技术文章

当前页面: 首页 >技术文章 >结合温度对象特点来进行温控器参数整定

结合温度对象特点来进行温控器参数整定

供稿:中国工控网 2016/9/18 10:39:28

0 人气:153

  • 关键词: 智能温控器
  • 摘要:控制算法是温控器获得良好控制效果的灵魂!很多人认为精确控温选用的是PID调节器,这种说法没有错。但您必须要知道:温控器是PID调节器,温控器的控制算法更需要满足温度大滞后、无超调、无欠调的要求。控温效果好、操作简单、能适应各种复杂工况、市场占有率高和口碑好的温控器或调节器,其先进控制算法必然走在同行前列,这就是欧陆、霍尼韦尔、山武霍尼韦尔、岛电、宇电等品牌控制器占据我国中高端市场根本。

  控制算法是温控器获得良好控制效果的灵魂!很多人认为精确控温选用的是PID调节器,这种说法没有错。但您必须要知道:温控器是PID调节器,温控器的控制算法更需要满足温度大滞后、无超调、无欠调的要求。控温效果好、操作简单、能适应各种复杂工况、市场占有率高和口碑好的温控器或调节器,其先进控制算法必然走在同行前列,这就是欧陆、霍尼韦尔、山武霍尼韦尔、岛电、宇电等品牌控制器占据我国中高端市场根本。

人工智能温控器

1、先认识温度对象的特点
  实践证明温度对象的特点是时间常数大,滞后现象严重。反映在控制系统上,就是被控温度的变化滞后于温控器的输出。因为热量的传递是需要一定时间的,温度上升的快慢与热容量的大小有关,温度上升与下降和时间的关系是一个指数曲线关系。而产生滞后则与热量的传递过程有关,测温元件也有一定的惯性,这些都会产生滞后现象。由于上述两个特点,就给温度控制系统带来一些困
难,因此要采取一定的措施来克服滞后现象。

2、进行温控器PID参数整定
  当温度自动控制系统组成后,对象各通道的静态、动态特性就很难改变了,因此控制过程就取决于PID参数了。PID参数整定就是针对特定的控制回路,求取保证控制过程最好的参数值。由于PID算法的变化层出不穷,当自整定或修改温控器的参数时,首先要确定这台PID温控器的类型。

  对于PID参数的整定,主要有经验法、临界比例度法、衰减曲线法、自整定等。经验法提供了温度控制时的参数凑试范围,即比例度δ为20%-60%,积分时间TI为3-10min,微分时间TD为0.5-3min。整定时把δ放至50%左右,TI调至6min,TD放至O。调整时先减小δ看变化曲线,再把TI从大往小调,看曲线的变化再进行调整,基本差不多了再加TD。

  衡量一个PID控制系统质量的好坏,主要是看在外界干扰产生后,被控量偏离给定值的情况,假如偏离了以后能很快平稳地回复到给定值,就认为是好的。温度控制系统要求控制无超调、无欠调,经典PID算法在大滞后温度控制中难以获得理想效果,市场上占有率高的温控器品牌其产品无一例外都有其独到的控制算法。

3、温度控制系统还应重视以下几点
  要想精确控制好温度,除做好PID参数的整定工作外,影响精确控制温度的因素还有很多。应注意以下几点:

(1)温度系统的控制精度与组成该系统各环节的误差有很大关系,只要知道了测温元件、温度变送器、显示仪表、调节仪表、控制系统板卡的精度(或最大允许误差),是可以用方和根方法来计算控制系统精度的。如果要达到精确控制温度的目的,在系统设计、选型时就要综合考虑选择精度较高的仪表。在实际应用中,组成系统的各环节、各仪表的误差可能是同方向,也可能是反方向,在同一系统中所有仪表出现同向误差的可能性极小,故系统的误差比理论计算的要小些。当温控器的测量、给定精度校好后,其他误差对系统影响不是太大,即对闭环控制主回路的影响不大,这也是闭环负反馈的优点。

(2)不能片面追求仪表的精度,如果工艺允许,适当改变测量仪表及温控器的量程范围,也是一种提高控制精度的手段。如温度变送器量程的选择,可直接影响到系统的控制精度和显示的分辨率。

(3)对温控器的性能要求是,当测量值等于给定值时,控制器的输出应该能稳定在任一输出值上,温控器的这种性能称为控制点。温控器的输出稳定在任一值时,测量值与给定值之差就叫控制点偏差,控制点偏差就是调节精度。温控器积分增益的大小决定着调节精度的高低,而温控器的开环放大倍数又决定着积分增益的大小。要提高调节精度,就要认真做好温控器的校验工作。

(4)PID工程整定的主要依据是4:1衰减比和各种不同的附加条件。在整定中如果只按衰减比进行整定,是可以得到许多对积分与放大倍数相配合的数值,它们都能满足4:1的衰减比,只有增加另一个附加条件时,才能从许多对数值中选出一对适合的值,这一对适合的值常称为“最佳整定值”,但不能理解成一组最好的数据,因为对于不同的控制系统,最佳的必要条件不一定相同。要具体问题作具体分析。如有两个温度控制系统,一个系统的要求是温度稳定、其偏差不能太大,而另一个系统则要求被控制温度的数值恒定,对于这两个系统一般的整定方法是可以满足前者要求的,但用相同的整定方法,不一定能得到满足后者要求的数据。因此在要求较高时,对温度控制系统的设计、组合、及PID参数整定都应引起足够的重视,否则很难达到预期的效果。


审核编辑(王静)
更多内容请访问 中国工控网(http://www.gongkong.com)

手机扫描二维码分享本页

工控网APP下载安装

工控速派APP下载安装

 

我来评价

评价:
一般