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

Tuning av en proporsjonal-integral-derivatkontroller (PID-kontroller) er en vanlig aktivitet for ingeniører som spesialiserer seg på prosesskontroll.I dette tilfellet refererer tuning 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 begynneparametere.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 med henholdsvis de første, andre og tredje begrepene i den klassiske PID -algoritmen,

u ' k

p e + k _i int;e dt + k _d de/dt _. begrepet

u

representerer retursignalet; K P _{er den proporsjonale forsterkningen;} E er feil- eller forskyvningsbegrepet, som representerer forskjellen mellom nåverdien og kontrollerens settpunkt; K I _{er den integrerte forsterkningen,} K D _{er den derivatgevinsten;og} t er tid.Laplace -transformasjonen av denne ligningen kan oppgis som k p + k _i /s + k _d s _. Før du innstiller en PID -kontroller, bør en ingeniør først undersøke prosessen som skal stilles inn for å bestemmeHvis feil innstilling forårsaker forstyrrelser eller hvis 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 eller feil i kontrollsystemlogikken.Først når prosessen er grundig undersøkt og feltinstrumenterfunksjonaliteten 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 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 for å stoppe rask bevegelse av kontrollerne nåverdi.Dette er bare heuristikker som gir en generell følelse av effekten av hver av de klassiske innstillingsparametrene.

Mange distribuerte kontrollsystem (DCS) -pakker 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 og små justeringer gjøres av ingeniøren for å passe prosessen etter at den viktigste innstillingsprosedyren er fullført.