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浅谈关于压力控制器模式的基础常识以及它们分别的优点缺点
编辑:https://www.abdeli.net 来源:mg4355线路检测 发布时间:2018-12-10
      压力控制器是过程工业中最普遍的控制器。在这里,大家退一步看一下比例,积分和微分模式的基础常识。如果一种模式占优势,这些压力控制器控制模式具有明显的优点和缺点以及后果。过度的比例动作会导致晃动或犹豫,过度的积分作用会导致过冲,而过度的微分作用会导致设定值出现振荡。以下是对每种模式的基本功能的回顾,以实现模式之间的最佳平衡。
      在压力控制器中显示了每个模式对设定值变化的输出的贡献。在该图中,比例模式和微分模式作用于误差(设定值和过程变量之间的差异)而不仅仅是过程变量。在所示的时间段内,没有来自过程测量的更新,因此大家可以更清楚地看到每个模式的功能,而无需来自过程的任何反馈。
远东1.jpg
 
远东1-2.jpg
比例模式基础
      比例模式可马上响应过程变量的变化。如果压力控制器结构对误差进行比例操作,则会马上对设定值变化作出反应,图1所示。百分比输出的变化是设定值百分比的变化乘以控制器增益。对于设定值的阶跃变化,控制器输出中的比例模式有一个步骤。此步骤将有助于更快地将过程变量设置为设定值,特别是将消除阀门静摩擦和间隙的死区时间。但是,对于某些应用程序,此步骤可能过大或对其他循环具有破坏性。特别是,运营商担心快速变化。设定值滤波器的使用将减慢输出的变化和设定点减少过冲的方法。权衡是上升时间(达到设定点的时间)的增加。 如果设定点滤波器时间常数设置为等于复位时间,则压力控制器实际上具有对过程变量而不是误差的比例动作结构。
      对于过程变量增加和接近设定值(反向动作),比例模式的贡献将减小。抵消这种方法的这种变化提供了一些预期的行动和方向感。如果比例模式贡献大于积分模式贡献,则对于提供快速非振荡(临界阻尼)响应的控制器增益设置,过冲最小化。如果比例作用太大,则在设定点和振荡的方法中可能会出现可能导致过冲的步履蹒跚。因此,大家有一个有趣的情况,即增益太低会导致过冲而不会抵消积分模式,过高的增益会导致振荡过冲。
      如果过程变量或设定值没有变化,则比例模式停止改变输出。因此,比例仅或比例加微分控制器不会在自调节过程中引起静摩擦或反冲的极限循环。
      请注意,许多模拟控制器使用比例带而不是比例模式调整设置的增益。比例带是引导致控制器输出100%变化所需的过程变量的百分比变化。100%比例带意味着过程变量的100%变化将导致控制器输出100%变化,增益为1.用户必须知道其控制器增益设置的单位并进行相应转换,这一点至关重要。
增益= 100%/比例带    
比例模式的优点
      最大限度地减少静摩擦和反弹的死区时间
      最大限度地缩短上升时间
      最小化峰值误差
      最小化集成错误
比例模式的缺点
      输出翻转运算符突然发生变化
      输出突然改变其他循环
      放大噪音
积分模式基础常识
      积分模式将误差与时间相结合。对于图1中所示的恒定误差,结果是恒定的斜率。即使过程变量正在增加并接近设定值(反向动作),积分模式也将继续增加控制器输出,因为误差为负。在过程变量超过设定值之前,交互操作不会更改符号。因此,没有预期的行动或变革方向感。超过比例和微分作用的积分作用将延迟输出偏离输出限制并导致过冲。 过度的积分作用也会通过加速温度升高和接近设定点而引起失控反应。
      如果过程变量或设定值没有变化,积分模式将继续斜坡,因为误差永远不会为零。因此,具有主动积分模式的控制器将导致自调节过程中的静摩擦和来自积分过程中的反冲的限制循环。当PV在指定的死区范围内时,积分死区参数将暂停积分作用。如果没有PV更新,为无线开发的增强型压力控制器将固有地暂停积分操作。在这种情况下,使用小的阈值灵敏度设置来防止对噪声的反应。
      请注意,许多模拟控制器使用每分钟重复的重置设置,而不是整数模式调整设置的重置时间。每分钟重复次数表示一分钟内比例模式贡献的重复次数。今天的重置时间设置是每次重复的分钟数或每次重复的秒数,这给出了重复比例模式贡献的时间。通常,“每次重复”术语被删除,在几分钟或几秒内给出重置时间设置。
每次重复秒数= 60 /每分钟重复次数
积分模式的优点
      消除偏移
      最小化集成错误
      输出平稳移动
积分模式的缺点
      限制周期
      过冲
      开环不稳定反应堆失控
微分模式基础
      微分模式提供的输出与误差相对于时间的变化率成比例。对于误差的阶跃变化,结果将是尖峰。如图1所示,内置的衍生滤波器具有时间常数,该时间常数是速率时间的一个派系,将峰值更改为缓冲,如图1所示。除非趋势图更新时间快且时间刻度短,踢将看起来像一个尖刺。  当在PV上使用微分作用而不是误差时,由于在使用导数的环路(例如温度)中PV很少发生阶跃变化,因此消除了冲击或尖峰。衍生物不用于死区时间主导回路,因为PV的变化是由于缺乏显着的过程时间常数而突然发生的。如果在一个死时间内发生完全响应,衍生动作可能弊大于利。衍生动作的最有效使用是二次滞后的补偿(取消),特别是在整合或失控过程中。
      太多的微分作用将导致设定点的振荡方法,其频率比固有频率快。达到设定值后,这些振荡可能会持续存在。
      几乎所有衍生调整设置都以秒或分钟为单位的速率时间给出。有效速率时间设置不得大于有效复位时间设置。有效设置适用于ISA标准表格。附录K中所示的交互因子可防止有效速率时间变得大于复位时间。在20世纪90年代之前开发的调整方法是当时主要使用的系列形式。这些调整方法可以将速率时间设置为等于重置时间。在今天主要使用的ISA标准形式中使用这些设置将导致严重的振荡。
      衍生模式的优点和缺点类似于比例模式的优点和缺点,除了相对优势较小且衍生模式的相对缺点较大。
衍生模式的优点
      最大限度地减少静摩擦和反弹的死区时间
      最大限度地缩短上升时间
      最小化峰值误差
      最小化集成错误
衍生模式的缺点
      输出翻转运算符突然发生变化
      输出突然改变其他循环
      放大噪音
拆分范围示例
     mg4355娱乐电子游戏从工程师得到了几份报告,说压力控制器做错了。考虑温度控制回路,PV为48度,SP为52度,输出分流在水阀和蒸汽阀之间,分流范围点为50%。操作员查看面板,如压力控制器基础常识所示当水阀打开时,希翼蒸汽阀打开。他将要求控制器调整得到纠正以使这种情况发生,这导致技术人员或工程师添加更多的积分动作以使蒸汽阀打开。整体行动没有方向感,有助于满足人们的希望,并在查看数字显示时处理不耐烦。如果操作员查看轨迹并了解死区时间,他或她会意识到温度处于超出设定点的轨迹上,现在任何变化都需要停滞时间才能生效。水阀应打开。操作员显示的改进将显示相对速率和变化方向,并将未来的一个死时间值。

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