流量控制可以消除調節閥的非線性,讓裝置操作忽視調節閥非線性,將裝置重新定義為符合理論分析習慣的體積流量或質量流量。所以流量控制成為最常見的過程基礎控制。流量控制的被控對象特性普遍較快,能實現流量穩定控制的參數范圍很寬。即使使用默認PID參數也能控制,所以流量控制的確一般很好整定。
液位控制往往具有積分對象特性,引入積分對象特色是為了滿足流程工業的物料平衡控制。積分對象特性和自衡對象雖然顯著不同,物料平衡在化工原理中的重要性,是要對其整定進行研究的原因。既然是物料平衡控制,能對抗擾動就可以了,回到設定值的速度反而沒有那么重要。在積分對象控制中,避免雙重積分引起的異相位振蕩是主要考慮的問題,控制的速度不是主要矛盾。所以使用更長、更弱的積分時間是積分對象控制的關鍵。積分對象的低要求降低了液位控制的難度。
壓力控制有的是類似流量控制的快速自衡對象,有的是物料平衡的積分對象。壓力控制的常見問題就是比例作用太弱,抗擾不足引起的波動。大幅度的增強比例作用是一個解決方法,而且壓力控制的回路并不太多。對壓力被控對象特性的分類有點難度,但是壓力控制并不多往往不是控制的難點。其實壓力控制也比較難,壓力控制的比例增益我見過100的,這超過了大部分工程師的認知。

溫度控制是能量平衡的表現,而且往往是需要嚴格控制的工藝參數。溫度被控對象本身的響應速度比較慢,干擾也很多。有的溫度控制需要精細的調整溫控器PID參數,有的必須采用復雜的變結構PID控制策略,有的需要重新定義問題例如選擇靈敏板溫度或者選擇溫差控制,甚至有時候必須把一個溫度控制放棄才能避免耦合。整定PID參數和重構問題都需要更多的知識,整定PID本身比較難,還不一定能解決問題,這個是造成認為溫度控制比較難的主要原因。即使是換熱器的溫度控制,往往也有組合積分的特性,實際上也需要更慢的PID參數。而加熱爐的溫度控制很多都使用串級控制,串級控制的整定也需要系統思維。
因為溫度控制需要更全面的過程控制知識,所以溫度控制是比較難。即使這樣溫度PID控制也不一定需要使用微分。
作者:馮少輝博士
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