Sådan undgår du almindelige tuningfejl med PID-regulatorer

, Author

Dette indlæg er skrevet af Greg McMillan, branchekonsulent, forfatter til adskillige bøger om processtyring, modtager af ISA Life Achievement Award 2010 og pensioneret Senior Fellow fra Solutia Inc. (nu Eastman Chemical).

PID-regulatoren (proportional, integral, derivativ) er den fælles nøglekomponent i alle reguleringssløjfer. Grundlæggende reguleringssystemer er afhængige af PID til at omsætte målesignalerne til sætpunkter for sekundære sløjferegulatorer, digitale ventilregulatorer og hastighedsregulatorer til variable frekvensdrev. Succesen af avanceret styring, som f.eks. modelprædiktiv styring, afhænger af det grundlæggende styresystems fundament og dermed af PID.

vessel-control-loops-near-integrating-process

Elmer Sperry udviklede det første eksempel på PID i 1911, og Nicolas Minorsky offentliggjorde den første teoretiske analyse i 1922. Ziegler og Nichols offentliggjorde artikler om den ultimative svingningsmetode og reaktionskurvemetoden til regulatorindstilling i 1942 og 1943. Selv om de parametre, der blev valgt som faktorer i tuningindstillingerne, gav en alt for aggressiv regulering, er den grundlæggende forudsætning om en ultimativ forstærkning og ultimativ periode afgørende for den grundlæggende forståelse af stabilitetsgrænserne.

Den identificering af hældningen i reaktionskurvemetoden er en nøgle til brugen af nær-integrator-konceptet, som vi her vil finde afgørende for de fleste sammensætnings-, temperatur- og pH-kredsløb med henblik på at forbedre tuningindstillingerne og dramatisk forkorte testtiden. Bohl og McAvoy offentliggjorde en artikel i , der viste, at PID kan give næsten optimal styring af ikke-målte belastningsforstyrrelser. Shinskey skrev mange bøger med detaljerede oplysninger om viden om procesdynamik og relationer, der er afgørende for den bedste anvendelse af PID-regulering.

Shinskey udviklede den oprindelige ligning for integreret fejl fra forstyrrelser som en funktion af tuningindstillingerne, som beskrevet i artiklen PID tuning rules. Shinskey udgav også en bog dedikeret til PID-regulatorer, der viste, at den simple tilføjelse af en dødtidsblok i den eksterne nulstillingsfeedbackvej kunne forbedre PID-ydelsen yderligere ved hjælp af dødtidskompensation. Der blev udviklet interne modelregulerings- (IMC) og lambda-indstillingsregler baseret på pol- og nul-annullering for at give et godt respons på setpunkter og forstyrrelser ved procesudløbet. Det meste af forbedringen af setpunktsresponsen kunne dog have været opnået ved hjælp af en lead-lag- eller PID-struktur for setpunktet. Disse afstemningsregler fungerer heller ikke godt i det mere almindelige tilfælde af forstyrrelser på procesindgangen (belastningsforstyrrelser), især ikke for forsinkelsesdominerende processer.

Skogestadt har udviklet væsentlige forbedringer af IMC-afstemningsreglerne. Bialkowski viste, at hvis man altid anvender lambda frem for lambdafaktorer, relaterer lambda til dødtid og behandler forsinkelsesdominerende processer som næsten-integratorer, kan PID’en give en god ikkeoscillatorisk regulering af belastningsforstyrrelser ud over at håndtere de mange forskellige vanskeligheder og mål, som lambdaafstemningen oprindeligt blev udviklet til. Man er ikke klar over, at de fleste metoder konvergerer til det samme grundlæggende udtryk for PID-forstærkning og nulstillingstid, når målet er afvisning af belastningsforstyrrelser, og at en tuningparameter, som er tidskonstanten i det lukkede kredsløb eller arresttiden, indstilles i forhold til dødtiden.

