有用户反馈使用Lambda整定方法整定流量自动控制回路PID参数时测试发现:对于自衡对象,Ti=T ,现场对流量回路整定,辨识出来的T非常小,只有0.5秒左右,按照这个公式,Ti=T=0.5秒,现场测试,积分给的太小,非常容易发散。
这是一个非常典型、也非常有价值的现场反馈。首先给结论:Ti=T这个公式本身没有错,问题出在"代入公式的那个T并不是公式想要的那个T"。
这是本案例最核心的问题。Lambda整定公式Ti=T中的T,指的是被控通道的等效一阶惯性时间常数,而流量回路阶跃试验辨识出的"T=0.5s",往往只是整个动态链中最快那一段的拟合结果,实际回路的滞后大头被丢掉了:
1、阀门动态没有包含进来
调节阀从接受信号到阀位实际变化,本身有1~5s的响应时间(与执行机构、定位器、口径有关)。阶跃试验时如果输出信号阶跃很快,而拟合只盯着流量曲线开始上升后的那一段,就把阀门的惯性"切掉"了;
2、变送器阻尼与滤波设置
电磁流量计、差压变送器出厂常带0.5~2s的阻尼。如果阻尼被关掉,流量信号快而噪声大,拟合出的T偏小且噪声直接进入PID控制器;如果阻尼开着而辨识模型没有计入,控制器设计又基于过快模型,闭环同样不稳定;
3、阶跃试验与拟合方法问题
阶跃幅度太小,流量响应淹没在噪声里,拟合出的T不可信;拟合时间窗取得太短,只拟合了响应初期(近似纯滞后+快惯性),T系统性偏小。
一句话:流量回路的真实动态=阀门惯性+管道容积+变送器阻尼,辨识出的T=0.5s通常只反映了其中最无关紧要的一小段。

在实际现场工作中,流量自动控制往往都是比较快的控制回路,流量自动控制回路可以不用Lambda整定方法就能取得差不多的性能。
流量自动控制回路昌晖仪表推荐PID参数:比例增益选择0.25,积分时间选择0.25分钟,并需要使用微分。根本原因是流量控制可能有大纯滞后时间。
流量自动控制整定的基本思想是:比例不能强,积分不能弱。如果比例增益大于1,可能出现同相位振荡。如果积分时间超过1分钟,设定值跟踪和抗扰都会比较弱。
当然了,凡事都有例外,如果推荐参数不能满足要求,还是要进一步整定PID参数,甚至需要按Lambda整定方法标准流程进行PID参数整定。
如果调节阀有问题就修调节阀,如果PV有噪声适当的滤波是有益的。
