PIDコントローラーの調整に何が関係していますか？

比例統合誘導コントローラー（PIDコントローラー）の調整は、プロセス制御を専門とするエンジニアにとって一般的なアクティビティです。この場合、「チューニング」とは、コントローラーの比例バンド、積分アクション、および微分作用に関連するパラメーターの変更を指します。手作業でチューニングパラメーターを計算するには、化学プロセスでコントローラーを自動的に調整するために使用できる多数のソフトウェアパッケージを計算するためのいくつかの方法があります。チューニングが開始される前に、エンジニアが最初に調整するコントロールループとシステム全体へのコントロールループの影響を調査することが重要です。

自動コントローラーの性能を調整および変更することで、コントローラーのチューニングパラメーターを変更することで変更できます。 PIDコントローラーを調整するとき、通常、変更できる3つの設定があります。比例バンド、積分アクション、およびデリバティブアクションです。これらは、古典的なPIDアルゴリズムであるRESPECの第1、第2、3番目の用語で表されますtively u = k _p e + k _i k _p は比例ゲインです。 e はエラーまたはオフセット用語であり、現在の値とコントローラーセットポイントの違いを表します。 k _i は積分ゲインです。 k _d は微分ゲインです。 t は時間です。この方程式のラプラス変換は、 k _p + k _i /s + k _d s 。

PIDコントローラーを調整する前に、エンジニアはまず、不適切なチューニングがアップセットを引き起こしているかどうか、または誤動作や壊れた機器などの別の割り当て可能な原因があるかどうかを判断するために調整するプロセスを調整する必要があります。チューニングの変更は、変動の真の原因が固定制御バルブ、壊れた機器、または制御システムロジックのエラー。プロセスが徹底的に検討され、フィールド機器の機能が検証された場合にのみ、チューニングを検討する必要があります。

PIDコントローラーの調整に化学、電気、および機器エンジニアが使用する複数の方法があります。 Ziegler-Nicholsメソッドは、プロセスの究極のゲインと最終期間を使用して、Pのみ、PI-only、およびPID制御スキームの積極的なチューニングパラメーターを計算する例の1つです。 Tyreus-Luybenメソッドなどの他の制御スキームは、システム振動を減らすために策定されています。 PIDコントローラーの調整に使用される方法は、コントロールループ自体の性質によって決定される場合があります。

一般に、コントローラーのゲイン項を増やすと、コントローラーがより積極的に行動するようになります。より統合的なアクションは、定常状態値と目的の設定値との間のオフセットを減らすのに役立ちますが、あまりにも多く使用されている場合、振動につながる可能性があります。微分用語は、RAPを停止するために使用されますコントローラーの現在値のID移動。これらは、それぞれの古典的なチューニングパラメーターの効果の一般的な感覚を提供するヒューリスティックのみです。

多くの分散制御システム（DCS）パッケージには、制御ループを自動的に調整するために使用できるソフトウェアが含まれています。これらのソフトウェアパッケージは、過去のパフォーマンスを調べるか、確立されたチューニング手順で記述されたテスト方法を自動的に実行することにより、プロセスをチューニングすることがよくあります。ほとんどの手順と同様に、主要な調整手順が完了した後、プロセスに合わせてエンジニアが微調整と小さな調整を行う必要があります。