分布式控制系统（DCS）系列：Emerson DeltaV_（15）.DeltaV系统的连续处理控制.docx

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DeltaV系统的连续处理控制

连续处理控制概述

连续处理控制（ContinuousProcessControl）是分布式控制系统（DCS）中的一项关键技术，主要用于处理连续的生产过程。在混凝土生产工业控制系统中，连续处理控制的应用非常广泛，例如原料的混合、水和水泥的比例控制、搅拌时间和速度的调节等。这些控制任务需要实时、精确地进行，以确保生产过程的稳定性和产品质量。

在EmersonDeltaV系统中，连续处理控制通常通过PID控制算法实现。PID控制器是一种常用的反馈控制算法，能够根据设定值和实际值的偏差进行比例（P）、积分（I）和微分（D）控制，从而达到对过程变量的精确控制。本节将详细介绍PID控制器的工作原理及其在DeltaV系统中的应用。

PID控制器工作原理

比例控制（P）

比例控制是PID控制中最基本的部分，其控制输出与偏差成正比。数学表达式为：

u

其中：

ut

Kp

et

积分控制（I）

积分控制用于消除稳态误差，其控制输出与偏差的积分成正比。数学表达式为：

u

其中：

Ki

微分控制（D）

微分控制用于减少系统的超调和振荡，其控制输出与偏差的变化率成正比。数学表达式为：

u

其中：

Kd

PID控制综合

PID控制器将比例、积分和微分控制结合起来，形成一个综合的控制输出。数学表达式为：

u

PID控制器通过调整比例增益（Kp）、积分增益（Ki）和微分增益（

PID控制器在DeltaV系统中的应用

创建PID控制回路

在DeltaV系统中，创建PID控制回路是一个常见的任务。以下是创建PID控制回路的步骤：

打开DeltaVConfigurationStudio：

启动DeltaVConfigurationStudio软件。

连接到DeltaV系统。

创建新的控制回路：

导航到“Modules”选项卡。

选择“NewModule”。

选择“PIDControl”模块。

配置PID控制器：

在“PIDControl”模块中，设置控制器的名称、描述等基本信息。

配置控制器的输入（PV）和输出（MV）。

设置PID参数（Kp、Ki、

示例：混凝土搅拌过程中的PID控制

假设我们有一个混凝土搅拌机，需要通过PID控制器来控制搅拌机的速度，以确保混凝土的均匀混合。以下是具体的配置和代码示例。

控制回路配置

输入（PV）：

传感器测量搅拌机的实际速度。

将传感器信号连接到PID控制器的输入。

输出（MV）：

控制器的输出信号连接到搅拌机的电机驱动器。

电机驱动器根据控制器的输出调整搅拌机的速度。

设定值（SP）：

设定值为期望的搅拌机速度。

通过操作员站或上位机系统设置SP值。

PID参数设置

比例增益（Kp）

积分增益（Ki）

微分增益（Kd）

代码示例

以下是一个简单的DeltaV控制模块的代码示例，用于实现上述PID控制回路。

//DeltaVControlModuleforPIDControlofConcreteMixerSpeed

//混凝土搅拌机速度的PID控制模块

MODULEPIDControl_ConcreteMixerSpeed

{

//输入变量：实际速度

ANALOG_INPUTPV;

//输出变量：电机驱动器信号

ANALOG_OUTPUTMV;

//设定值：期望速度

ANALOG_INPUTSP;

//PID参数

REALKp=0.5;

REALKi=0.2;

REALKd=0.1;

//内部变量

REALerror;//偏差

REALintegral;//积分项

REALderivative;//微分项

REALlastError;//上一时刻的偏差

REALcontrolOutput;//控制输出

//PID控制算法

FUNCTION_BLOCKPID

{

//计算偏差

error=SP-PV;

//计算积分项

integral=integral+error*1;//时间步长为1秒

//计算微分项

derivative=(error-lastError)/1;//时间步长为1秒