Det er heller ikke erkendt, hvordan PID-funktioner, såsom struktur, ekstern nulstillingsfeedback, forbedret PID til analysator og trådløs, simpel beregning af en fremtidig værdi, ventilpositionsregulator og “fuld gas” setpunktsrespons, kan øge processens effektivitet og kapacitet, som det bemærkes i ISA-bogen 101 Tips for a Successful Automation Career (101 tips til en succesfuld automationskarriere).

vessel-control-loops-runaway-process

Overbelastning

Brugeren konfronteres med betydelig uenighed om indstillingsreglerne, som det fremgår af de 400 sider med indstillingsregler i O’Dwyers bog fra 2006, og er ikke klar over, at de fleste af dem kan justeres ved hjælp af faktorer eller et nær-integratorkoncept for at opnå god kontrol. Den moderne PID har mange flere muligheder, parametre og strukturer, der i høj grad øger PID’ens styrke og fleksibilitet, men de fleste er underudnyttet på grund af utilstrækkelig vejledning. Desuden er ISA-standardformen, der anvendes i de fleste moderne reguleringssystemer, ikke den parallelle form, der er vist i de fleste lærebøger, eller den PID-serieform, der var udbredt i procesindustrien indtil 1990’erne.

Alt dette kan være ganske overvældende for brugeren, især fordi afstemningen ofte foretages af en generalist, der står over for hurtige ændringer i teknologien og har mange andre ansvarsområder. Mit mål i mine seneste artikler, bøger og klummer (herunder blogs), som er mere omfattende og mindre leverandørspecifikke end hvidbøger, er at give en samlet tilgang og en mere målrettet vejledning baseret på de nyeste PID-funktioner, som mangler i litteraturen.

God tuning: A Pocket Guide, Fourth Edition søger at præsentere den nødvendige viden kortfattet og at forenkle tuningen ved at skifte mellem blot to sæt tuningregler, der i høj grad afhænger af, om PID’en er en primær eller sekundær regulator. En primær PID til regulering af beholder- eller søjlesammensætning, gastryk, niveau, pH-værdi og temperatur anvender integrerende procesindstillingsregler, hvor lambda-stoptiden er indstillet. En sekundær PID til regulering af væsketryk, flow, pH-værdi og temperatur i varmeveksleren anvender selvregulerende procesindstillingsregler, hvor tidskonstanten i det lukkede kredsløb indstilles. I begge situationer anvendes lambda i stedet for en lambdafaktor, som vælges i forhold til dødtiden for at opnå den nødvendige grad af styringstæthed og robusthed. Det bedste, en bruger kan gøre, er at bruge god tuningssoftware, deltage i leverandørskoler og få en konsulent med på anlægget for at få løsninger og øvelse på stedet. Det er også vigtigt at tage ansvar for at undgå almindelige tuningfejl. Her træder vi et skridt tilbage for at sikre os, at vi ikke er modtagelige for forglemmelser og misforståelser. Den følgende samling har de mest almindelige, forstyrrende og potentielt usikre fejl først, men alle kan komme i spil og være vigtige.

vessel-control-loops-true-integrating-process

Misforståelser

1. Brug af den forkerte kontrolhandling: I analoge styringer og i mange tidlige distribuerede styringssystemer (DCS) og programmerbare logikstyringer (PLC) påvirkede ventilhandlingen kun visningen af udgangen på stationen eller frontpladen. Ved at specificere en “stigning til lukning”-ventilhandling for en fejlåben ventil blev displayet omvendt, men ikke den faktiske udgang. Derfor skulle kontrolhandlingen tage hensyn til ventilhandlingen ud over proceshandlingen. Hvis ventilen var “increase-to-open” (fejllukning), var kontrolhandlingen simpelthen den omvendte af proceshandlingen (direkte kontrolhandling for omvendt virkende proces og omvendt). Hvis ventilen var “stigning til lukning”, var kontrolhandlingen den samme som proceshandlingen (direkte kontrolhandling for direkte virkende processer og omvendt), hvis den ikke var omvendt i den strøm-pneumatiske (I/P) transducer eller positioneringsenheden. I de nuværende systemer kan brugeren angive “increase-to-close” i PID-blokken eller den analoge udgangsblok ud over den digitale ventilregulator, hvilket gør det muligt at indstille kontrolhandlingen som det modsatte af proceshandlingen. Udfordringen består i at realisere dette og sørge for, at “Increase-to-close”-ventilhandlingen kun indstilles ét sted. Hvis du ikke får styringshandlingen korrekt, er alt andet ligegyldigt (PID’en vil gå ud til sin udgangsgrænse).

