什么是PID图?
管道和仪表流程图又称为P&ID,是PIPING AND INSTRUMENTATION DIAGRAM的缩写。P&ID的设计是在PFD的基础上完成的。它是化工厂的工程设计中从工艺流程到工程施工设计的重要工序,是工厂安装设计的依据。
化工工程的设计,从工艺包、基础设计到详细设计中的大部分阶段,P&ID 都是化工工艺及工艺系统专业的设计中心,其他专业(设备、机泵、仪表、电气、管道、土建、安全等)都在为实现P&ID里的设计要求而工作。
广义的P&ID可分为工艺管道和仪表流程图(即通常意义的P&ID)和公用工程管道和仪表流程图(即UID)两大类。
由于P&ID的设计千变万化,对同一工艺流程的装置,也可以因为外界因素的影响(如用户要求、地理环境的差异、以及操作人员的经验不同等),需要在设计P&ID时作出相应对策,再加上设计者不同的处理方法,因而同一工艺流程在不同的工程项目中,其P&ID不可能完全相同,但也不会有太大的差异。P&ID通常有6~8版,视工程需要而定。
一套完整的P&ID及UID清楚地标出工艺流程对工厂安装设计中的所有要求,包括所有的设备、配管、仪表等方面的内容和数据。
PID::Piping & Instrument Diagram,工艺管道仪表流程图
P&ID的设计是在PFD(PFD:Process Flow Diagram 工艺流程图,可以说是简化版的PID)的基础上完成的。它是化工厂的工程设计中从工艺流程到工程施工设计的重要工序,是工厂安装设计的依据。
化工工程的设计,从工艺包、基础设计到详细设计中的大部分阶段,P&ID 都是化工工艺及工艺系统专业的设计中心,其他专业(设备、机泵、仪表、电气、管道、土建、安全等)都在为实现P&ID里的设计要求而工作。 广义的P&ID可分为工艺管道和仪表流程图(即通常意义的P&ID)和公用工程管道和仪表流程图(即UID)两大类。
由于P&ID的设计千变万化,对同一工艺流程的装置,也可以因为外界因素的影响(如用户要求、地理环境的差异、以及操作人员的经验不同等),需要在设计P&ID时作出相应对策,再加上设计者不同的处理方法,因而同一工艺流程在不同的工程项目中,其P&ID不可能完全相同,但也不会有太大的差异。P&ID通常有6~8版,视工程需要而定。
一套完整的P&ID及UID清楚地标出工艺流程对工厂安装设计中的所有要求,包括所有的设备、配管、仪表等方面的内容和数据。
PID图是管道仪表流程图(Process & Instrumentation Drawing)的缩写,指的是用统一规定的图形符号和文字代号,详细地表示该系统的全部设备、仪表、管道、阀门和其他有关公用工程系统如:污水常规处理,发电系统,加热凝结水方案,中央空调系统的图纸。
目前工业自动化水平已成为衡量各行各业现代化水平的一个重要标志。同时,控制理论的发展也经历了古典控制理论、现代控制理论和智能控制理论三个阶段。智能 控制的典型实例是模糊全自动洗衣机等。自动控制系统可分为开环控制系统和闭环控制系统。一个控制系统包括控制器、传感器、变送器、执行机构、输入输出接 口。控制器的输出经过输出接口、执行机构,加到被控系统上;控制系统的被控量,经过传感器,变送器,通过输入接口送到控制器。不同的控制系统,其传感器、 变送器、执行机构是不一样的。比如压力控制系统要采用压力传感器。电加热控制系统的传感器是温度传感器。目前,PID控制及其控制器或智能PID控制器 (仪表)已经很多,产品已在工程实际中得到了广泛的应用,有各种各样的PID控制器产品,各大公司均开发了具有PID参数自整定功能的智能调节器 (intelligent regulator),其中PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应算法来实现。有利用PID控制实现的压力、温度、流量、液位控制 器,能实现PID控制功能的可编程控制器(PLC),还有可实现PID控制的PC系统等等。 可编程控制器(PLC) 是利用其闭环控制模块来实现PID控制,而可编程控制器(PLC)可以直接与ControlNet相连,如Rockwell的PLC-5等。还有可以实现 PID控制功能的控制器,如Rockwell 的Logix产品系列,它可以直接与ControlNet相连,利用网络来实现其远程控制功能。
1、开环控制系统
开环控制系统(open-loop control system)是指被控对象的输出(被控制量)对控制器(controller)的输出没有影响。在这种控制系统中,不依赖将被控量反送回来以形成任何闭环回路。
2、闭环控制系统
闭环控制系统(closed-loop control system)的特点是系统被控对象的输出(被控制量)会反送回来影响控制器的输出,形成一个或多个闭环。闭环控制系统有正反馈和负反馈,若反馈信号与系 统给定值信号相反,则称为负反馈( Negative Feedback),若极性相同,则称为正反馈,一般闭环控制系统均采用负反馈,又称负反馈控制系统。闭环控制系统的例子很多。比如人就是一个具有负反馈 的闭环控制系统,眼睛便是传感器,充当反馈,人体系统能通过不断的修正最后作出各种正确的动作。如果没有眼睛,就没有了反馈回路,也就成了一个开环控制系 统。另例,当一台真正的全自动洗衣机具有能连续检查衣物是否洗净,并在洗净之后能自动切断电源,它就是一个闭环控制系统。
