温控仪表在生产过程中的灵活应用

温控仪表在生产过程中的灵活应用

孔凡振

    啤酒生产过程中，温控仪表广泛应用于糖化、发酵、杀菌等温度测量控制环节，智能温控仪表的正确使用是质量控制的重要法宝。
    温控仪表采用各种单片机作微处理器，集多种输入信号于一体，输出接口采用模块化结构和LED数码显示，同时采用软件陷阱与冗余、掉电保护、数字滤波等技术，重视现场容错功能，整机抗干扰功能强，是一种被广泛使用的智能仪表。但是由于仪表型号多、功能设置复杂，容易造成仪表性能无法完全发挥，导致资源浪费。针对这一情况，笔者在多年的实际工作中总结出了一些实际操作技巧。
   
一、充分利用智能仪表的“输入幅度调整”功能，提高仪表的测量准确度
    仪表的准确度级别是采用误差来表示的。测量范围越大，仪表的测量误差也就越大，在实际工作中，因为智能仪表生产厂家常将仪表量程设置为最大范围，如果能够利用仪表的“输入幅度调整”功能，将仪表的量程设置在既能满足生产需要，又在最小允许误差范围以内，这样就间接地提高了仪表的使用性能。
   
二、灵活使用仪表的输出功能
    智能温控仪表的输出除标准电流、标准电压外，还配有报警、信号远距离传输等功能。灵活运用这些功能，将大大提高仪表的利用率。如在检定仪表时可以通过信号远距离传输功能连接计算机，利用计算机记录仪连续记录工作情况，便于了解仪表的稳定性能，提高仪表的检定准确性。
   
三、充分利用智能温控仪表的PID参数调节功能
    智能温控仪表虽然都配备PID参数自整定功能，可是在实际工作中发现，经过仪表自整定后的参数并不是最佳的，温度变化曲线也不是最佳曲线。其实只要掌握了PID调节的原则和技巧，利用智能仪表的PID调节参数设置功能，就可以调节出最佳的温度控制曲线，达到精确控制温度的目的。下面是PID参数设置的基本原则和技巧。
    1.调节PID参数设置的基本原则
    (1)要使控制系统的调节过程尽量短；(2)系统稳定后被调参数的最大偏差和超调量要最小；(3)有扰动后，减幅振荡的次数应尽可能少；(4)恒温曲线应尽可能平直；(5)静差要小。
    2.调节PID参数的技巧
    (1)先调节比例P后调节积分I，最后调节微分D；(2)当温度曲线振荡频繁时，调大比例P参数，反之则调小；(3)当温度曲线波动周期长时，要增加积分参数I，反之就要调小；(4)当温度曲线振动频率快时，微分时间D要减小，反之增加微分时间。最佳PID参数曲线如图1所示。
   

    图1  最佳PID参数曲线

    总之，根据受控系统的实际情况，找出P、I、D三个基本参数的最佳值，使受控系统控制过程时间最短，超调量最小，振荡次数最少，抗扰动能力最强，消除静差，以达到最佳的自动控制状态。
    笔者将PID的调整经验总结成诗歌的形式表述:
    整定参数寻最佳，从小到大顺次查。
    先是比例后积分，最后再把微分加。
    曲线振荡很频繁，比例度盘要放大。
    曲线飘浮绕大弯，比例盘度往下减。
    曲线偏离回复慢，积分时间降下来。
    曲线波动周期长，积分时间再加长。
    曲线振动频率快，先把微分降下来。
    动差大而波动慢，微分时间应加大。
    理想曲线两个波，调节过程质量高。
    作者单位【燕京啤酒(曲阜三孔)有限责任公司计量科】