2. Brug af standardindstillinger for PID-blokke: De indstillinger, der følger med en PID-blok, når den trækkes og slippes ind i en konfiguration, må ikke bruges. Når du først anvender PID til dynamiske simuleringer af nye anlæg, kan typiske indstillinger baseret på procestype og skalaspændvidde bruges som udgangspunkt. Der skal dog udføres tuningtests og justeres indstillinger før operatørtræning og idriftsættelse af sløjfen.

3. Brug af parallel form og serie tuningsindstillinger i ISA-standardform: En parallelform, der anvender indstillinger for integratorforstærkning og afledningsforstærkning, som er indsat i ISA-standardformen som indstillinger for nulstillingstid og hastighedstid, kan afvige med størrelsesordener. En serieform kan give en god styring med en hastighedstid, der er lig med eller større end nulstillingstiden. Dette skyldes, at interaktionsfaktorer i sagens natur reducerer PID-forstærkningen og hastighedstiden og øger PID-nulstillingstiden for at forhindre svingninger som følge af, at bidraget fra den afledte tilstand er større end bidraget fra de andre tilstande. Brug af en ratetid, der er lig med eller større end nulstillingstiden i en ISA-standardform, kan forårsage alvorlige hurtige svingninger.

4. Brug af de forkerte enheder til tuningindstillinger: Her betragter vi kun serieformen og ISA-standardformen. Controllere kan have en forstærknings- eller proportionalbåndsindstilling for den proportionale tilstand. Forstærkningsindstillingen er dimensionsløs og er 100 procent divideret med det proportionale bånd. Nogle PID-algoritmer i kontrolundersøgelser og faktiske industrielle systemer har forstærkningsindstillingen i tekniske enheder, hvilket fører til en meget bizar indstilling. Indstillingen for den integrale tilstand kan være gentagelser pr. sekund, gentagelser pr. minut, minutter pr. gentagelse eller sekunder pr. gentagelse. Enhederne for disse to sidste indstillinger angives almindeligvis som blot minutter eller sekunder. Udeladelsen af “pr. minut” kan skabe forvirring ved omregning af indstillingerne. Omregningen af hastighedstiden er enklere, fordi enhederne blot er minutter eller sekunder.

5. Brug af de forkerte enheder til udgangsgrænser og anti-reset-grænser: I analoge styringer og i mange tidlige DCS- og PLC-systemer var udgangen og dermed udgangsgrænserne og antireset-windup-grænserne angivet i procent. I moderne styresystemer er output i tekniske enheder, og grænserne skal indstilles i tekniske enheder. For ventiler er enhederne normalt procent af ventilens slaglængde. For en primær (øverste) PID, der sender et setpunkt til en sekundær (nederste) PID, er den primære PID-udgang i de tekniske enheder for den sekundære PID-procesvariabel.