3、阶跃响应
阶跃响应是指将一个阶跃输入(step function)加到系统上时,系统的输出。稳态误差是指系统的响应进入稳态后,系统的期望输出与实际输出之差。控制系统的性能可以用稳、准、快三个字 来描述。稳是指系统的稳定性(stability),一个系统要能正常工作,首先必须是稳定的,从阶跃响应上看应该是收敛的;准是指控制系统的准确性、控 制精度,通常用稳态误差来(Steady-state error)描述,它表示系统输出稳态值与期望值之差;快是指控制系统响应的快速性,通常用上升时间来定量描述。
4、PID控制的原理和特点
在工程实际中,应用最为广泛的调节器控制规律为比例、积分、微分控制,简称PID控制,又称PID调节。PID控制器问世至今已有近70年历史,它 以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全掌握,或得不到精确的数学模型时,控制理论的 其它技术难以采用时,系统控制器的结构和参数必须依靠经验和现场调试来确定,这时应用PID控制技术最为方便。即当我们不完全了解一个系统和被控对象,或 不能通过有效的测量手段来获得系统参数时,最适合用PID控制技术。PID控制,实际中也有PI和PD控制。PID控制器就是根据系统的误差,利用比例、 积分、微分计算出控制量进行控制的。
比例(P)控制
比例控制是一种最简单的控制方式。其控制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统输出存在稳态误差(Steady-state error)。
积分(I)控制
在积分控制中,控制器的输出与输入误差信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统,如果在进入稳态后存在稳态误差,则称这个控制系统是有稳态误差的 或简称有差系统(System with Steady-state Error)。为了消除稳态误差,在控制器中必须引入“积分项”。积分项对误差取决于时间的积分,随着时间的增加,积分项会增大。这样,即便误差很小,积 分项也会随着时间的增加而加大,它推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小,直到等于零。因此,比例+积分(PI)控制器,可以使系统在进入稳态后无稳 态误差。
微分(D)控制
在微分控制中,控制器的输出与输入误差信号的微分(即误差的变化率)成正比关系。 自动控制系统在克服误差的调节过程中可能会出现振荡甚至失稳。其原因是由于存在有较大惯性组件(环节)或有滞后(delay)组件,具有抑制误差的作用, 其变化总是落后于误差的变化。解决的办法是使抑制误差的作用的变化“超前”,即在误差接近零时,抑制误差的作用就应该是零。这就是说,在控制器中仅引入 “比例”项往往是不够的,比例项的作用仅是放大误差的幅值,而目前需要增加的是“微分项”,它能预测误差变化的趋势,这样,具有比例+微分的控制器,就能 够提前使抑制误差的控制作用等于零,甚至为负值,从而避免了被控量的严重超调。所以对有较大惯性或滞后的被控对象,比例+微分(PD)控制器能改善系统在 调节过程中的动态特性。
5、PID控制器的参数整定
PID控制器的参数整定是控制系统设计的核心内容。它是根据被 控过程的特性确定PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。PID控制器参数整定的方法很多,概括起来有两大类:一是理论计算整定法。它主要是 依据系统的数学模型,经过理论计算确定控制器参数。这种方法所得到的计算数据未必可以直接用,还必须通过工程实际进行调整和修改。二是工程整定方法,它主 要依赖工程经验,直接在控制系统的试验中进行,且方法简单、易于掌握,在工程实际中被广泛采用。PID控制器参数的工程整定方法,主要有临界比例法、反应 曲线法和衰减法。三种方法各有其特点,其共同点都是通过试验,然后按照工程经验公式对控制器参数进行整定。但无论采用哪一种方法所得到的控制器参数,都需 要在实际运行中进行最后调整与完善。现在一般采用的是临界比例法。利用该方法进行 PID控制器参数的整定步骤如下:(1)首先预选择一个足够短的采样周期让系统工作;(2)仅加入比例控制环节,直到系统对输入的阶跃响应出现临界振荡, 记下这时的比例放大系数和临界振荡周期;(3)在一定的控制度下通过公式计算得到PID控制器的参数。
在实际调试中,只能先大致设定一个经验值,然后根据调节效果修改。
对于温度系统:P(%)20--60,I(分)3--10,D(分)0.5--3
对于流量系统:P(%)40--100,I(分)0.1--1
对于压力系统:P(%)30--70,I(分)0.4--3
对于液位系统:P(%)20--80,I(分)1--5
参数整定找最佳,从小到大顺序查
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
曲线漂浮绕大湾,比例度盘往小扳
