处理 PID 学习曲线
教科书非常适合构建概念，并且可能会用大量您认为足够的信息轰炸您在现实世界中努力。然而，当你毕业并获得一份现场工作时，真相就会浮出水面。一些毕业生对现场学习内容和课堂教学内容的差异程度感到惊讶。
PID 控制系统 ，由于在现实世界中需要考虑的不准确性的数量，效果会被放大。一个人如何沿着 PID 学习曲线走下去，成为专家？即通过对PID控制进行现场测试和优化。
须知
考虑一个拥有乙烯生产区的化工厂，操作员努力维护一个 500 加仑的化学品罐，这是化学品生产线流程的一部分。
首先需要看到的是设定点信号，在这种情况下，它可能是来自电位计的 0-10VDC 信号，反映了罐中所需的化学物质水平。接下来，需要检查反馈信号，该反馈信号可以由诸如液位传感器之类的设备生成，该设备基于液位提供 4 到 20mA 信号。最后，所需的项目是实际的 PID 控制器。
今天的控制器托管在独立模块中，这些模块设置为接收设定点和反馈信号，同时还执行算术 PID 计算。也可以使用独立的 PID 控制模块，但如果需要，也可以在 VFD 和 PLC 中使用 PID 控制。
测试
诊断控制系统的一个好方法是检查传感器的下限/上限。例如，可以在上面的示例中检查液位传感器，以查看其在低液位和高液位分别提供 4mA 和 20mA 电流。接下来，可以通过调节控制旋钮来检查设定点信号，在这种情况下，控制旋钮是一个从最小值到最大值的电位计。可以使用万用表测量信号并验证其值。如果这也顺利进行，请检查阀门，如果它使用独立控制器打开/关闭，则问题可以缩小到 PID 模块。
市场上有几种类型的 PID 模块。为了本文的缘故，让我们考虑一个具有三个选择器开关的产品 ：
- 一个用于比例增益设置
- 一个用于积分时间设置
- 一个用于微分时间设置
在新模块上设置选择器开关并进行相同的配置可能会奏效，但从长远来看，加倍努力会更好。
PID 优化
通过调整比例、积分和微分设置，可以实现优化，这有助于改进整个过程。以下是一些有助于提高 PID 控制器效率的黄金法则：
- 同时更改所有三个控件可能会导致迷失方向和混乱。而是一次进行一项调整。
- 比例增益控制过程达到设定点的速度。如果设置为高电平，将更快地达到设定点，但也会增加剧烈过冲和振荡的风险。如果设置得非常低，它将消除过冲但会增加总时间。
- 解决这个问题的最佳方法是先将积分时间、微分时间和比例增益值设置为零，然后先少量增加比例增益，直到振荡最小发生。
- 积分时间可以看作是一个误差消除器，减少振荡时间，去除偏移量。然而，不正确的调整会导致超调急剧增加，除了振荡。接近这个类似于比例增益，稳步增加它直到振荡和偏移被抵消。
- 微分时间作为控制回路的制动机制，在一些超调不明显的应用中不需要。微分控制有助于消除超调，但也会导致响应性降低。慢慢增加微分时间，直到达到最佳响应。
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