另 外要注意的是

  开元棋牌官网时域分析主要包括算术平均值、校准平均值、真有效值、有功功率、功率因数等特征值的计算及实时波形的显示和操作。

  频域分析主要包括基波有效值、谐波有效值、相位差,位移因数等特征值的计算及频谱显示和操作。

  功率分析仪测试参数主要包括电压、电流、功率、相位、位移因数、功率因数等。

  真有效值是指电压电流的基波、直流分量、所有谐波及间谐波的有效值的方和根,为了区别于基波或某次谐波的有效值,有时称全波有效值。

  有功功率是指直流分量、基波、谐波及间谐波的有功功率的算术和,为了区别于基波有功功率和谐波有功功率,有时称总有功功率。

  为了与传统的基于检波法的功率表的数值形成对比,某些功率分析仪提供了电压、电流的校准平均值。

  银河电气的WP4000变频功率分析仪对交流电量提供了真有效值(rms)、校准平均值(mean)、基波有效值(h01)、算术平均值(avg)四种特征值测量模式;对直流电量提供了真有效值(rms)和算术平均值(avg)两种特征值测量模式。

  注:对于非正弦电量测量,功率分析仪测试参数中有一个特别值得注意的参数。在正弦电路中,功率因数等于相位差的余弦,一般用cosφ表示,而非正弦电路中,功率因数只能通过下述定义式获取:

  PF=P/S,PF为Power Factor的缩写,表示功率因数,P为有功功率,S为视在功率。

  非正弦电路中,cosφ称为位移因数,φ为基波(或特定次数的谐波)电压与基波(或特定次数的谐波)电流的相位差。当φ为基波电压、电流相位差时,也称基波功率因数。

  变频器输出电量谐波含量丰富,然而,对于电机而言,能够贡献转矩的主要是基波,因此,在电机试验中,基波有效值和基波有功功率是大部分试验的依据值,基波有效值和基波有功功率比真有效值更加重要。

  基波功率因数(位移因数)等于基波有功功率与基波视在功率(基波电压电流有效值乘积)的比值。

  WP4000变频功率分析仪未显示每次谐波的功率,仅显示了每次谐波电压和谐波电流的相位,可通过谐波功率的定义式计算获取:

  Pn=UnIncosφn,Pn、Un、In、φn分别表示第n次谐波的有功功率、电压有效值、电流有效值、电压与电流的相位差。

  变频电量输出谐波频谱复杂,除了少数研究性试验关注具体的某次谐波之外,多数情况下更加关注谐波的整体表现,谐波的整体表现主要通过谐波特征值表示。最常用的谐波特征值为总谐波畸变率THD(Total Harmonics Distortion)和总谐波因数(total harmoni Factor,简称THF)。THD也称波形畸变率,THF也称总谐波失真。

  除了上述两个谐波特征值之外,某些功率分析仪还针对具体应用领域提供相关标准关注的其它谐波特征值。如AnyWay系列变频功率分析仪还提供电机试验相关国家标准要求的谐波电压因数(HVF)和谐波电流因数(HCF)

  部分功率分析仪为了测试方便,还提供了电能质量分析仪的电压稳定度、电流稳定度、频率稳定度及正序分量、负序分量、零序分量等表征三相不平衡度的参数。

  功率分析仪基本功能主要包括实现第二节所述功率分析仪测试参数的测量、计算和显示,从分析结果表达方式看,功率分析仪基本功能主要包括:

  功率分析仪测试参数主要包括传统功率表的测试参数:电压、电流、频率、功率、功率因数等,但是,测量功能比传统功率表强大,体现在同一测量参数可以采用多种特征值表现。如电压、电流可以采用真有效值(rms)、校准平均值(mean)、基波有效值(h01)、算术平均值(avg)四种特征值。而功率包括基波功率(h01)和总有功功率(avg)。

  观测实时波形可以最快的速度形象地了解未知的复杂信号,建立感性认识,许多时候还可以利用观测的波形进行故障诊断或干扰排除,实时波形属于时域分析。

  谐波分析属于频域分析方法,是包含多种频率成分的变频电量的基本分析方法,通常采用傅里叶变换实现复杂信号的分解。

  目前大部分功率分析仪谐波分析最大次数在100次以内,部分进口功率分析仪可分析500次谐波。

  实际上,对于电网谐波分析,50次就足够了。而对于变频器谐波分析仪,由于变频器的基波频率是变化的,且包含了高频的谐波,谐波与基波的频率比值可能达到2000以上,也就是谐波次数可能达到2000次甚至更高次(详见“适用变频器输入输出谐波检测的谐波分析仪”)。

