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液位控制的PI推荐参数

液位控制的PI推荐参数 上海华理自动化系统工程有限公司
2025-08-22
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导读：液位控制余热锅炉汽包液位控制液位是流程工业液体物理平衡的指示，所以液位是常见的一类积分对象。在液位PID控制
液位控制
余热锅炉汽包液位控制
液位是流程工业液体物理平衡的指示，所以液位是常见的一类积分对象。在液位PID控制中，常见的PID参数错误是使用了太小的积分时间，导致液位控制会等幅异相位振荡。
虽然知道要大幅度的增加积分时间，但是到底要增加到多少才合适呢？当液位控制会等幅异相位振荡，把积分时间×3只会得到一个更缓慢、更大幅度的等幅异相位振荡。
针对这个问题，最开始的液位控制的PI推荐参数，积分时间要达到300秒。在前面提到的两个例子中，都说明这个积分时间给的还是不够充分。为什么呢？
从下面的积分对象的Lambda整定公式中，可以看出PID的比例增益和飞升斜率成反比，和纯滞后也成反比。当罐子很大时，飞升斜率会很小，积分对象的纯滞后往往也不大，这时候Lambda整定推荐的比例增益是比较大的。积分时间小点也不会振荡，但是实际上液位控制使用的比例增益往往并不是很大。这实际上意味着一个比较大的λ，根据Lambda整定的规则，积分时间此时往往需要一个大的多的值。
而且实际上积分对象测试的难度也很大，如何让液位积分对象的整定方法更具有操作性呢？液位控制的PI推荐参数应该如何设置呢？
我们最近提出了一个反映液位积分对象特性的新名词：填充时间T。液位满量程对应的液体体积是能算出来的。控制器输出OP满量程对应的最大流速是已知的。填充时间就是用液体体积÷最大流速得到。这个过程类似OP变化了100%，同时液位也变化了100%时对应的等效时间常数。可以用计算代替阶跃测试和响应曲线画图。
根据Lambda整定规则，可知比例增益×积分时间一定要等于4倍的填充时间。所以液位控制的PI推荐参数可以设置为：4/T/0。
因为比例增益和积分时间的乘积不变，所以当比例增益变大的时候，积分时间可以更小从而得到更强的控制性能，当比例增益变小的事实，积分实现就要更大从而得到一个更弱的控制性能。这是积分对象使用PI控制的一个特性。

【声明】内容源于网络
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上海华理自动化系统工程有限公司
主要从事工业自动化领域的技术开发、技术服务、技术咨询以及相关技术的工程应用实施等业务。致力于用高科技改造传统流程工业，促进高新科技成果产业化，同时探索科研与生产、市场相结合的有效模式和运行机制，促进石油化工企业信息化、自动化和智能化发展
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