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1、浅谈工业自动控制系统中 PID 技术的应用 李宁 中石油锦西石化分公司 摘 要： 伴随着社会的发展, 自动化控制系统在多个行业当中的应用均有所普及, 并且应用的作用越发重要, 尤其是在工业行业以及建筑行业当中, 其不仅可以显著提升工业施工效率及适用质量, 还能够提高整个建筑的社会效益。在工业领域中, 自动化控制系统的合理应用非常重要。对此, 本文详细分析工业自动控制系统中 PID 技术的应用。关键词： 工业自动控制系统; PID 技术; 应用; 作者简介：李宁 (1983-) , 性别女, 学历本科, 职称工程师, 研究方向仪表自动化。伴随着工业领域中自动化控制系统的广泛应用和不断发展, 自动
2、化控制系统在应用中的重要性不断提高, 逐渐无法替代。在工业生产中, 自动化控制系统可以起到及时、准确、高效的控制效果, 能够应用在多个生产流程中, 对于生产效益有直接性的推动效果。近些年, 关于 PID 技术的研究非常多。对此, 探讨工业自动控制系统中 PID 技术的应用具备显著的现实意义。1 PID 控制系统在自动控制中, 其因为多项外界因素的干扰, 有可能会导致生产过程中控制参数发生变化。为了确保产品的整体质量, 在工业现场检修各项原件的时候, 需要将这一些发生变化的数据传送到 PID 控制器当中, 并通过 PID 计算之后调节相应的数据变量, 并促使被控制的参数能够达到预定的数值, 从而
3、保障生产的效果。PID 调节主要是分为积分调节、比例调节以及微分调节。比例调节主要是对参数进行调节, 但是如果只采用这一种调节方式仍然有可能存在稳态误差。在系统的当中, 存在的一定稳定误差, 就需要在 PID 控制器当中对输入和输出的误差信号采取积分处理, 并尽可能减少误差值, 确保误差值控制在零。这一种调节方式也可以被理解成为积分控制, 在自动控制的系统当中发生误差并调节的时候, 因为大惯性组件或滞后性组件的存在, 所以变化值一般会存在一定的延时, 这一延时便会导致系统发生稳定性的震荡。对此, 为了更好的解决这一种现象, 需要在调节的过程中做出预先性的判断, 并对组件中发生的变化进行调节,
4、这也就是微分调节。相对而言, 微分调节是最为理想的方式, 其主要是将比例控制与微分控制两种方式综合起来应用, 可以在消除余差的同时提升整个系统的控制稳定性, 同时其可以使用在对控制要求比较准确且滞后性较大的场合中。2 PID 技术在工业中的应用2.1 PID 技术的控制参数选择在 PID 技术的控制过程中, 最为重要的过程便是适当的调节被控制的参数, 因为假设控制参数的选择不合理, 便无法保障实际控制效果的合理性。另外, 因为实际生产过程中存在许多的影响因素, 再加上并不是所有的因素都需要控制, 所以如果考虑所有的影响因素, 在参数控制的过程中很难保障控制的实效性, 同时许多的控制程序也并不是
5、非常必要的。对此, 在参数控制的过程中, 需要先对生产的工艺进行详细的分析, 并寻找到生产中对产品质量、生产安全影响最为突出的因素, 同时明确这一些因素是否可以借助人为的方式控制。在工业自动化控制中, PID 参数的选择并不唯一, 同时也不能随意选择, 参数控制原则有:1、被控制的参数可以满足产品生产质量要求;2、参数的选择尽可能以直接参数为主, 假设无法实现可以应用一个相对应的时间参数为主;3、被控的参数灵敏度比较高, 同时手工的控制难度比较高;4、所采用的仪表可以应用监控方式进行调控。2.2 PID 调节参数设定如果想要将 PID 调节技术达到最大值, 其必须对积分时间、微分时间、PID
6、回路增益等进行调整。这就涉及到一个问题, 也就是怎样可以在生产过程中明确上述参数的最佳值。针对实际的生产而言, 一般需要根据操作人员的工作经验对参数进行调节。在这一过程中, 整体调节方式是以先调节比例参数、之后为积分参数, 最后为微分调节。在调节的时候, 需要随时观察曲线的变化状况, 并缓慢的改变其中的参数取值, 确保产品质量符合要求位置。在对机体调节的过程中需要先关闭积分调节和微分调节, 并先将积分时间调整到无穷大, 将微分时间设置成为零。在刚开始的时候, 在选择最初的比例参数时可以按照工作经验选择, 之后按照过程变量值曲线的变化逐渐变化比例度, 直到衰减变量值减少到原本的 1/4 为止。此
7、时, 便可以对积分比例进行调节, 在调节到原本的1.2 倍时, 可以加入积分调节, 积分调节的时间参数会逐渐减少, 最终在衰减到 1/4 时可以加入微分调节, 微分调节的时间一般为初始积分时间的 1/3。3 结语综上所述, 在工业生产过程中, 合理的应用 PID 技术能够显著提升控制实效性, 尤其是提升工业生产的节能效果与生产性能。PID 调节对于控制系统的应用非常明显, 但是 PID 调节至今, 其可应用的范围并不是非常广泛, 仍然是给予重温度控制方面。PID 调节的持续发展促使人们的生活、生产水平得到提升, 伴随着工业生产技术的不断发展, 在今后实际工作中, 相关的技术研发以及生产操作人员, 需要提高对 PID 技术的应用, 结合自身实际情况, 不断的改进和优化 PID 技术, 从而展现工业自动控制系统中 PID 技术的应用价值, 确保工业生产效益最大化。参考文献1田苗, 史玉琴.基于 PID 技术的工业自动控制系统的优化改进研究J.现代电子技术, 2015, 23 (13) :132-133. 2胥良, 贾宪生.基于神经网络的 PID 控制方法在矿井提升机中的应用J.工业仪表与自动化装置, 2015, 31 (2) :77-80.