  除了谐波检测之外,基波也可以认为特殊的谐波(一次谐波),常规测量中的基波有效值及基波相位也是通过傅里叶变换获取。电能质量分析中的各种表示谐波失真的特征值,也以傅里叶变换为基础。

  实际测量对象总是会出现不同程度的波动,对于能效计量检测等高精度试验,小的读数误差可能对结果造成较大的影响,为了获取能够代表波动读数的稳定值,且稳定值应能够代表实际信号的对结果的综合影响。通常采取多点读数求平均或积分求平均等数值处理方式。

  WP4000变频功率分析仪提供了滑动平均、指数平均、智能平均(适合叠频法等读数波动较大但是波动有潜在规律的场合)等方式。还可通过设置更新时间获取等同于积分平均的效果。

  图3 WP4000变频功率分析仪记录的异步电机叠频法温升试验的电压、电流波形图

  功率分析仪测试或计算的参数较多,采集速度快,采集和记录几乎是所有功率分析仪必备的功能之一。采集通常指实时采样数据的记录。而记录通常指运算完毕的特征值的记录,记录的数据量较小,采集的数据量很大。以6功率单元,250kHz采样频率计算,一秒重采集的基本数据高达12M字节,1G字节磁盘空间只能存储80秒的数据。常规的4M、8M存储深度的录波仪等设备往往不能满足存储需要。

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  “试品类型”、“试验编号”、“额定容量”、“额定高压”、“试品油温”、“折算温度”、“折算公式”、“高压直阻”、“低压直阻”、“低压电流”、“PT变比”、“CT变比”、“测试电源”为菜单选项,其右边所属各项为功能参数。“说明”部分是对所选功能的解释说明。当菜单选项被选中时,按“上下”键选择不同菜单功能,按“左右”键选择菜单选项所属功能参数,按“确认”键跳转到“开始测试”选项;当菜单选项所属功能参数被选中时,按“上下”键修改参数,按“确认”键或“取消”键返回菜单选项;当“开始测试”选项被选中时,按“确认”键开始按当前设置的参数进行测试,按“取消”键返回菜单选项。

