PID性能评估与整定软件在常减压装置中的应用.pdf

《PID性能评估与整定软件在常减压装置中的应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第６期熊佐松．ＰＩＤ性能评估与整定软件在常减压装置中的应用５５９ＰＩＤ性能评估与整定软件在常减压装置中的应用熊佐松（中国石油化工股份有限公司武汉分公司）摘要介绍ＰＩＤ控制器原理、ＰＩＤ回路性能评估与整定原理。在常减压装置中的应用结果表明，对所有中和差状态下的问题回路进行性能评估与整定后，各回路均能够投用自动，且回路性能评估达到良级别以上。关键词ＰＩＤ性能评估参数整定常减压装置中图分类号ＴＨ８６２文献标识码Ｂ文章编号１０００３９３２（２０１７）０６０５５９０４ＰＩＤ控制方法具有结构简单、稳定性好、安全［１～４］可靠及调整方便等优点

2、，在工业生产过程中得到了广泛应用。然而ＰＩＤ控制回路的性能通常会随着装置生产运行时间的推移而逐渐退化，如果缺少必要的维护，将直接影响装置运行的平稳图１ＰＩＤ控制器原理框图性，甚至出现生产安全事故。因此，对ＰＩＤ控制回输入ｅ（ｔ）与输出ｕ（ｔ）的关系为：路进行性能评估与参数整定，保证其可靠性至关ｔｄｅ（ｔ）ｕ（ｔ）＝Ｋ（ｅ（ｔ）＋１／Ｔｅ（ｔ）ｄｔ＋Ｔ×）ｐｉ∫ｄ０ｄｔ重要。［５，６］其中，Ｋｐ为比例系数，Ｔｉ为积分时间常数，Ｔｄ随着国内外对ＰＩＤ参数整定的重视，浙为微分时间常数。江中控技术股份有限公司开发了一个商业化的传递函数为：ＰＩ

3、Ｄ性能评估与整定软件，该软件利用基础控制Ｇ（ｓ）＝Ｕ（ｓ）／Ｅ（ｓ）＝Ｋ［１＋１／（Ｔ×ｓ）＋Ｔ×ｓ］ｐｉｄ回路的生产数据自动评估控制回路性能，借助评２ＰＩＤ性能评估与整定原理估报告及时发现、识别控制回路中的缺陷并对２．１ＰＩＤ控制回路性能评估原理ＰＩＤ参数进行优化与整定。ＰＩＤ控制回路性能评估使用的是最小方差控在此，笔者应用该ＰＩＤ性能评估与整定软件，［７，８］制评估方法（图２）。其基本原理为：以理论上＃对中国石油化工股份有限公司武汉分公司１常最优的最小方差控制器的控制性能作为评估基准减压装置重要ＰＩＤ控制回路进行性能评估与参数线，

4、基于过程正常运行的数据，来衡量当前回路的优化，实时监控ＰＩＤ控制回路的状态和性能，及时控制性能。评价基准为：最小方差控制器望输出发现、识别有问题的回路并给出ＰＩＤ参数优化建方差最小。议，以保证装置的自控率和平稳运行。在生产装置运行过程中，ＰＩＤ性能评估软件１ＰＩＤ控制原理通过ＯＰＣ软件自动采集ＤＣＳ生产数据，利用控制ＰＩＤ控制器原理如图１所示。性能多维度分析工具，结合专家经验知识，评估基金项目：国家科技支撑计划项目（２０１５ＢＡＦ２２Ｂ０２）。作者简介：熊佐松（１９８０），工程师，从事炼油生产与管理工作，ｘｉｏｎｇｚｓ．ｗｈｓｈ＠ｓ

5、ｉｎｏｐｅｃ．ｃｏｍ。５６０化工自动化及仪表第４４卷图２最小方差控制评估方法ＰＩＤ回路的运行性能，并给出优、良、中、差评级。Ｇ槇＝Ｇ槇Ｇ槇＋－该软件可实现ＰＩＤ回路的实时、自动检测，第一时间发现控制回路的性能问题，并帮助用户通过雷其中，Ｇ槇包含了所有的时延和右半平面零＋达图定位问题的原因。点，并且稳态增益为１；Ｇ槇代表模型的稳定部分。２．２ＰＩＤ控制回路整定原理－ＰＩＤ控制回路整定采用内模控制（ＩＭＣ）方１１令Ｇ＝，则ＰＩＤ控制器为：ｃ法，即利用一种全面的基于模型的方法来设计Ｇ槇Ｔｃｓ＋１－［９，１０］ＰＩＤ控制器，如图３所示。Ｇｃ

6、Ｇ＝ｃ１－ＧＧ槇ｃ其中，Ｇ为ＩＭＣ控制器，Ｔ为时间函数。ｃｃＰＩＤ控制回路整定软件根据采集的ＤＣＳ生产数据自动选取有效激励数据和模型阶次，并生成一组ＰＩＤ参数，供工艺人员参照。３常减压装置中的应用图３ＰＩＤ内模控制原理３．１装置概况＃中国石油化工股份有限公司武汉分公司１内部模型Ｇ槇和控制器输出Ｐ用来计算模型常减压装置由原油电脱盐脱水、初馏系统、常压系响应Ｙ槇。真实响应Ｙ减去模型响应Ｙ槇得到的差作统及减压系统等组成。该装置采用浙江中控ＥＣＳ为ＩＭＣ控制器的输入信号。７００集散控制系统，共有１０５个控制回路。在装闭环公式如下：置总回路中

7、，将对重要的５８个回路进行性能评估ＧＧ１－ＧＧｃｃＹ＝Ｙｓｐ＋Ｄ（１）与整定。１＋Ｇ（Ｇ－Ｇ槇）１＋Ｇ（Ｇ－Ｇ槇）ｃｃ３．２回路评估其中，Ｇ为控制器，Ｙ为设定值，Ｄ为扰动，ＧｃｓｐＰＩＤ性能评估结果显示，当前只有１５个控制为过程模型。回路工作在优级别下，１６个控制回路工作在良级对于理想模型，Ｇ槇＝Ｇ，则式（１）可简化为：别下，１４个控制回路工作在中级别下，１３个控制Ｙ＝ＧｃＧＹｓｐ＋（１－ＧｃＧ槇）Ｄ回路工作在差级别下。需要进行整定的回路占总过程模型可分解为：评估回路的４７％，这与期望的自控水平相去甚第６期熊佐松．ＰＩＤ性能评估与整定

8、软件在常减压装置中的应用５６１远，故迫切需要进行控制回路ＰＩＤ参数整定优化。入阶跃信号而干扰装置正常运行。选定能反映过程动态特性的阶跃曲线和模型阶次，可以得到相３．３回路整定应的传递函数模型，从而利用整定软件得到相应ＰＩ