控制回路性能不佳的常見問題包括振蕩、響應(yīng)緩慢和噪聲等。振蕩指測(cè)量值與設(shè)定值的周期性偏差。響應(yīng)緩慢是回路從干擾中恢復(fù)或跟蹤設(shè)定值變化緩慢。噪聲指過程變量中的隨機(jī)行動(dòng)。
振蕩可能來自控制回路內(nèi)部,也可能是由外部因素引起的。振蕩也可能是兩個(gè)或多個(gè)控制回路之間周期性相互作用的結(jié)果。為了尋找可能引起振蕩的原因,應(yīng)將PID調(diào)節(jié)器置于手動(dòng)模式,以查看振蕩是否停止。如果在PID調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)模式時(shí)振蕩仍然存在,則振蕩源自回路外部。然后應(yīng)對(duì)相互作用的回路和設(shè)備進(jìn)行振蕩分析,以找到根本原因。如果在PID調(diào)節(jié)器處于手動(dòng)模式時(shí)不振蕩,則振蕩源來自控制回路參數(shù)、檢測(cè)儀表或最終控制元件。
控制回路PID參數(shù)不合理引起的振蕩,可以根據(jù)曲線的相位偏移找到可能的原因。常見的兩種可能:
1、如果OP(PID控制輸出)和PV(測(cè)量值)同時(shí)達(dá)到峰值,則振蕩主要由于比例太強(qiáng)或者存在周期性干擾引起的,如下圖所示。
圖1 比例作用太強(qiáng)引起的振蕩
2、如果在PV(測(cè)量值)越過設(shè)定值SP時(shí)OP(PID控制輸出)達(dá)到峰值,則振蕩主要由于積分作用太強(qiáng)引起,如下圖所示。
圖2 積分作用太強(qiáng)引起的振蕩
實(shí)際過程中如果振蕩但是積分作用太強(qiáng)的特征不明顯,可以先減弱比例作用試試。
作者:馮少輝博士(現(xiàn)從事先進(jìn)控制工作,有一線十幾年工作經(jīng)歷,真正理論聯(lián)系實(shí)際的過程控制專家)
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