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1、LNG过程控制中的PID应用 摘要:PID控制器（比例-积分-微分）是工业控制系统中一种常用的闭环反馈控制系统。PID控制器经过比较实际测量值和设定值得偏差,通过调节输入信号减小实际值和理想值得误差。P-（比例）现阶段偏差的调节,I（积分）-收集前段时间的误差,D（微分）-对将来误差的估计,基于电流变化率。用这三中方法加权求和中,通过控制元件如控制阀的位置,或者调节一个加热源对工艺过程进行调节。在本文中将主要介绍PID整定的方法在LNG过程控制中的应用。 关键词:PID(比例-积分-微分)LNG（液化天然气）整定（Tuni
2、ng） Abstract:Aproportional?Cintegral?Cderivativecontroller(PIDcontroller)isagenericcontrolloopfeedbackmechanism(controller)widelyusedinindustrialcontrolsystems.APIDcontrollercalculatesan"error"valueasthedifferencebetweenameasuredprocessvariableandadesiredsetpoint.T
3、hecontrollerattemptstominimizetheerrorbyadjustingtheprocesscontrolinputs.Pdependsonthepresenterror,Iontheaccumulationofpasterrors,andDisapredictionoffutureerrors,basedoncurrentrateofchange。Theweightedsumofthesethreeactionsisusedtoadjusttheprocessviaacontrolelementsu
4、chasthepositionofacontrolvalve,orthepowersuppliedtoaheatingelement.Inthearticlewe8willintroducetheapplicationforPIDcontrollerinLNGprocess. Keywords:PID(proportionalintegraldifferential),LNG(liquefiednaturalgas),setting(Tuning) 1、PID的简介 1.1PID的概况及意义 PID控制器（比例-积分-
5、微分控制器）,由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。通过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。 PID控制器示意图 PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同,PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值,这样可以使系统更加准确,更加稳定。可以通过数学的方法证明,在其他控制方法导致系
6、统有稳定误差或过程反复的情况下,一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。 一般PID方程式 其中:Kc为系统增益,1/Ti为积分常量,Td为微分常量,e（t）为误差,u（t）为控制器的输出值通过拉普拉斯变换我们可以得到下式: 经过Laplace变换后的PID方程式 由于微分项为非正则,因此该式在物理上无法实现,但我们可以通过近似方法将其近似为以下三种方式:8 1.2PID整定控制的研究现状及发展 自从有了PID控制,回路整定就一直是人们研究的问题之一。许多整定方法及公式已经开发出来（均为根据经验测得）。最早提出的P
7、ID参数工程整定方法是1942年由Ziegler和Nichlos提出简称为Z-N整定公式,尽管时间已经过去半个世纪了,但至今还在工业控制中普通应用。1953年Cohn和Coon继承和发展了Z-N公式,提出了一种考虑被控过程时滞大小的Conhn-Coon（C-C）的整定公式。当然还有随后的R-C法以及改进的RZN法（RefinedZN）。常用PID形式: 假设相应的阶跃传递函数为,K为增益,为时间常数,为时滞常用的PID整定方法如下: 表1常用的PID整定方法 2、LNG工业的简介 一般LNG接收站主要包括三个部分:卸船
8、工段、储存工段、气化工段。下文将以此做简单介绍。 2.1卸船工段8 LNG船靠泊码头后,卸料臂即将船上与岸上的卸船管线连接起来,由船上储罐内的潜液泵将LNG输送到接收终端的储罐内。随着LNG的不断输出,船上储罐内压力逐渐下降,为维持其压力值,将岸上储罐内一部分蒸发气经卸船