6. Afstemning af niveauregulatorer: Hvis man beregner produktet af ventil, forstærkning, procesforstærkning og måleforstærkning, hvor procesforstærkning blot er den inverse af produktet af væsketæthed og beholderens tværsnitsareal, indser man, at den integrerende procesforstærkning i åben sløjfe er meget lille (f.eks. 0,000001 1/sek.), hvilket fører til en maksimal PID-forstærkning for stabilitet, der er mere end 100. I forbindelse med styring af niveauet i en svømmebassin ønskes en PID-forstærkning tættere på enheden for at absorbere udsving i indløbsstrømmene uden at videregive dem som ændringer til en manipuleret udgangsstrøm, der vil forstyrre brugerne nedstrøms. Brugerne bryder sig ikke om en høj PID-forstærkning, selv når der er behov for en stram niveauregulering. Hvis niveauregulatorens forstærkning reduceres uden en proportional forøgelse af nulstillingstiden, vil det medføre næsten vedvarende langsomt rullende svingninger. Yderligere nedsættelser af PID-forstærkningen gør kun svingningerne værre. De fleste svingninger i produktionsanlæg og destillationskolonners dårlige ydeevne kan spores tilbage til dårligt indstillede niveauregulatorer. Løsningen er at vælge en stoptid (lambda for integrerende processer) for enten at maksimere absorptionen af variabilitet (f.eks. styring af niveauet i surge-tanke eller styring af niveauet i destillatmodtageren, hvor destillatstrømmen manipuleres) eller maksimere overførslen af variabilitet (f.eks. reaktorniveauet til kontrol af opholdstiden eller styring af niveauet i destillatmodtageren, hvor refluxstrømmen manipuleres med henblik på intern refluksstyring). De integrerende procesindstillingsregler forhindrer overtrædelse af vinduet for tilladte PID-forbedringer ved først at indstille stoptiden og bruge denne tid til at beregne nulstillingstiden og til sidst PID-forbedringen.

7. Overtrædelse af vinduet for tilladte regulatorforbedringer: Vi kan alle forholde os til, at en for høj PID-forstærkning forårsager svingninger. I praksis ser vi oftere svingninger som følge af en for lav PID-forstærkning i primære sløjfer. De fleste koncentrations- og temperaturreguleringssystemer på velblandede beholdere er sårbare over for en PID-forstærkning, der overskrider den lave PID-grænse, hvilket forårsager langsomt rullende, næsten udæmpede svingninger. Disse systemer har en meget forsinket dominerende (næsten integrerende), integrerende eller løbsk procesrespons. Alle disse processer har fordel af brugen af integrerende procesindstillingsregler for at forhindre, at PID-forstærkningen bliver mindre end to gange det omvendte af produktet af den integrerende procesforstærkning i åben sløjfe og nulstillingstiden, hvilket forhindrer de svingninger, der er vist i figurerne. Svingningerne i figurerne kunne have været stoppet ved at øge nulstillingstiden. I industrielle anvendelser er det ofte nødvendigt at øge nulstillingstiden i skibsreguleringssløjfer med to eller flere størrelsesordener. Bemærk, at svingningerne bliver værre, efterhånden som processen mister sin interne selvregulering og går fra en næsten integrerende (lav intern negativ feedback) til en integrerende (ingen intern feedback) og til et løbsk (positiv feedback) åbent kredsløbsrespons. For runaway-processer findes der også en minimumsforstærkningsindstilling, der er uafhængig af nulstillingstiden, og som er den omvendte af den åbne loop-forstærkning af runaway-processen. Identifikationen af den integrerende procesforstærkning i åbent kredsløb kan generelt foretages på ca. fire døde tider, hvilket i høj grad reducerer testtiden og mindsker sårbarheden over for belastningsforstyrrelser.

8. Manglende anerkendelse af sensorforsinkelse, transmitterdæmpning eller filterindstillingseffekt: En langsom målerespons kan give en illusion af bedre kontrol. Hvis måletidskonstanten bliver den største tidskonstant i sløjfen, kan PID-forstærkningen øges, og svingningerne vil blive mere jævne, da målingen foretages langsommere. Dette sker hele tiden i flowregulering, trykregulering, inline pH-regulering og temperaturregulering af gasmængder, da procestidskonstanten er mindre end et sekund. Den reelle procesvariabilitet er steget og kan estimeres med en simpel ligning. Du kan få flere oplysninger om dette udbredte problem i Control Talk-bloggen Måleforringelses- og bedrageri-tips på Measurement Attenuation and Deception Tips. Nærmere oplysninger om, hvordan dette kan undgås i temperaturstyringssystemer, findes i ISA Interchange-indlægget Temperature Sensor Installation for Best Response and Accuracy.

