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LNG过程控制中PID应用.doc

发布:2017-06-04约4.61千字共9页下载文档
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LNG过程控制中的PID应用   摘要:PID控制器(比例-积分-微分)是工业控制系统中一种常用的闭环反馈控制系统。PID控制器经过比较实际测量值和设定值得偏差,通过调节输入信号减小实际值和理想值得误差。P-(比例)现阶段偏差的调节,I(积分)-收集前段时间的误差,D(微分)-对将来误差的估计,基于电流变化率。用这三中方法加权求和中,通过控制元件如控制阀的位置,或者调节一个加热源对工艺过程进行调节。在本文中将主要介绍PID整定的方法在LNG过程控制中的应用。 关键词:PID(比例-积分-微分) LNG(液化天然气) 整定(Tuning) Abstract:A proportional?Cintegral?Cderivative controller (PID controller) is a generic control loop feedback mechanism (controller) widely used in industrial control systems.A PID controller calculates an “error” value as the difference between a measured process variable and a desired setpoint.The controller attempts to minimize the error by adjusting the process control inputs.P depends on the present error,I on the accumulation of past errors,and D is a prediction of future errors,based on current rate of change。The weighted sum of these three actions is used to adjust the process via a control element such as the position of a control valve,or the power supplied to a heating element.In the article we will introduce the application for PID controller in LNG process. Key words:PID(proportional integral differential),LNG(liquefied natural gas),setting(Tuning ) 1、PID的简介 1.1 PID的概况及意义 PID控制器(比例-积分-微分控制器),由比例单元 P、积分单元 I 和微分单元D组成。通过Kp,Ki和Kd三个参数的设定。PID控制器主要适用于基本线性和动态特性不随时间变化的系统。 PID控制器示意图 PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同,PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值,这样可以使系统更加准确,更加稳定。可以通过数学的方法证明,在其他控制方法导致系统有稳定误差或过程反复的情况下,一个PID反馈回路却可以保持系统的稳定。 一般PID方程式 其中:Kc为系统增益,1/Ti为积分常量,Td为微分常量,e(t)为误差,u(t)为控制器的输出值通过拉普拉斯变换我们可以得到下式: 经过Laplace变换后的PID方程式 由于微分项为非正则,因此该式在物理上无法实现,但我们可以通过近似方法将其近似为以下三种方式: 1.2 PID整定控制的研究现状及发展 自从有了PID控制,回路整定就一直是人们研究的问题之一。许多整定方法及公式已经开发出来(均为根据经验测得)。最早提出的PID参数工程整定方法是1942年由Ziegler和Nichlos提出简称为Z-N整定公式,尽管时间已经过去半个世纪了,但至今还在工业控制中普通应用。1953年Cohn和Coon继承和发展了Z-N公式,提出了一种考虑被控过程时滞大小的Conhn-Coon(C-C)的整定公式。当然还有随后的R-C法以及改进的RZN法(Refined ZN)。常用PID形式: 假设相应的阶跃传递函数为,K为增益,为时间常数,为时滞常用的PID整定方法如下: 表1 常用的PID整定方法 2、LNG工业的简介 一般LNG接收站主要
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