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  自动控制系统 PID 常数整定方法 (供仪表和操作工培训用) 吴国良 编写说明 大型石油化工装置的平稳生产离不开自动调节系统,而自动调节系统的 PID 常数整定 在系统运行中起到很重要的作用。一般说,在调节方案已经确定,仪表及调节阀已经安装好 以后,也就是说调节系统既定之后,正确选择调节器的 PID 等常数是保证和提高调节质量 的主要途径。 当然,调节器的 PID 常数整定也不是万能的,它只是在一定的范围内起作用。如果调 节系统方案不合理,或仪表和调节阀等选型不当,或调教得不好等情况,则不论怎样去调整 调节器的 PID 常数,仍然达不到希望的调节品质。此时就应该修改方案,或改变测量位置 等。对于一些多变量常数的系统,靠简单控制回路或一般复杂控制回路已不能解决问题时, 可以采用一些先进的控制器,例如无模型自适应控制器,它能解决工业过程中的大惯性、大 纯滞后、非线形、多变量耦合等复杂控制问题。 编写本资料的目的是帮助操作工和仪表工了解和熟悉什么是调节器的 PID 参数,以及 针对不同的系统对象如何整定好调节器的 PID 参数。 二〇〇〇年六月编写 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 1 一.比例、积分、微分调节的特性 这里所说的调节特性,是指调节器产生的调节规律。也就是说,当调节器接收了偏差信 号(即输入信号)之后,它的输出信号(即调节信号)的变化规律。 不同的调节特点适用不同的控制要求, 因此必须根据不同的控制对象来选用不同的调节 规律。 如选用不当, 就不能起到调节作用, 反而会造成调节过程的激烈震荡, 造成生产事故。 所以必须了解几种常用规律的特点和适用条件。在这里主要介绍比例、积分和微分的调节规 律。 1. 比例调节的特点 调节器输出(即调节阀门的开度)与被调参数的偏差(即输入信号)成比例关系的调节 规律,称为比例调节规律。 比例调节规律用数学式表示为: ?M ? K p ? e K p ? ?M e (1 ) 式中:Δ M——调节器的输出变化量; Kp——比例调节器的放大倍数; e ——调节器的输入(即偏差) 。 比例调节器有以下几个特点: (1) 在调节器的输入(即偏差变化量)一定的情况下,比例调节器的放大倍数 Kp 越大, 调节器的输出变化量就越大,即调节阀的开度变化也越大,调节作用就越强。所以 Kp 值的 大小表示了比例调节作用的强弱。 (2) 比例调节规律的数学式是一个线性方程式,只要输入一有变化,输出就根着变化, 呈现出反应快,调节及时的特点。 (3) 只有在输入 e 不为零时,输出 Δ M 才不会为零。即只有偏差存在时,才有调节作 用。所以当系统负荷发生变化,通过调节阀门进行调节使之达到新的平衡时,如阀门的开度 发生变化,则调节器的输入(即偏差)必须不为零,也就是说,被调参数回不到原来的给定 值。即调节时有余差的,这是比例调节规律的一个特点。 在生产实际中,一般都是用比例度 P 而不是用放大倍数 Kp 来表示调节作用的大小。 比例度的定义是:调节器输入的相对变化与输出相对变化的比值,以百分数表示,数 学公式为: P? e% ? 100 % M% (2 ) 式中:e %——输入变化量 / 测量值的仪表量程×100%; Δ M%——输出变化量 / 调节器输出的工作范围×100%。 由式(1)和式(2)可见,比例度 P 与放大倍数 K 互为倒数关系,即: 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 2 P? 1 ? 100% Kp (3) 比例度的大小直接影响到调节过程的时间长短和品质好坏。 下面分析一下比例度不同大小时对系统调节性能的影响: * 当比例度很小时,也就是调节器的放大倍数 Kp 很大时,调节作用很强,这时,调节 器的输入稍有偏差出现,输出就会有很大变化,调节阀大幅度动作,这时会因过度调节而引 起过程波动很大,甚至产生发散振荡,使被调节参数偏离给定值越来越大。过程无法稳定, 这是最差的调节状态。 * 随着比例度 P 值的增加,调节过程的震荡次数随之减少,时间也随着缩短,到达恰 当值时,这个调节过程的最大偏差和控制余差都不大,而且过程也稳定得快。一般在干扰发 生之后,被调参数变化曲线产生二个波后很快能稳定下来,且余差又不太大时,调节器的比 例度就算选取得合适了。 * 当比例度 P 值太大时,被调参数变化曲线不产生二个波,比例调节作用就很弱了, 这也是一个不好的调节状态。 总之,比例调节作用的特点是调节及时,作用强,但是有余差,被调参数不能恢复到 给定值,调节精度不高。纯比例调节很少单独使用,有时对于那些调节质量要求不高、干扰 较少、滞后小的对象还可以应用。例如某些罐的液位控制。 2. 积分调节的特点 在实际生产中,工艺控制要求很严格,不允许有余差存在,所以比例调节器将不能满足 控制要求。克服余差的方法时引进积分作用。 积分作用的数学式是: dM 式中: dM dt ? ki ? e (4) dt ——调节器输出的变化速度; e ——调节器的输入偏差; ki ——比例常数,即为积分速度。 将(4)式改写成积分形式: ?M ? k i ? edt (5) 式中 ki 表示积分作用的大小。