大型企业生产装置中一般有成百上千个PID控制回路，其中有高达60%的控制回路存在着不同程度的性能缺陷，若不及时、有效地维护，控制性能下降不仅会影响装置运行的平稳性、产品质量、产品收率和物耗、能耗等，严重时甚至会危及装置的运行安全，极有可能造成无法挽回的损失。
另外，企业对大量回路的性能评估、诊断与改进的工作量巨大，企业中系统维护工程师资源有限。因此，企业迫切需要一款高性能软件和解决方案来集中、智能地完成控制回路性能的批量评估、诊断和PID参数优化工作，提高管理效率、降低维护工作量。
为解决这些问题，保持控制回路的自控率和控制性能，实现装置的“安、稳、长、满、优”运行，中控PID性能监控评估与整定软件PID-Suite，它来了！我们一起来认识下它的功能与亮点吧！
01 回路状态监测与性能评估，精细化管理
“中控PID性能监控评估与整定软件”为客户提供解决方案，能够利用控制回路的日常运行数据自动计算与评估其控制性能，使管理者能及时掌握控制回路的状态和性能，及时发现、识别控制回路中的缺陷，并优化PID参数，帮助提升控制回路的性能。支持在线/离线多种场景的参数整定，充分利用生产过程数据，给出PID回路初始参数，大大提高了应用效率。针对关键控制回路，提供自整定模式辅助技术人员进行测试与整定，并实现实时互动，降低整定工作的门槛。
图1 PID性能监控评估与整定软件架构
支持国内外各主流DCS系统PID控制回路的性能评估与参数整定，通过OPC通讯方式在线实时采集、存储装置PID控制回路的性能数据。
基于PID控制回路的日常运行数据，对所有PID控制回路进行自动监测、性能评估和问题定位，实现PID控制回路自控率、平稳率、操作频次、报警次数及最长无报警时间的在线统计与监测，提供控制回路的日、周、月及自定义时间段的性能评估报告，包括投运率、性能评分、性能级别、振荡状况、非线性程度等评估指标，给出优秀、良好、一般、差和手动等评估等级，并采用雷达图分析法直观、形象的分析影响回路性能缺陷的原因，给出相应的维护建议。同时支持PID回路运行状态和性能评估报告的远程Web访问。
基于内模控制（IMC）、交互式参数整定方法，利用PID控制回路的开/闭环数据在线/离线辨识回路的过程模型，自动计算出符合回路特性的PID参数，并提供可信度分析，辅助技术人员高效的开展回路参数整定工作。
实现生产装置大批量PID控制回路的日常精细化管理，降低回路运维门槛，提高回路日常运维的针对性和效率，为PID控制回路长期、稳定和高效运行提供保障。
02 回路性能评估与参数整定，运维管理更高效
回路状态在线统计与监测
实现生产装置所有PID控制回路运行状态的在线实时统计与监测，包括自控率、平稳率、操作频次、报警次数、最长无报警时间等。
图2 回路状态在线监测
回路多维度性能评估指标
利用控制性能多维度分析工具，结合专家经验知识，评估分析PID回路的运行性能，给出优、良、中、差、开环等评级，快速发现监控回路存在的性能问题，通过雷达图分析法直观、形象的综合分析影响回路性能问题的原因，给出评估建议。实现生产装置所有PID控制回路运行状态的在线实时统计与监测，包括自控率、平稳率、操作频次、报警次数、最长无报警时间等。
图3 回路性能评估报告
03 回路参数优化，高效运维
基于内模控制（IMC）原理的参数整定
利用PID控制回路开/闭环状态下的运行数据（测量值PV/设定值SP/阀位值OP），自动识别并选择激励充分的数据段进行模型辨识，然后基于内模控制（IMC）原理优化计算PID控制器参数。
基于专家经验的交互式参数整定
在PID控制回路自动运行阶段初始PID参数的基础上，基于回路运行现状，采用软件算法模拟专家经验自动计算出更优的PID控制器参数，渐进提升回路控制性能。
图4 PID参数高级整定功能展示
04 业务成果
中控PID回路评估与优化解决方案已在中石化武汉石化、齐鲁石化、九江石化、洛阳石化、安庆石化、沧州石化、天津石化、济南炼化、石家庄炼化等炼化企业及云南石化、神华宁煤、新疆天业、江苏索普、沧州大化、弘润石化、山东海科、万华化学、宝武炭材等几十家大型工业企业的数百套生产装置上成功应用，并取得了良好的应用效果。
05 典型案例
2020年11月，由中控技术承建的“基于大数据的PID控制回路智能评估的研究与应用项目”在上海宝武炭材料科技有限公司的见证下顺利验收，经过六个多月的项目开工建设，中控PID团队在宝武炭材各级和技术人员大力支持下，严控项目工期、精益求精地完成项目各项工作，先后开展了全厂15套装置PID控制回路的参数整定优化，实现了全厂PID控制回路性能的批量评估、实时监控与诊断，实现了回路PID参数的优化，将15套装置的有效自控率从60%提高到95%，降低了现场操作人员的操作频次，提高装置自动化水平，实现对生产装置的高效运维、管理，并得到了用户的*。
来自上海宝武炭材的感谢信
拓展未来，走向世界
中控PID性能监控评估与整定软件为客户提供解决方案，应用智能分析、缺陷诊断及性能优化算法、专家经验，实现回路实时监控、性能缺陷诊断、控制回路参数优化，形成控制回路的性能监控—诊断—维护—跟踪—反馈的全生命周期闭环管理，为企业基础控制回路的持续高效、健康运行保驾护航。我们的团队致力为客户提供有价值的创新解决方案，为客户提供的回路智能管理服务，愿我们能在工业自动化的发展进程中留下深深的足迹！
