Hva er involvert i å stille inn en PID -kontroller?

Tuning av en proporsjonal-integrert-derivatkontroller (PID-kontroller) er en vanlig aktivitet for ingeniører som spesialiserer seg på prosesskontroll. I dette tilfellet refererer "innstilling" til å endre parametrene knyttet til kontrolleren proporsjonalt bånd, integrert handling og derivathandling. Det er flere metoder for å beregne innstillingsparametere for hånd og mange programvarepakker som kan brukes til automatisk å stille inn kontrollere i en kjemisk prosess. Før noen innstilling kan begynne, er det avgjørende for ingeniøren først å undersøke kontrollsløyfen som blir innstilt og virkningen av kontrollsløyfen på det samlede systemet.

Ytringens ytelse til en automatisk kontroller kan justeres og endres ved å endre kontrollerens innstillingsparametere. Når du stemmer en PID -kontroller, er det vanligvis tre innstillinger som kan endres: det proporsjonale båndet, den integrerte handlingen og den deriverte handlingen. Disse er representert av de første, andre og tredje begrepene i den klassiske PID -algoritmen, Respectively u = k _{p e + k i ∫ e dt + k d de/dt} .

begrepet u representerer retursignalet; k p er den proporsjonale forsterkningen; e er feilen eller forskyvningsbetegnelsen, som representerer forskjellen mellom nåverdien og kontrollerens settpunkt; k i er den integrerte forsterkningen, k d er den derivatforsterkningen; og t er tid. Laplace -transformasjonen av denne ligningen kan oppgis som k p + k i /s + k d s .

Før en PID -kontroller, bør en ingeniør først undersøke prosessen som skal innstiles for å avgjøre om feil innstilling forårsaker opprører eller om det er en annen tildelbar årsak, for eksempel funksjonsfeil eller ødelagt utstyr. Tuningendringer vil bety veldig lite hvis den sanne årsaken til variabilitet er funnet å være en klistret kontrollventil, ødelagte instrumenter ellerFeil i kontrollsystemlogikk. Først når prosessen er grundig undersøkt og feltinstrumentens funksjonalitet er bekreftet dersom innstilling vurderes.

Det er flere metoder som brukes av kjemiske, elektriske og instrumentingeniører for å stille inn en PID -kontroller. Ziegler-Nichols-metoden er et slikt eksempel som bruker den ultimate gevinsten og den endelige perioden for prosessen for å beregne aggressive innstillingsparametere for bare Pi-bare PID-kontrollskjemaer. Andre kontrollordninger, for eksempel Tyreus-Luyben-metoden, er formulert for å redusere systemets svingning. Metoden som brukes for å stille inn en PID -kontroller kan være diktert av selve kontrollsløyfen.

Generelt vil det å øke forsterkningsperioden til en kontroller gjøre kontrolleren handle mer aggressivt. Mer integrert handling vil bidra til å redusere forskyvningen mellom stabil tilstand og ønsket settpunkt, men kan føre til svingninger hvis for mye brukes. Det derivatbegrepet brukes til å stoppe rapID -bevegelse av kontrollerens nåverdi. Dette er bare heuristikker som gir en generell følelse av effekten av hver av de klassiske innstillingsparametrene.

Mange pakker for distribuert kontrollsystem (DCS) inkluderer programvare som kan brukes til å automatisk innstille kontrollløkker. Disse programvarepakkene vil ofte stille inn prosesser ved å undersøke tidligere ytelse eller ved automatisk å utføre testmetodene beskrevet av etablerte innstillingsprosedyrer. Som med de fleste prosedyrer, må finjustering av finjustering og små justeringer gjøres av ingeniøren for å passe prosessen etter at den viktigste innstillingsprosedyren er fullført.