Trane PID Control User Manual

Page of 70
Calculating the gains
CNT-APG002-EN
11
®
Calculating the gains
Table 1 shows recommended initial values for the proportional and inte-
gral gains for several applications. Most applications do not require a 
derivative contribution, so the derivative gain is not shown. We recom-
mend using a ratio of 4:1 between the proportional and integral gains, so 
the proportional gain should be four times as large as the integral gain. 
You may need to modify the values shown in Table 1 when tuning a PID 
loop, but try to maintain the 4:1 ratio. 
You can also calculate proportional and integral gains using the following 
calculations:
The proportional gain is scaled by a factor of 0.80, so it contributes 80% of 
the final output. The integral gain contributes 20% of the final output.
Example
In a duct static pressure system, an actuator can move the inlet guide 
vanes of an air handler from 0–100%, so the output range is 100. We want 
a throttling range of 2.0 in. wc (so a change in pressure of 2.0 in. wc or 
more will drive the output from 0–100% or vice versa). The calculations 
look like this:
So based on the desired throttling range of 2.0 in. wc, the initial propor-
tional gain is 40 and the integral gain is 10.
Table 1:  Starting gain values for applications
Application
Output
Throttling range
Proportional 
gain
Integral 
gain
Discharge-air cooling
Valve position 0–100%
20.0°F (11.1°C)
4.0 (8.0)
1.0 (2.0)
Discharge-air heating
Valve position 0–100%
40.0°F (22.2°C)
2.0 (4.0)
0.5 (1.0)
Space temperature
Discharge setpoint 
50–100°F (10–37.8°C)
2.0°F (1.1°C)
20.0 (20.0)
5.0 (5.0)
Duct static pressure
Inlet guide vane or variable-frequency 
drive (VFD) position 0–100%
2.0 in. wc (0.5 kPa)
40.0 (160)
10.0 (40.0)
Building static 
pressure
Inlet guide vane or variable-frequency 
drive (VFD) position 0–100%
20.0 in. wc (5.0 kPa)
4.0 (8.0)
1.0 (2.0)
Discharge-air cooling
Electric/pneumatic 
5.0–15.0 psi (34–103 kPa)
20.0°F (11.1°C)
0.4 (4.0)
0.1 (1.0)
Proportional gain
0.80
output range
×
throttling range
--------------------------------------------------------
=
Integral gain
0.20
output range
×
throttling range
--------------------------------------------------------
=
Proportional gain
0.80
output range
×
throttling range
------------------------------------------------------
0.80
100
×
2.0 in. wc
----------------------------
40
=
=
=
Integral gain
0.20
output range
×
throttling range
------------------------------------------------------
0.20
100
×
2.0 in. wc
----------------------------
10
=
=
=