液位自动控制振荡问题的解决方法
2026年02月25日 10:13:40
来源：云南昌晖仪表制造有限公司 >> 进入该公司展台
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定义问题：任何有规律的振荡，都说明自动控制回路有问题。
在上图的液位自动控制中，采用出料控制液位。由于来料较少，而且PID参数不合适，调节阀一直在从全关到某个输出之间振荡。
工艺人员根据物料平衡，将输出范围限制在[-5 3]，然后又减小到[-5 1]。通过控制器输出限幅，改变约束条件，让自动控制可行，是工艺人员应该想到和经常要用到的方法。能简单解决问题，让自动控制回路自动正常使用的方法，都是好方法。
对于工艺人员而言，改变工艺指标、改变上下游、改变范围、改变工艺设备都是常用的解决控制问题的方法。就算是使用控制，对操作人员而言最主要的操作也是改变范围。控制的一个优势是可以随时修改控制范围。
对控制工程师而言，控制器输出限幅解决问题并不够本质。根据前面的响应曲线，可以看出绿色的控制器输出在顶点时，蓝色的过程变量正好在设定值附近。而且又是一个积分对象，所以是积分作用太强引起的异相位振荡。这个液位控制的PID参数从1/2.5/0调整到1/10/0再到2/20/0。液位控制的振荡逐渐消失。
对于控制工程师而言，改变PID参数、改变控制方案、更换仪表都是常用的解决控制问题的方法。如果使用控制，控制工程师的主要工作就是修改模型和参数。控制的一个优势是可以随时修改控制模型和参数。
通过PID参数也调节可以减少调节阀振荡引起的过度磨损，也能实现连续出料。在冬季由于不能连续出料，为了防止管线被冻住，甚至增加了伴热。
在控制回路振荡后，应该分析根因解决问题，控制器输出限幅尽管简单常用，但是只是一个不得已的办法。如果是，增加积分时间，减弱积分作用，只要幅度足够大就能解决。如果是同相位振荡还要分情况：1、如果是PV方波和OP锯齿波，则是执行机构非线性引起的，应该维修更换；2、如果同相位没有规律，则是比例作用还不够强引起的，大幅度增强比例作用就会奏效；3、如果同相位且有规律，手动时振荡消失，则大幅度减小比例作用就能解决问题。4、如果同相位且有规律，手动时振幅更大则是外部干扰引起的，去干扰源解决问题。
总结1、把振荡看作问题是解决问题的重要一步。用简单的方法不是不可以，至简至优解决问题更。2、在现代流程工业振荡会在系统内传播，既磨损设备也不利于安全和效益。振荡有百害而无一利。3、液位自动控制，因为积分作用太强，引起的异相位振荡，是流程工业很常见的不合理PID参数。
在文章《》中大家会得到一些启示，去看看。
作者：冯少辉博士
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