你还分不清楚PID、P&ID的区别么？
01
PID
1.1 啥是PID？
PID，就是“比例（proportional）、积分（integral）、微分（derivative）”，是一种很常见的控制算法。
PID距今已经有107年的历史了。
它并不是什么很神圣的东西，大家一定都见过PID的实际应用。
比如四轴飞行器，再比如平衡小车......还有汽车的定速巡航、3D打印机上的温度控制器....
就是类似于这种：需要将某一个物理量“保持稳定”的场合（比如维持平衡，稳定温度、转速等），PID都会派上大用场。
1.1.1 kP
P就是比例的意思。它的作用最明显，原理也最简单。我们先说这个：
需要控制的量，比如水温，有它现在的『当前值』，也有我们期望的『目标值』。
当两者差距不大时，就让加热器“轻轻地”加热一下。
要是因为某些原因，温度降低了很多，就让加热器“稍稍用力”加热一下。
要是当前温度比目标温度低得多，就让加热器“开足马力”加热，尽快让水温到达目标附近。
这就是P的作用，跟开关控制方法相比，是不是“温文尔雅”了很多。
实际写程序时，就让偏差（目标减去当前）与调节装置的“调节力度”，建立一个一次函数的关系，就可以实现最基本的“比例”控制了~
kP越大，调节作用越激进，kP调小会让调节作用更保守。
要是你正在制作一个平衡车，有了P的作用，你会发现，平衡车在平衡角度附近来回“狂抖”，比较难稳住。
如果已经到了这一步——恭喜你！离成功只差一小步了~
1.1.2 kD
D的作用更好理解一些，所以先说说D，最后说I。
刚才我们有了P的作用。你不难发现，只有P好像不能让平衡车站起来，水温也控制得晃晃悠悠，好像整个系统不是特别稳定，总是在“抖动”。
你心里设想一个弹簧：现在在平衡位置上。拉它一下，然后松手。这时它会震荡起来。因为阻力很小，它可能会震荡很长时间，才会重新停在平衡位置。
请想象一下：要是把上图所示的系统浸没在水里，同样拉它一下 ：这种情况下，重新停在平衡位置的时间就短得多。
我们需要一个控制作用，让被控制的物理量的“变化速度”趋于0，即类似于“阻尼”的作用。
因为，当比较接近目标时，P的控制作用就比较小了。越接近目标，P的作用越温柔。有很多内在的或者外部的因素，使控制量发生小范围的摆动。
D的作用就是让物理量的速度趋于0，只要什么时候，这个量具有了速度，D就向相反的方向用力，尽力刹住这个变化。
kD参数越大，向速度相反方向刹车的力道就越强。
如果是平衡小车，加上P和D两种控制作用，如果参数调节合适，它应该可以站起来了~欢呼吧。
等等，PID三兄弟好像还有一位。看起来PD就可以让物理量保持稳定，那还要I干嘛？
因为我们忽视了一种重要的情况：
1.1.3 kI
还是以热水为例。假如有个人把我们的加热装置带到了非常冷的地方，开始烧水了。需要烧到50℃。
在P的作用下，水温慢慢升高。直到升高到45℃时，他发现了一个不好的事情：天气太冷，水散热的速度，和P控制的加热的速度相等了。
这可怎么办？
P兄这样想：我和目标已经很近了，只需要轻轻加热就可以了。
D兄这样想：加热和散热相等，温度没有波动，我好像不用调整什么。
于是，水温永远地停留在45℃，永远到不了50℃。
作为一个人，根据常识，我们知道，应该进一步增加加热的功率。可是增加多少该如何计算呢？
前辈科学家们想到的方法是真的巧妙。
设置一个积分量。只要偏差存在，就不断地对偏差进行积分（累加），并反应在调节力度上。
这样一来，即使45℃和50℃相差不太大，但是随着时间的推移，只要没达到目标温度，这个积分量就不断增加。系统就会慢慢意识到：还没有到达目标温度，该增加功率啦！
到了目标温度后，假设温度没有波动，积分值就不会再变动。这时，加热功率仍然等于散热功率。但是，温度是稳稳的50℃。
kI的值越大，积分时乘的系数就越大，积分效果越明显。
所以，I的作用就是，减小静态情况下的误差，让受控物理量尽可能接近目标值。
I在使用时还有个问题：需要设定积分限制。防止在刚开始加热时，就把积分量积得太大，难以控制。
02
P&ID
2.1 啥是P&ID？
P&ID，也就是我们化工人常说的管道仪表流程图了，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。 P&ID的绘制如无特别规定及设计规范大多均可参考《HG20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定》。
2.2 P&ID的设计内容
P&ID的设计应包括下列内容。
2.2.1 设备
(1)设备的名称和位号
每台设备包括备用设备，都必须标示出来。对于扩建、改建项目，已有设备要用细实线表示，并用文字注明。
(2）成套设备
对成套供应的设备（如快装锅炉、冷冻机组、压缩机组等），要用点划线画出成套供应范围的框线，并加标注。通常在此范围内的所有附属设备位号后都要带后缀“X”以示这部分设备随主机供应，不需另外订货。
（3）设备位号和设备规格
P&ID上应注明设备位号和设备的主要规格和设计参数，如泵应注明流量Q和扬程H；容器应注明直径D和长度L；换热器要注出换热面积及设计数据；储罐要注出容积及有关的数据。和PFD不同的是，P&ID中标注的设备规格和参数是设计值，而PFD标注的是操作数据。
