过程控制入门（7）| 控制回路优化最佳实践
控制回路整定优化是指根据所用PID算法、开环过程特性和期望闭环响应速度来确定PID参数的过程。控制回路整定优化能改善控制回路的性能，实现装置更安全、更高效地运行。很多工程师往往采用试凑法进行控制回路整定优化，但试凑法效率很低，并且很少能获得真正的最优性能。虽然PID参数整定非常重要，但是PID参数整定只是控制回路优化过程中的一部分工作。通过遵循斯穆茨博士提出的控制回路优化最佳实践，可以系统且有效地进行控制回路整定优化。
需考虑以下几点：控制目标将决定λ的选择。控制目标可以是快速的设定值跟踪或干扰抑制、设定值阶跃响应无超调、对设定值阶跃变化的特定过程响应、最小控制器输出变化以及控制器输出没有超调等。
检查过程设备以及仪表和最终控制元件（例如调节阀、挡板或调速泵）的状况和位置。需要确认一切状况都良好且安装正确。确保过程测量满足需求。
最终控制元件工作不正常会根本性损害控制回路性能，并可能影响对Lambda整定方法的信心。在尝试进行任何整定之前，应进行一些简单的过程测试以检测和诊断最终控制元件问题。
与普遍的看法相反，PID参数整定是科学而不是艺术。通过在控制器输出中进行阶跃变化，并从所得到的过程响应曲线中进行测量来确定过程特性。再根据控制目标、过程特性和Lambda整定方法快速而准确地完成PID参数整定。尽管试凑法整定很流行，但它只能作为不得已的手段使用，例如过程非常易变，以致无法获得可用的阶跃响应曲线。
安装的最终控制元件的特性通常不是线性的。此外，许多工艺的特性会在不同的工艺条件（产量、设备、催化剂浓度、pH等）下发生变化。调节阀和挡板可能必须使用定位器进行线性化。变化的过程特性可能需要持续整定控制器参数。
为了确保控制回路能安全运行，如有安全方面的限制可以进行控制器输出卡限。控制器输出卡限一般不是操作员的权限，频繁修改控制器输出卡限是控制方案或PID参数有问题的表现。
如果新参数不起作用，则可能错过了上述控制回路整定优化流程的一步或多步工作。如果遵循这些做法无法实现期望的控制目标，则可以考虑将控制方案设计变更或者模型预测控制作为可能的解决方案进行研究。最后，最昂贵的选择是维修或更换工艺设备，但这一般很少需要。在大多数情况下，遵循上述流程就能解决控制回路存在的问题。“大多数控制问题实际上都是工艺问题”。如果工艺和设备有问题控制回路优化的努力也可能没有效果，“如果手动不行，自动也不行”。