与比例度类似,习惯上用 ki 的倒数来表示: Ti ? 1 (分) ki 得 代入(5)式中 ?M ? 1 edt Ti ? (6) 从(6)式中我们可以看到: (1) 只要调节器的输入偏差 e 存在,调节器输出(Δ M)的变化速度就不会等于零, 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 3 而且随着时间的延长, 输出不断变化, 调节阀不断动作。 输入偏差 e 越大, 调节器输出 (Δ M) 的变化速度就越大,调节阀动作应当越快,直到输入偏差 e 消失为止。 (2) dt 这项的存在表示:积分调节器的输出不仅取决于输入偏差的大小,而且更主要 的是取决于偏差存在时间的长短。只要偏差存在,即使很小,但只要存在的时间足够长,调 节器的输出也是很大的。 只要偏差 e 消除了, 调节器的输出才停止变化, 调节阀才停止动作, 保持在相应位置上。 以上两点就是积分调节器之所以能够消除余差的原因。 (3) 1/Ti 是常数项,Ti 称为积分时间,Ti 越小,则表示积分作用越强。 以上是积分作用的特点。但实际使用中是采用比例积分( PI)调节规律,即比例与积 分同时起作用。 比例积分(PI)调节规律可用数学式表达为: ?M ? 1 1 (e ? ? edt) P Ti (7) 上式表示 PI 调节作用的参数有二个:比例度 P 和积分时间 Ti,而且比例度不仅影响比 例部分,也影响积分部分,使总的输出既具有调节及时、克服偏差有力的特点,又具有克服 余差的性能。 另外从上式可以看到,积分时间越小,表示积分作用越强,即在同样大小偏差存在下, 并在相同时间间隔内,调节器的输出变化增大,表示调节作用增强,将会引起震荡激烈,稳 定性变差。 如果积分时间增大,积分作用就减弱,震荡程度减弱,但消除余差的时间就会延长。 当积分时间 Ti 为无穷大时,积分作用消失,这时比例积分调节器变成比例调节器了。 在比例积分调节器中,我们可以用下列方法求取积分时间 Ti: 我们取积分部分的输出等于比例部分的输出,即由式(7)右边得到: e 1 ? edt P PTi ? 对于输入是阶跃干扰的情况下,e 是常数,即 e ? e ? 所以 1? 1 ?t Ti 即 T i =Δ t 这表示,积分部分产生的输出随时间而增大,当它的大小等于比例部分输出大小时, 所经过的时间 Δ t 就是积分时间 Ti。 在实际生产中,对于滞后不大的系统,Ti 可以选得小些,比如管道的压力和流量的调 节。而对于滞后较大的系统,Ti 可以选得大些,例如温度调节系统。 3. 微分调节的特点 微分调节规律是指调节器输出变化与输入变化速度成正比。用数学式表示为: 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 4 ?M ? Td ? d e 式中: dt (8) Δ M——调节器输出变化; Td ——微分时间 e dt ——输入偏差变化速率。 由上式可见,微分调节作用具有如下特点: (1) 调节器输出变化 Δ M 与输入偏差变化速率 de/dt 的大小成正比。这就是说,输入 偏差 e 即使存在,而且不管大小如何,只要它是固定不变的(de/dt=0) ,则它对调节器输出 变化 Δ M 没有影响,微分调节器的输出总是为零。相反,如果输入偏差变化速率 de/dt 越 大, 则微分调节器的输出变化也就越大。 这个特性表示调节器具有克服输入偏差变化的能力。 输入偏差变化大,调节器输出变化就大,调节阀开度就大,克服输入偏差变化的作用就强。 (2) 调节器输出变化 Δ M 的大小还取决于微分时间 Td 大小,微分时间 Td 越长,调 节器输出变化 Δ M 就越大,也就是微分作用越强,克服引起输入偏差变化的干扰能力也就 大了。但 Td 太大时,容易引起系统震荡。如果 Td 太小,微分作用不明显,会引起波动周期 长。 这种调节作用的特点是,当输入偏差稍有变化,虽然它可能还不大,但只要它的变化 速度很快,估计很快就会产生很大变化时,调节器就会有较大的输出来克服这个变化,这相 当于一个超前调节作用。这种超前调节作用可以减少过程的最大偏差和调节时间,适用于滞 后大,负荷变化较大的系统。 一般说,微分调节作用不能单独构成一个调节器,而是与其他调节作用配合使用,通 常是比例、积分、微分三作用调节器。 比例积分微分三作用调节器又称 PID 调节器。用数学形式表示为: ?M ? 1 1 e (e ? ? edt ? Td d ) P Ti dt (9) 这种三作用调节器的调节作用是比较理想的,它的调节过程是: 当调节器接受偏差信号时,例如调节器的设定值突然改变,一开始微分立即起作用, 而且作用很强,与此同时,比例也起作用,比例和微分引起的调节作用叠加在一起,使总的 输出大幅度的变化,产生一个强烈的调节作用。然后微分作用逐渐消失,积分作用逐渐占主 导地位,直到余差完全消失为止。在整个调节过程中,比例作用始终起着调节作用,直到余 差完全消失为止。 PID 调节器中有三个调节参数,就是比例度 P、积分时间 Ti 和微分时间 Td。适当选取 这三个参数值,可以获得良好的调节品质。 我们对比例、积分、微分三种调节规律作一归纳: ? 比例调节 它依据“偏差大小”来动作。它的输出与输入偏差的大小成比例,调节及时,有力, 但是有余差。用比例度 P 来表示其作用的大小。