（4）接管与联接方式
管口尺寸、法兰面形式和法兰压力等级均应详细注明。一般而言，若设备管口的尺寸、法兰面形式和压力等级与相接管道尺寸、管道等级规定的法兰面形式和压力等级一致，则不需特殊标出；若不一致，须在管口附近加注说明，以免在安装设计时配错法兰。
（5）零部件
为便于理解工艺流程，零部件如与管口相邻的塔盘、塔盘号和塔的其他内件（如挡板、堰、内分离器、加热/冷却盘）都要在P&ID中表示出来。
（6）标高
对安装高度有要求的设备必须标出设备要求的最低标高。塔和立式容器须标明自地面到塔、容器下切线的实际距离或标高；卧式容器应标明容器内底部标高或到地面的实际距离。
（7）驱动装置
泵、风机和压缩机的驱动装置要注明驱动机类型，有时还要标出驱动机功率。
（8）排放要求
P&ID应注明容器、塔、换热器等设备和管道的放空、放净去向，如排放到大气、泄压系统、干气系统或湿气系统。若排往下水道，要分别注明排往生活污水、雨水或含油污水系统。
2.2.2配管
（1）管道规格
在P&ID中要表示出全部在正常生产、开车、停车、事故维修、取样、备用、再生各种工况下所需要的工艺物料管线和公用工程管线。所有的管道都要注明管径、管道号、管道等级和介质流向。管径一般用公称直径（DN）表示，根据工程的要求，也可采用英制（”，英寸）。
若同一根管道上使用了不同等级的材料，应在图上注明管道等级的分界点。
一般在P&ID上管道改变方向处标明介质流向。
（2）间断使用的管道
对间断使用的管道要注明“开车”、“停车”、“正常无流量（NNF）”等字样。
（3）阀件
正常操作时常闭的阀件或需要保证开启或关闭的阀门要注明“常闭（N.C）”、“铅封开（C.S.O）”、“铅封闭（C.S.C）”、“锁开（L.O）”、“锁闭（L.C）”等字样。
所有的阀门（仪表阀门除外）在P&ID上都要示出，并按图例表示出阀门的形式；若阀门尺寸与管道尺寸不一致时，要注明。
阀门的压力等级与管道的压力等级不一致时，要标注清楚；如果压力等级相同，但法兰面的形式不同，也要标明，以免安装设计时配错法兰，导致无法安装。
（4）管道的衔接
管道进出P&ID中，图面的箭头接到哪一张图及相接设备的名称和位号要交待清楚。以便查找相接的图纸和设备。
（5）两相流管道
两相流管道由于容易产生“塞流”而造成管道振动，因此应在P&ID上注明“两相流”。
（6）管口
开车、停车、试车用的放空口、放净口、蒸汽吹扫口、冲洗口和灭火蒸汽口等，在P&ID上都要清楚地标示出来。
（7）伴热管
蒸汽伴热管、电伴热管、夹套管及保温管等，在P&ID中要清楚地标示出来，但保温厚度和保温材料类别不必示出（可以在管道数据表上查到）。
（8）埋地管道
所有埋地管道应用虚线标示，并标出始末点的位置。
（9）管件
各种管路附件，如补偿器、软管、永久过滤器、临时过滤器、异径管、盲板、疏水器、可拆卸短管、非标准的管件等都要在图上标示出来。有时还要注明尺寸，工艺要求的管件要标上编号。
（10）取样点
取样点的位置和是否有取样冷却器等都要标出，并注明接管尺寸、编号。
（11）特殊要求
管道坡度、对称布置和液封高度要求等均必须注明。
（12）成套设备接管
P&ID中应标示出和成套供应的设备相接的连结点，并注明设备随带的管道和阀门与工程设计管道的分界点。工程设计部分必须在P&ID上标示，并与设备供货的图纸一致。
（13）扩建管道与原有管道
扩建管道与已有设备或管道连接时，要注明其分界点。已有管道用细实线表示。
（14）装置内、外管道
装置内管道与装置外管道连接时，要画“管道连接图”。并列表标出：管道号、管径、介质名称；装置内接往某张图、与哪个设备相接；装置外与装置边界的某根管道相接，这根管道从何处来或去何处。
（15）特殊阀件
双阀、旁通阀在P&ID上都要标示清楚。
（16）清焦管道
在反应器的催化剂再生时；须除焦的管道应标注清楚。
2.2.3 仪表与仪表配管
（1）在线仪表
流量计、调节阀等在线仪表的接口尺寸如与管道尺寸不一致时，要注明尺寸。
（2）调节阀
调节阀及其旁通阀要注明尺寸，并标明事故开（FO）或事故关（FC）、是否可以手动等。我国钢制调节阀阀体的最低压力等级是 4 x 106Pa，而管道的压力等级往往低于 4 x 106Pa，此点在 P&ID上要注明，以免法兰配不上。
（3）安全阀/呼吸阀（压力真空释放阀） 要注明连接尺寸和设定压力值。
（4）设备附带仪表
设备上的仪表如果是作为设备附件供应，不须另外订货时，要加标注，该仪表编号可加后缀“X”。
（5） 仪表编号
仪表编号和电动、气动讯号的联接不可遗漏，按图例符号规定（lead sheet）编制。
（6）联锁及讯号
联锁及声、光讯号在P&ID上亦要表示清楚。
（7）冲洗、吹扫
仪表的冲洗、吹扫要示出。
（8）成套设备
成套供应设备的供货范围要标明。对由制造厂成套供货范围内的仪表，要加标注，可在编号后加后缀“X”。
2.2.4其他
在P&ID中要将特殊的设计及安装要求标示出来，亦可作为注释单独列出，如开/停车联锁、再生要求、仪表与有关的管道阀的安装要求、特殊的专用管件等。
[4] HG20519-2009化工工艺设计施工图内容和深度统一规定
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