Co se podílí na ladění řadiče PID?
Vyladění proporcionálního integrálního derivátového regulátoru (PID Controller) je běžnou aktivitou pro inženýry specializující se na kontrolu procesů. V tomto případě „ladění“ odkazuje na změnu parametrů vztahujících se k proporcionálnímu pásmu řadiče, integrální akce a derivátovou akci. Existuje několik metod pro výpočet parametrů ladění ručně a četné softwarové balíčky, které lze použít k automatickému vyladění řadičů v chemickém procesu. Než může začít s laděním, je pro inženýra nejprve zásadní prozkoumat naladěnou kontrolní smyčku a dopad kontrolní smyčky na celkový systém. Při vyladění řadiče PID obvykle existují tři nastavení, která lze změnit: proporcionální pás, integrální akce a derivátová akce. Ty jsou reprezentovány prvním, druhým a třetím termínem v klasickém algoritmu PID, RespecTively u = k p e + k i ∫ e dt + k d de/dt .
Termín u představuje zpětný signál; k p je proporcionální zisk; e je termín chyby nebo offsetu, který představuje rozdíl mezi současnou hodnotou a žádanou hodnotou řadiče; k i je integrální zisk, k d je derivátový zisk; a t je čas. Laplaceovou transformaci této rovnice lze uvést jako k P + K I /S + K D S .
Před vyladěním řadiče PID by měl inženýr nejprve prozkoumat proces, který má být naladěn, aby se zjistilo, zda nesprávné vyladění způsobuje rozrušení nebo zda existuje jiná přiřaditelná příčina, jako je nefunkční nebo zlomené zařízení. Změny ladění budou znamenat jen velmi málo, pokud je zjištěno, že skutečnou příčinou variability je kontrolní ventil, rozbité nástroje neboLogika chyb v kontrolním systému. Pouze v případě, že proces byl důkladně prozkoumán a ověření funkčnosti polních nástrojů by mělo být zváženo.
Existuje několik metod používaných chemickými, elektrickými a přístrojovými inženýry při ladění řadiče PID. Metoda Ziegler-Nichols je jedním z takových příkladů, který používá konečný zisk a konečné období procesu pro výpočet agresivních parametrů ladění pro kontrolní schémata PID. Pro snížení oscilace systému jsou formulovány další kontrolní schémata, jako je metoda Tyreus-Luyben. Metoda použitá pro ladění řadiče PID může být diktována povahou samotné kontrolní smyčky.
Obecně, zvýšení doby zisku ovladače bude agresivněji agresivněji. Více integrální akce pomůže snížit offset mezi hodnotou ustáleného stavu a požadovanou žádanou hodnotou, ale může vést k oscilacím, pokud se použije příliš mnoho. Derivátový termín se používá k zastavení rapuID pohyb současné hodnoty řadiče. To jsou pouze heuristika, která poskytuje obecný smysl pro účinek každého z klasických parametrů ladění.
Mnoho balíčků distribuovaného řídicího systému (DCS) zahrnuje software, který lze použít k automatickému vyladění smyček ovládání. Tyto softwarové balíčky často vyladí procesy zkoumáním minulého výkonu nebo automaticky provedením testovacích metod popsaných zavedenými ladicími postupy. Stejně jako u většiny postupů musí inženýr provádět jemné ladění a malé úpravy, aby vyhovovaly procesu po dokončení hlavního ladicího postupu.