P 越小,调节作用越强、比例作用太强时, 会引起震荡。 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 5 ? 积分调节 它依据“偏差是否存在”来动作。它的输出与偏差对时间的积分成比例,只有当余差 完全消除时,积分作用才停止。其实质就是消除余差。但积分作用使最大超调量增大,延长 了调节时间。积分时间 Ti 表示其作用的强弱,Ti 越小,积分作用越强,积分作用太强时, 也容易引起震荡。 ? 微分调节 它根据“偏差变化速度”来动作。它的输出与输入偏差变化的速度成比例,其实质和 效果是阻止被调参数的一切变化,有超前调节的作用,对滞后大的系统有很好的效果。使调 节过程超调量减少,时间缩短,余差也减小,但不能消除余差。用微分时间 Td 表示其作用 的强弱,Td 大,作用强,Td 太大,会引起震荡。 二.调节器参数的工程整定 所谓调节器参数的整定,就是要求取某一组比例度 P、积分时间 Ti 和微分时间 Td 的具 体数值,使系统的过渡过程曲线为最好。 整定调节器的 PID 参数有二种方法:一个是理论计算整定法,另一种是工程整定法。 由于理论计算整定法需要获得对象的动态特性,而且计算复杂。因此工程上都不采用 这种方法。 工程整定法不需要对象的动态特性曲线,直接在调节系统中整定,这种方法简单,容 易掌握。 这里介绍经验试凑法、临界比例度法、衰减曲线. 经验试凑法 整定参数预先放在哪里,要依据对象的特性,也要参考测量仪表的量程。根据不同调 节系统的特点,先把 PID 各参数放在基本合适的数值上。根据大量实际经验总结,化工过 程四大参数的 PID 范围大致如下表所示。 过程 参数 流量 系 统 特 点 比例度 P ( %) 40~100 积分时间 微分时间 Ti(分) Td(分) 0.1~1 对象时间常数小,有杂散扰动, P 应较 大,Ti 较短,不用积分,加信号滤波。 对象容量大,滞后大,P 小,Ti 大,须 加微分。 对象滞后一般不大,P 略小,Ti 略大, 用微分。 P 小,Ti 较大,容许有余差试,不必用 积分,不用微分。 温度 20~60 3~10 0.5~3 压力 30~70 0.4~3 液位 20~80 1 ~5 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 沈文华二〇〇四年末录制 6 上表仅为大体数值,有时候要超出很多。例如,流量调节系统的 P 有时须在 200%以上 时方能稳定;温度调节系统有的滞后很大,Ti 须用 15 分或更大;压力调节系统要看时间常 数的大小,对有些容量很大的气体容器,P 可小到 5%,而在调节有些管道压力时,P 须在 100%以上。 在某些容器和塔底的液位-流量均匀控制中,液位容许在一定范围内波动,但塔底流 量输出则要求尽可能稳定(因为它可能是下个塔的进料或作为换热流程的热源) ,这在参数 整定时,液位调节器可使用纯比例,即将积分时间 Ti 放在最大,微分不用。也可以加些积 分时间,以最终消除余差,但积分时间 Ti 要大些,约 5~6 分。 但是在加热炉出口支路温度平衡控制中,由于靠调节炉管中物料流量大小来调节温度, 系统滞后较小,所以积分时间 Ti 可以放得小些,约 2~3 分。 有些流量调节系统由于流量信号本身干扰较大,即使比例度已经放得很大,但系统仍 然震荡,难以稳定,这时在 DCS 上对流量信号加些滤波时间(约 0.1~1.0 秒) ,有助于克服 干扰,这时比例度放在正常值上,系统也能稳定。 参数有二种加入方法: ? 一种方法是先将积分时间放得很大,微分时间为零,然后先凑试好比例度,因为在 多数情况下,比例作用是最基本的调节作用。然后加入积分作用。在加入积分作用之前,应 将比例度先放大 10~20%。积分时间凑试原则是:震荡过大,则加大比例度和积分时间; 回复过慢,则缩小比例度和积分时间。如果是三作用(PID)调节器,则在已经确定的 P 和 Ti 的基础上再引入微分作用;在加入了微分作用后,可将 P 和 Ti 再缩小一些。微分时间也 要凑试,以使过渡时间最短,超调量最小。 ? 另一种方 法是先从 上表中 所列范围 内取 Ti 的某 个值 ,如果需 要微分, 则取 Td=(1/3-1/6)Ti,然后对比例度 P 进行凑试,也能较快达到要求。如果曲线仍不理想,对 Ti 和 Td 再作调整。 下面对比例、积分、微分大小造成的影响进行说明: (1) 凡是比例度过大,或积分时间过长,都会引起过程过渡时间延长,被调参数变化 缓慢,不能较快地达到稳定。这二者的区别是:比例度过大时,曲线飘动较大,变化不规则; 积分时间过长时,曲线虽然带有震荡分量,但接近给定值很缓慢。 (2) 凡是比例度过小,或积分时间过小,或微分时间过大,都会使曲线衰减很慢,甚 至不衰减,它们的区别是:比例度过小时震荡周期较短;积分时间过短时,震荡周期较大; 而微分时间过大时,震荡周期最短。 (3) 等幅震荡的出现,不一定是参数整定不合适所引起,这时不要被假象所迷惑。常 见的原因有: ? 在采用阀门定位器时,如调校不好,会出现自持震荡,即使调节器输出恒定,阀杆 仍震荡不止,使调节过程曲线呈现狭窄的锯齿形等幅震荡。 ? 气动调节器或变送器的放大器调校不好, 也会出现自持震荡, 有时候必须串接气容, 以起滤波作用。 ? 