曲线偏离回复慢,积分时间往下降
曲线波动周期长,积分时间再加长
曲线振荡频率快,先把微分降下来
动差大来波动慢。微分时间应加长
理想曲线两个波,前高后低4比1
一看二调多分析,调节质量不会低
参考资料:网上收集
管路和仪表流程图 PID:Piping & Instrument Diagram,又称带控制点的工艺流程图。包括所有的管路,反应器,储罐,泵,换热器等化工设备,以及各种阀门等
常见的缩写还有PFD(process flow diagram)
物料流程图MBD(material balance diagram)
找一本工艺设计的书,你的问题可以得到全部解答。
PID就是比例(P)、积分(I)、微分(D)的缩写。没有其他的简写了。
PID图是加入了带控制回路的工艺流程图。其中控制回路已表示清楚。
带控制点流程图也是工艺流程图的一种。
管路和仪表流程图 PID:Piping & Instrument Diagram,又称带控制点的工艺流程图。包括所有的管路,反应器,储罐,泵,换热器等化工设备,以及各种阀门等
常见的缩写还有PFD(process flow diagram)
物料流程图MBD(material balance diagram)
找一本工艺设计的书,你的问题可以得到全部解答。
答:PID图,即管道仪表流程图,是使用标准图形符号和文字代号来详细展示系统内所有设备、仪表、管道和阀门等组件的图纸。这种图纸对于理解和设计化工工艺装置至关重要,它展示了这些组件如何按照工艺需求和安全、经济目标进行组合。PID图不仅是设计和施工的基础,也是操作、维护和管理的重要参考资料。在PID图中,...
答:1. 什么是PID控制图?PID控制图是一种在自动化控制领域中常用的图形工具,它用于分析和展示控制系统中的过程变量及其相互关系。PID代表比例(Proportional)、积分(Integral)和微分(Derivative),这三个要素构成了PID控制器的核心,用于调节和优化控制系统的性能。2. PID控制图的应用范围 PID控制图广泛...
答:1. PID图的定义 PID图,即比例-积分-微分图,是自动化控制领域中用于展示控制系统各变量之间关系的图形工具。它主要由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成,分别反映了系统的即时反馈、稳态行为和对变化的预测。2. PID图的应用 PID图在自动化控制、仪器仪表、传感器等领域有着广泛的应用。
答:工艺管道及仪表流程图(PID,Piping & Instrument Diagram),包含了全部的设备、管道、阀门、仪表 等内容,管道有管道号、管径、材料、等级等详细数据,其中设备中的数据为设计数据(如设计压力、设计温度)。工艺模拟流程图(PFD,Process and Flowing Diagram),包含了主要的工艺流程,关键控制方案,有关...
答:PID图是自动化控制中不可或缺的图形工具,它通过直观地展示过程变量间的互动,帮助理解与调整控制系统。PID图主要由比例、积分和微分三部分构成,分别代表系统的反馈、稳态和延迟能力。在实际应用中,PID图广泛应用于各种行业,如工业生产中的温度、流量和压力控制,以确保产品质量的稳定。它相对于传统控制...
答:1. PID图的定义 PID图,即比例-积分-微分图,是自动化控制领域中用于展示控制系统各变量间关系的图形工具。它主要由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成,分别反映了系统的即时反馈、稳态误差和动态响应特性。2. PID图的应用领域 PID图在自动化控制、仪器仪表、传感器等领域中有着广泛的应用...
答:1. PID图的定义 PID图,即比例-积分-微分图,是自动化控制领域中常用的一种图形化工具,它展示了控制系统中的过程变量及其相互关系。PID图主要由比例(P)、积分(I)和微分(D)三个部分组成,分别代表了控制系统对偏差的即时反应、对稳态误差的累积反应以及对偏差变化趋势的预测反应。2. PID图的...
答:PID图纸是管道仪表流程图(Process & Instrumentation Drawing)的缩写。是指详细标识系统的所有设备、仪表、管道、阀门及其他相关公用工程系统,如常规污水处理、发电系统、冷凝水加热方案、中央空调系统等,并有统一规定的图形符号和文字代码的图纸。
答:管道仪表流程图。PID图是管道仪表流程图,即 Process & Instrumentation Drawing,简称PID。包含了全部的设备、管道、阀门、仪表等内容,管道有管道号、管径、材料、等级等详细数据,其中设备中的数据为设计数据。PID图纸表示出了装置从原料到产品实现的全过程,是装置人员的学习与培训的依据。
答:PID作为一个缩写词,其详细解释涵盖了管道的结构和仪表的安装配置,用于展示和理解复杂的工业流程和控制系统。在实际应用中,它广泛应用于石油化工、电力、冶金等工业领域,如管道布局设计、自动化控制系统的设计和维护等。例如,工程师们会使用PID图来确保管道系统的安全性和效率。尽管PID的信息主要源自网络...