水位控制不当引起的，可见锅炉汽包水位控制在锅炉设备控制系统中的重要性。

而对水位的控制不当，往往是汽包受到蒸汽负荷干扰后，产生虚假水位，使控制器反向动作。

本文在分析了锅炉汽包水位特性的基础上，以KPS2000软件为模拟锅炉运行平台，设计出了锅炉汽包水位控制系统方案，测定锅炉上汽包的特性曲线，依据衰减比例度法进行PID控制参数整定，达到了1/4衰减振荡过程的整定目标。

关键词：单冲量衰减比例读法虚假水位 KPS2000目录：第一章概述 (3)第二章 KPS2000使用介绍 (4)2.1 软、硬件环境要求 (4)2.2 系统安装及程序运行 (4)2.3 用户界面 (6)2.4 锅炉实验页面 (7)2.5 操作面板 (7)2.6 调节器操作说明 (8)第三章控制系统参数调试 (14)3.1仿真图及各部件的功能 (14)3.2 调节器操作说明 (15)3.2 ＰＩＤ参数整定过程 (16)第四章第四章 PID控制器设计过程 (25)4.1 PID参数整定方法（衰减曲线法） (25)4.2 P调节器设计 (26)4.3 PI调节器设计 (27)4.4 PID调节器设计 (27)第五章自动化综合设计总结 (28)参考文献 (29)第一章概述世纪自动控制技术在工程和科学发展中起着极为重要的作用，热力发电厂的生产过程中也毫无例外的采用了自动控制技术。

PID控制器参数整定的一般方法下面是PID控制器参数整定的一般方法：PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容.它是根据被控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。

它主要是依据系统的数学模型，经过理论计算确定控制器参数。

这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改.二是工程整定方法，它主要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行，且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。

PID控制器参数的工程整定方法，主要有临界比例法、反应曲线法和衰减法.三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验，然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。

但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数，都需要在实际运行中进行最后调整与完善。

现在一般采用的是临界比例法.利用该方法进行PID控制器参数的整定步骤如下：(1）首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作；(2)仅加入比例控制环节，直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡,记下这时的比例放大系数和临界振荡周期；(3）在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。

PID参数的设定：是靠经验及工艺的熟悉,参考测量值跟踪与设定值曲线，从而调整P\I\D的大小。

比例I/微分D=2,具体值可根据仪表定,再调整比例带P，P过头，到达稳定的时间长,P太短，会震荡，永远也打不到设定要求.PID控制器参数的工程整定，各种调节系统中P.I.D参数经验数据以下可参照：温度T：P=20~60％，T=180~600s，D=3—180s;压力P：P=30～70%，T=24～180s；液位L:P=20~80％，T=60～300s；流量L：P=40~100%，T=6～60s。

书上的常用口诀：参数整定找最佳,从小到大顺序查；先是比例后积分，最后再把微分加；曲线振荡很频繁，比例度盘要放大；曲线漂浮绕大湾，比例度盘往小扳;曲线偏离回复慢，积分时间往下降；曲线波动周期长,积分时间再加长；曲线振荡频率快，先把微分降下来；动差大来波动慢。

PID参数整定过程及一些常规步骤一：PID参数调节原理及一般的整定步骤1．比例作用比例（P）参数越大比例作用越强，动态响应越快，消除误差的能力越强。

但实际系统是有惯性的，控制输出变化后，实际PV值变化还需要等待一段时间后才会缓慢变化，由于实际系统是有惯性的，比例作用不宜太强，比例作用太强会引起振荡不稳定。

通常将比例（P）参数由小向大调，以能达到最快响应又无超调（或无大的超调）为最佳参数。

2．积分作用为了消除静差必须引入积分作用，积分作用可以消除静差，以便被控的PV值最后与给定值一致。

积分作用消除静差的原理是：只要有误差存在，就对误差进行积分，使输出继续增大或缩小，一直到误差为零，一直到误差为零，积分停止，输出不再变化，系统的PV值保持稳定，PV值等于SP值，达到误差调节的效果。

由于实际系统是有惯性的，输出变化后，PV值不会马上变化，须等待一段时间才缓慢变化，因此积分的快慢必须与实际系统的惯性相匹配，惯性大、积分作用就应该弱，积分时间I就应该大些，反之亦然。

如果积分作用太强，积分输出变化过快，就会引起积分过头的现象，产生积分超调和振荡。

通常I参数是由大往小调节，即积分作用由小往大调，观察系统响应以能达到快速消除误差，达到给定值，又不引起振荡为准。

3．微分作用一般的控制系统，不仅对稳定控制有要求，而且对动态指标也有要求，通常都要求负载变化或给定调整等引起扰动后，恢复到稳态的速度要快，因此光有比例和积分调节作用还不能满足要求，必须引入微分作用。

比例和积分作用是事后进行调节（即发生误差后才进行调节），而微分作用则是事前预防控制，即一发现PV有变大或变小的趋势，马上就输出一个阻止其变化的控制信号，以防止出现过冲或超调等。

D越大，微分作用越强，D越小，微分作用越弱。

系统调试通常把D从小往大调节。

由于给定值调整或负载扰动引起PV变化，比例和积分作用一定等到PV值变化后才进行调节，并且误差小时，产生的比例和积分调节作用也小，纠正误差的能力也小，误差大时，产生的比例和积分作用才增大。

PID参数的工程整定方法1.试误法试误法是一种通过观察系统响应特性来调整PID参数的方法。

该方法主要分为两步：首先设置合理的比例增益Kp，使系统实现最佳超调；然后根据实验结果，调整积分时间Ti和微分时间Td，达到使系统快速稳定的目标。

步骤如下：1.1设置比例增益Kp，通过手动调节Kp，使系统响应产生一定的超调，并确定合适的超调量。

1.2根据超调量的大小，选择合适的积分时间Ti和微分时间Td。

-当超调较小，可以选择较大的积分时间和微分时间，以提高系统响应速度。

-当超调较大，可以选择较小的积分时间和微分时间，以减小系统超调。

2.经验公式法经验公式法是一种基于经验公式的快速整定方法，适用于一些常用的控制对象类型和工程实践中的经验总结。

它通常包括以下公式：-平稳过程：Kp=0.5Kc，Ti=3.33τ，Td=0.83τ-快速过程：Kp=0.3Kc，Ti=2τ，Td=0.5τ-慢速过程：Kp=0.2Kc，Ti=4τ，Td=τ上述公式中，Kc为临界增益，τ为对象的时间常数。

根据不同的控制对象类型，选择对应的公式进行初始参数整定，然后根据实际情况进行微调。

3. Ziegler-Nichols整定法Ziegler-Nichols整定法是一种基于系统临界增益的整定方法，该方法通过寻找系统的临界增益和周期来确定PID参数。

步骤如下：3.1将比例增益Kp调至最小值，然后逐渐增加Kp，直至系统发生持续的限幅振荡，记录此时的Kp值和周期Tp。

3.2根据所选择的整定方法，计算得到合适的PID参数：-P控制器：Kp=0.5Ku-PI控制器：Kp=0.45Ku，Ti=0.85Tp-PID控制器：Kp=0.6Ku，Ti=0.5Tp4.优化方法优化方法利用优化理论和算法，通过对系统特性的建模和参数优化求解，得到更优的PID参数配置。

常用的优化方法包括遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等。

优化方法首先需要建立系统的数学模型，并确定优化的目标函数，如稳定性、超调、控制精度等。