Co se podílí na ladění PID řadiče?
Ladění proporcionálně integrovaného derivátového regulátoru (PID regulátor) je běžná aktivita pro inženýry specializující se na řízení procesů. V tomto případě se "ladění" týká změny parametrů týkajících se proporcionálního pásma kontroléru, integrální akce a derivační akce. Existuje několik metod pro ruční ladění parametrů ladění a četné softwarové balíčky, které lze použít k automatickému naladění ovladačů v chemickém procesu. Před zahájením jakéhokoli ladění je nezbytné, aby inženýr nejprve prošetřil ladící regulační smyčku a dopad regulační smyčky na celkový systém.
Výkon automatického regulátoru lze upravit a změnit změnou parametrů ladění regulátoru. Při ladění regulátoru PID obvykle existují tři nastavení, která lze změnit: proporcionální pásmo, integrální akce a derivační akce. Jsou reprezentovány prvním, druhým a třetím pojmem v klasickém PID algoritmu, respektive u = K P e + K I ∫ e dt + KD de / dt .
Termín u představuje návratový signál; K P je poměrný zisk; e je chybový nebo offsetový termín, který představuje rozdíl mezi aktuální hodnotou a žádanou hodnotou regulátoru; K I je integrální zisk, KD je derivátový zisk; at je čas. Laplaceova transformace této rovnice může být uvedena jako K P + K I / s + K D s .
Před naladěním PID regulátoru by měl inženýr nejprve prozkoumat proces, který má být naladěn, aby určil, zda nesprávné ladění způsobuje rozrušení nebo zda existuje jiná přiřazitelná příčina, jako je nesprávná funkce nebo rozbité zařízení. Změny vyladění budou znamenat jen velmi málo, pokud se zjistí, že skutečnou příčinou variability je nalepený regulační ventil, přerušené nástroje nebo chyby v logice řídicího systému. Ladění by mělo být zváženo pouze tehdy, pokud byl proces důkladně prozkoumán a byla ověřena funkčnost přístrojů v terénu.
Chemické, elektrické a přístrojové inženýry používají k vyladění PID regulátoru více metod. Metoda Ziegler-Nichols je jedním z takových příkladů, který používá konečný zisk a konečnou dobu procesu pro výpočet agresivních ladících parametrů pro regulační schémata pouze P, PI a PID. Další kontrolní schémata, jako je metoda Tyreus-Luyben, jsou formulována tak, aby snížila oscilaci systému. Metoda použitá pro ladění PID regulátoru může být diktována povahou samotné regulační smyčky.
Obecně platí, že prodloužení doby zisku ovladače způsobí, že bude regulátor působit agresivněji. Integrovanější akce pomůže snížit korekci mezi hodnotou ustáleného stavu a požadovanou žádanou hodnotou, ale při použití příliš velkého množství může vést k oscilacím. Derivační termín se používá k zastavení rychlého pohybu současné hodnoty ovladače. Jedná se pouze o heuristiku, která poskytuje obecný pocit účinku každého z klasických parametrů ladění.
Mnoho balíčků distribuovaného řídicího systému (DCS) obsahuje software, který lze použít k automatickému vyladění regulačních smyček. Tyto softwarové balíčky často vylaďují procesy zkoumáním minulého výkonu nebo automatickým prováděním testovacích metod popsaných zavedenými postupy ladění. Stejně jako u většiny postupů musí inženýr provést jemné doladění a malá nastavení tak, aby vyhovovaly procesu po dokončení hlavního postupu ladění.