调节阀的传动部分有空隙,或调节阀的尺寸过大,工作在起始位置(特别是线性特 性阀,在这一区域的放大系数较大)时也会出现等幅震荡,解决方法是改善阀的性能。 ? 其他工艺参数的波动,产生了正弦波形的干扰,使被调参数震荡。这可观察前后工 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 7 序情况,作出判断。解决方法之一是适当排除干扰,解决方法之二是将比例度减小,以加强 调节作用。 (4) 在流量调节趋势曲线上也可能出现跳跃现象,这往往是由于阀门内的干磨擦过 大、阀杆卡住所引起,解决方法是改善阀的特性,另外减小比例度,增强调节作用,也可改 善调节过程的品质。 经验法实质上是“看曲线,调参数” ,方法简单可靠。但遇到比例、积分、微分三作用 时,可能费了较多的时间也没能找到合适的整定参数。 2. 衰减曲线法 衰减曲线法是:先求出单纯比例作用时的合适的比例度,然后再从有关数据中定出比 例加积分或比例、积分、微分三作用时的整定参数。这个方法比较简单。 我们假定以二个连续震荡波形的峰值之比为 4 : 1 衰减时作为理想的调节过程曲线。 在 单纯比例作用的情况下,改变比例度 P,观察过程曲线衰减情况。如衰减比高于 4 : 1 ,则将 比例度减小一些,反之如衰减不够,则比例度加大一些。待调整到 4 : 1 衰减比为止。记下 此时的比例度 Ps 和震荡周期 Ts(二个波峰之间的时间) 。 然后再从上述数据中确定出比例加积分和比例、积分、微分三作用时的整定参数。如 下表所示: 调节规律 P PI PID P (%) Ps 1.28Ps 0.8Ps 0.5Ts 0.3Ts 0.1Ts T i ( 分) T d ( 分) 对于比例、积分、微分三作用调节器,为了避免在切换时,微分作用引起初始震荡, 可将比例度放在较大的数值上,然后加上积分时间,再慢慢加上微分时间,最后再把比例度 减小到计算值。 在有些对象中,调节过程较快,在趋势曲线上难以看出衰减比。这时,如果过程曲线 震荡二个波后系统就稳定下来,则我们可以认为这二个波的衰减比为 4 : 1 。波动一次的时 间即为 Ts。 被调参数 y 4 给定值 1 Ts t 4:1 衰减调节过程曲线 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 8 3. 临界比例度法 此法是先求出临界比例度 Pk 和临界周期 Tk,再根据经验总结出来的关系求出各参数, 具体做法如下: 先将调节器变成纯比例作用(即将积分时间放到最大,微分时间放在“0”的位置上) 。 加入阶跃干扰后,从大到小逐渐改变调节器的比例度,当过程曲线出现等幅震荡时(即衰减 比为 1:1) ,称为临界震荡过程,这时的比例度称之为临界比例度 Pk,二个相邻等幅波峰之 间的时间称之为临界周期 Tk,记下 Pk 和 Tk,然后按下表中公式来确定调节器的各参数值。 调节规律 P PI PID y Tk P (%) 2Pk 2.2Pk 1.7Pk T i ( 分) 0.85Tk 0.50Tk T d ( 分) 0.125Tk t 临界震荡示意图 本法在下面二种情况下不宜采用: ? 临界比例度过小时,因为调节阀很易动作于全开和全关位置,这对工艺生产不利。 ? 工艺上约束条件较严格时,这种等幅震荡会影响生产的安全进行。 比较上述三种整定方法: ? 经验凑试法。方法简单,能广泛应用于各种系统,特别是记录趋势曲线不规则、 外界干扰很频繁的系统,这种方法很适合,但要花费很多时间,有时对一个系统要花费几天 时间。 ? 衰减曲线法。能适用于各种调节系统,但干扰频繁和记录趋势曲线不规则、不断 有小摆动时不宜使用。 ? 临界比例度法。比较简单方便,容易掌握和判断,适用于一般的调节系统。对于 临界比例度很小的系统不适用,容易超出允许范围,影响正常生产。 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 9 三.PID 参数设定注意事项 目前炼化部使用的 DCS 主要时三个类型,他们的比例 P 的意义和 PID 参数整定操作权 限稍有不同: 1. 横河电机公司的 DCS 型号主要有:CENTUM-XL;μXL;CUNTUM;CS-3000 等, 它们的 PID 参数整定只要按调整画面专业键即可调出 PID 参数整定画面,操作权限在操作 员。 2. 福克斯波罗公司的 DCS 型号主要是 I/A 系列,它们的 PID 参数整定操作权限一般 组态在班长一级,需要将“键钥匙”设定在中间班长位置处方可改变 PID 参数。也可以请仪 表人员将 PID 参数整定操作权限组态在操作员一级,这样操作员就可方便地修改 PID 参数 了。 3. 霍尼韦尔公司的 DCS 型号主要有:TDC-3000;TPS 等。它们的 PID 参数整定操作 权限一般也组态在班长一级,需要将“键钥匙”设定在中间班长位置处方可改变 PID 参数。 也可以请仪表人员将 PID 参数整定操作权限组态在操作员一级, 这样操作员就可方便地修改 PID 参数了。 另外要注意的是,对于霍尼韦尔公司的 DCS 系统,它们的比例作用参数不用比例度 P 的概念,而是放大倍数 K 的概念。数值设定不是百分比%,而是小数位,这点要加以注意。 沈文华二〇〇四年末录制 D:\2 芳\培训\资料汇总\PID 常数整定方法.doc 10

