PID參數的經驗整定法

經驗法是實際使用者以豐富的實踐，根據儀表的調節規律和加熱系統的特性總結出來的方法，也是目前廣泛應用的一種方法。
    經驗法實際上是一種試湊方法，即先將儀表的參數設置在常用數據上，然后觀察調節過程的曲線形狀，改變PTD參數，再觀察調節過程，如還不理想，反復試湊，直到調節質量符合工件要求為止。
   預先設置PID參數值及反復試湊是經驗法的核心。整定參數大小根據系統對象特性及儀表的量程而定，對于一般熱處理爐、電加熱設備的溫度調節系統，可按下列參考數據進行試湊。
    比例帶4％～1 0％；積分時問120s～600s，微分時間10s～120s：
    或者根據xMT 7000系列儀表的出廠參數(比例帶=5％，積分時問=250s；微分時間=30s)進行試湊調整，在絕大部分場合都能滿足要求。
    試湊過程可先調比例帶P，再加積分時間I，最后加微分時間D，調試時，首先將PID參數置于影響最小的位置，即P最大、I最大，D最小，按純比例系統整定比例度，使其得到比較理想的調節過程曲線，然后，比例帶縮小0 7倍左右，將積分時間從大到小改變，使其得到較好的調節過程曲線。最后，在這個積分時間下重新改變比例帶，再看調節過程曲線有無改善，如有所改善，可將原整定的比例帶適當減小，或再減小積分時間，這樣經過多次反復調整，就可得到合適的比例帶值和積分時間。
    如果在外界干擾作用下，系統穩定性不夠好，可以把比例帶適當調大，并且適當增加積分時間，使系統有足夠的穩定性，在調試過程中可以發現，如果比例帶過小，積分時間過短和微分時間過長，都會產芷諦緣惱竦礎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)微分時間過長引起的振蕩周期最短；
    另外也可根據加溫曲線的特點，確定參數的變化。如果溫度變化曲線是非周期性的，而且能慢慢回復到設定值，則說明積分時間過長。如果溫度變化曲線不規則，且偏離設定值較大，不能回復，則說明比例帶過大。

雖然加熱設備的特性各不相同，但PID參數整定成功的標準是一樣的，根據實際應用情況和理論歸納共有以下幾條：
    (1)要使控制系統的過渡過程時間盡量短
    在同個系統中，從開機時的溫度至加熱到設定的穩定溫度值的那個時間點，即為系統加熱的過渡時間，過渡時問的長短是考核比例帶是否合理的一個主要因素，系統的過渡時間越短越好。
    (2)超調量要小
    受系統響應時間影響，系統加熱到設定值后，不會一直恒定在設定值上，而需要在設定值附近稍作調整，使系統的開環特性有受控所必須的時間。但調整(波動)的幅度盡量要小，實際應用中也稱過沖要小。
    (3)系統受擾動作用后要能盡快恢復
    系統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；電網電壓從220v突然降至l90v，使加熱功率減小等等，均會使實際值偏離擾動前的穩態值。
    系統受到擾動后，由于PTD參數的作用，將迫使系統返回至平衡狀態，在返回過程中，系統是以減幅振蕩迫近設定值的，而此減幅過程直接影響達到平衡狀態的時間，因此要求擾動后，減幅振蕩的次數要盡量少。
    (4)恒溫曲線要求盡可能平直
    恒溫曲線平直是指系統平衡后，溫度的波動要小，要基本不受環境溫度、供電的變化而變化，該指標主要有儀表的溫度穩定性和抗干擾能力所決定。
    (5)靜差要小
    系統達到十分接近平衡的工況后，測量值和設定值之間也將存在一個差，或稱“控制死區”，但實際上由于調節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部供電源過熱，甚至損壞儀表，太低會因儀表內部電路工作不正常而導致測量失準、調節異常、繼電器不能可靠吸合而發生打弧、損壞觸點等。
    (2)在距儀表僅十幾公分處燒電弧焊，因極強烈的電磁波而損壞儀表內部某些精細的大規模集成電路。
    (3)設置參數時用力過大。
    (4)儀表外部接線錯誤，如把電源線接至信號輸入線，或與儀表聯接的電源、傳感器線等遭受雷擊，造成儀表嚴重燒壞。
    (5)儀表長期在惡劣環境下使用，內部潮濕、銹蝕，降低了儀表絕緣強度，而造成損壞。
    (6)儀表外負載短路，如交流接觸器線包燒毀。或小馬拖大車，用表內繼電器控制大于5A以上的阻性負載或0.5A以上的電感性負載，使繼電器早期失效。或主控可控硅耐壓或電流不足應付電網的突發波動而擊穿，使負載大電流直接流經儀表內部的觸發回路而燒毀等。

現場干擾源對儀表正常運行有何影響 2006-11-22

關鍵字：干擾源 儀表

儀表在現場使用，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，導致測量失準，控制失靈等結果。     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引入了與測量信號無關的信號。例如儀表附近大功率用電設備出現交變電磁場時，就可能在儀表輸入回路及連線中感應出交變電壓，這個電壓信號與有用的正常信號呈串聯疊加狀態。串模干擾電壓約在幾毫伏到幾百毫伏的范圍內，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。根據現場測試，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，但只要選用優質器件和電路，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、電子警報裝置和計算機使用的日益增加，抗高頻共模干擾或提高電磁兼用性指標的工作難度越來越大，已成為判別電子類產品質量優劣的重要依據。