化工应用│PID回路监测与整定

为了解决流程工业存在的PID回路的管理与维护问题，泰极控制针对PID回路数量众多和分散带来的管理困难，开发了Tai-Ji MoniTune®（PID回路监测与整定系统），对PID回路监测评估和整定合为一体，使用闭环辨识技术。同时监测上千个PID回路的运行情况，并对有关回路进行参数整定优化。监测系统为每个PID回路进行性能打分，工厂的控制情况一目了然。整定系统使用控制回路闭环模型辨识，不干扰生产，模型精度高，控制性能好，使用方便。

Tai-Ji MoniTune®采用B/S构架，用户通过Web浏览器进行访问与使用。

针对流程工业系统特点，泰极控制通过重点研究控制回路的性能评估与故障诊断，为流程工业系统的基础控制提供性能保障。泰极控制将控制回路性能评估、诊断工具软件设计了以回路分类、监控、辨识、整定、诊断为主流程的方案，为流程工业系统中基础回路的设计、优化、运行提供有效的保障手段。

Tai-Ji MoniTune®可用于监控与整定全厂的PID回路。通过OPC协议收集秒级PID回路数据。每隔8小时（或根据产品批次）自动计算回路运行情况。从回路自控率、阀门饱和率、静态偏差率、PV波动率、以及振荡五个角度综合评估回路运行状态。给出每个回路的综合得分以及评价。可以对故障回路进行测试、辨识、参数整定。系统带有全文搜索与报表生成功能，方便进行瓶颈分析与统计。

Tai-Ji MoniTune®的工作台界面，如下图所示。

在Dashboard工作台中，可以看到所有的回路数、全厂平均回路指数、全厂控投运率、以及按车间按时间排列的回路指数和自控投运率等。

在Dashboard工作台中，还可以在分厂信息中看到按分厂或车间分组的回路，如下图所示。

点击任一回路，进入回路详情页面，如下图所示。

回路详情中，从自控投运率、回路振荡检测、阀门饱和检测、静态偏差监测、自控性能监测五个维度，对回路整体性能进行评估，最后给出一个回路综合评价得分。在每一个维度中，会具体对回路进行分析，指出问题所在。如下图所示。

PID整定工作的主要流程为：

（1）通过Tai-Ji MoniTune®找出控制性能不佳的回路；

（2）与操作人员交流沟通、针对回路实际需求，进行PID参数整定；

（3）再次通过Tai-Ji MoniTune®对修改后PID回路进行评估，若仍存在问题，则重复步骤（1）、（2），直至控制性能提升至理想值，该回路整定结束。

PID参数整定工作可通过工程师人工整定完成，也可通过Tai-Ji MoniTune®系统进行优化整定。使用软件整定参数具有以下几方面的优势：

浙江绍兴某化工公司

项目监控了公司各车间约1000个PID回路的控制性能，并陆续整定多批性能不良的回路，取得了良好效果，总体上达到了提升自控投运率，降低自控偏差率的目标。调试结果获得了各车间工艺员的认可，降低了操作人员的劳动强度。