  使电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障或烧毁。谐波可引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,造成电容器等设备烧毁。福禄克生产的一款便携式电能质量分析仪,自推出以来,收到广大用户的一致好评。国内众多电厂、实验室都在使用选档:欧姆档的标志是队在0档的两条框线内有五档。根据要测量的电阻数值选择合适的档位。例如测量一只3OkΩ的电阻器时,可以选择xlk档位,使表针能够指在Ω刻度线的中间区域,保证读数为清晰和准确。选定档位后,先将两根表笔短路(即红、黑两根表笔碰在一起),观察表针是否指在0Ω位置(上边行刻度线Ω位置,可以调整欧姆调零旋钮,使表针指在0Ω(见图1。

  国内较早从事气体传感器研究生产的企业汉威电子旗下,专注于空气健康生态链建设的创新型科技企业,北京威果智能科技有限公司

  理论分析和实践经验表明,电气产品的变压器、电感和电容的体积重量与供电频率的平方根成反比。所以当我们把频率从工频50Hz提高到20kHz,提高400倍的话,用电设备的体积重量大体下降至工频设计的5~l0%。无论是逆变式整流焊机,还是通讯电源用的开关式整流器,都是基于这一原理。同样,传统“整流行业”的电镀、电解、电加工、充电、浮充电、电力合闸用等各种直流电源也可以根据这一原理进行改造, 成为“开关变换类电源”,其主要材料可以节约90%或更高,还可节电30%或更多。由于功率电子器件工作频率上限的逐步提高,促使许多原来采用电子管的传统高频设备固态化,带来显著节能、节水、节约材料的经济效益,更可体现技术含量的价值。

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