Was ist am Tuning eines PID -Controllers beteiligt?

Das Einstellen eines proportionalen Integral-Derivativen Controllers (PID-Controller) ist eine häufige Aktivität für Ingenieure, die sich auf die Prozessregelung spezialisiert haben.In diesem Fall bezieht sich das Tuning auf die Änderung der Parameter im Zusammenhang mit dem Controller -Proportionalband, der integrierten Aktion und der Derivatwirkung.Es gibt verschiedene Methoden zur Berechnung von Tuning -Parametern von Hand und zahlreiche Softwarepakete, mit denen die Controller automatisch in einem chemischen Prozess abgestimmt werden können.Bevor eine Abstimmung beginnt, ist es für den Ingenieur zuerst entscheidend, die zu stimmende Steuerschleife und die Auswirkung der Steuerschleife auf das Gesamtsystem zu untersuchen.

Die Leistung eines automatischen Controllers kann eingestellt und geändert werden, indem die Steuerung der Steuerung geändert wirdParameter.Beim Einstellen eines PID -Controllers gibt es normalerweise drei Einstellungen, die geändert werden können: das proportionale Band, die integrale Aktion und die Ableitung.Diese werden durch den ersten, zweiten und dritten Term im klassischen PID -Algorithmus dargestellt.e dt + k d _de/dt . Der Begriff _u repräsentiert das Rückgabesignal; k

p

ist der proportionale Gewinn; e ist der Fehler oder den Offset -Term, der die Differenz zwischen dem gegenwärtigen Wert und dem Controller -Sollwert darstellt. _k i ist der integrale Gewinn, k d ist der abgeleitete Gewinn;und t ist Zeit.Die Laplace -Transformation dieser Gleichung kann als _k p + k i /s + k d _s

vor dem Einschalten eines PIDWenn eine unsachgemäße Abstimmung zu Störungen führt oder wenn es eine andere zuweisbare Ursache gibt, z. B. fehlerhafte oder zerbrochene Geräte.Die Änderungen des Tunings bedeuten nur sehr wenig, wenn festgestellt wird, dass die tatsächliche Ursache für Variabilität ein Sticking -Steuerventil, kaputte Instrumente oder Fehler in der Steuerungssystemlogik ist.Erst wenn der Prozess gründlich untersucht wurde und die Funktionen der Feldinstrumente überprüft wurden, sollte eine Stimmung berücksichtigt werden.

Es gibt mehrere Methoden, die von chemischen, elektrischen und Instrumenteningenieuren beim Tuning eines PID -Controllers verwendet werden.Die Ziegler-Nichols-Methode ist ein solches Beispiel, das den ultimativen Verstärkung und die endgültige Zeit des Prozesses verwendet, um aggressive Tuning-Parameter für PID-, PI-Only- und PID-Kontrollschemata zu berechnen.Andere Kontrollschemata wie die Tyreus-Luyben-Methode werden formuliert, um die Systemschwingung zu verringern.Die Methode, die zum Abtauchen eines PID -Controllers verwendet wird, kann durch die Art der Kontrollschleife selbst diktiert werden.

Im Allgemeinen wird das Verstärkungsbegriff eines Controllers aggressiver wirken.Mehr integrale Maßnahmen werden dazu beitragen, den Versatz zwischen dem Wert des stationären Zustands und dem gewünschten Sollwert zu verringern, kann jedoch zu Schwingungen führen, wenn zu viel verwendet wird.Der abgeleitete Begriff wird verwendet, um die schnelle Bewegung der Barwert der Controller zu stoppen.Dies sind nur Heuristiken, die einen allgemeinen Sinn für die Auswirkung der einzelnen klassischen Tuning -Parameter vermitteln.

Viele DCS (Distributed Control Systems) enthalten Software, mit denen die Steuerschleifen automatisch eingestellt werden können.Diese Softwarepakete stimmen häufig Prozesse durch die Untersuchung der vergangenen Leistung oder durch automatische Durchführung der Testmethoden, die durch festgelegte Abstimmungsverfahren beschrieben werden.Wie bei den meisten Verfahren müssen die Feinabstimmung und kleine Anpassungen vom Ingenieur vorgenommen werden, um nach Abschluss des Hauptabstimmungsverfahrens dem Prozess zu entsprechen.