9. Undladelse af at foretage afstemtest på forskellige tidspunkter, indstillingssteder og produktionshastigheder: De installerede karakteristika for de fleste reguleringsventiler og de fleste koncentrations-, pH- og temperaturprocesser er ikke lineære. Procesgevinsten varierer med driftspunktet og procesbetingelserne, herunder relativt ukendte ændringer i katalysatoraktivitet, tilsmudsning og tilførselssammensætninger. Ventilforbedringen varierer med systemets modstande og den nødvendige strømning. For ikke-lineariteter i driftspunktet afhænger den identificerede procesforstærkning i åben sløjfe af trinstørrelsen og -retningen og af den ventil med opdelt interval, der drosles. Temperaturprocessens tidskonstanter har også tendens til at variere med ændringens retning. For yderligere oplysninger henvises til blogindlægget Control Talk Blog post Why Tuning Tests are Not Repeatable.

10. Undladelse af at øge PID-forstærkningen for at mindske amplituden af backlash-grænsecyklussen: Et forsøg på at reducere svingningsamplituden ved at reducere forstærkningen vil gøre svingningen værre, når svingningen er en grænsecyklus fra tilbagespil (dødbånd). Amplituden fra tilbagespil er omvendt proportional med PID-forstærkningen. Grænsecyklusperioden fra tilbagespil eller stiction øges også, når PID-forstærkningen mindskes, hvilket reducerer dæmpningen fra filtreringseffekten af procesvolumen. Den samme ligning som nævnt i punkt 8 kan anvendes til at anslå den dæmpede amplitude ved udløbet af et godt blandet volumen ved at anvende opholdstiden (volumen divideret med gennemstrømningsstrømmen) som filtertidskonstant. Når du har undgået fejltagelser, er du klar til at drage fuld fordel af onlinetillægget nedenfor om de bedste muligheder for PID-regulering.

Krigshistorier

1) Trenddiagrammerne for fosforovnens tryk fra hurtigere installerede tryktransmittere så værre ud, selv om antallet af højtryksaflastninger var blevet reduceret drastisk. Heldigvis blev de ældre, langsommere transmittere efterladt installeret, hvilket viste, at amplituden af trykudslagene faktisk var faldet, efter at de hurtigere transmittere var blevet anvendt til ovntrykstyring. 2) Et anlæg blev drevet i flere år med standardindstillingsindstillinger for forstærkning og nulstilling (gentagelser pr. minut) begge lig med 1 for alle PID-regulatorer. Næsten alle sløjfer svingede, men anlægget formåede på genial vis at køre ved at indstille outputgrænser for at reducere svingningsamplituder. 3) Da et anlæg konverterede fra analoge regulatorer til et DCS, var anlægget forbløffet over forbedringen af styringen af destillationskolonnen. Det viste sig, at konfigurationsingeniørerne ikke var klar over forskellen mellem PID-forstærkning og proportionalbånd (PB). Den analoge regulator for kolonneoverheadmodtagerniveauet, der manipulerer reflux, havde en PB på 100 %, som derefter blev indstillet som en forstærkning på 100 i DCS-PID’en. Den stramme niveauregulering og den deraf følgende store interne refluksregulering stoppede de langsomme rullende svingninger fra overtrædelse af den lave forstærkningsgrænse og afviste forstyrrelser fra “Blue Northerner” kolde regnstorme.

Addendum

Top PID-reguleringsmuligheder

  1. Brug kaskaderegulering, så sekundære proportional, integral, derivativ (PID)-regulatorer (f.eks, flow- og kappetemperaturregulatorer) isolerer de primære PID-regulatorer (f.eks. sammensætning, niveau, pH-værdi og temperatur) fra ikke-lineariteterne i den installerede strømningskarakteristik for reguleringsventilen, trykforstyrrelser og ikke-lineariteter i processen, og for at muliggøre feedforward- og forholdsregulering. Hvis flowmeteret ikke har den nødvendige rækkevidde, erstattes det med en inferentiel flowmåling ved hjælp af den installerede ventilstrømmekarakteristik, når flowet falder til et punkt, hvor målersignalet er for støjende eller uregelmæssigt. (Se Control Talk-blogindlæggene Best Control Valve Installed Flow Characteristic og Secondary Flow Loop and Valve Positioner Tips). Undtagelsen er, at trykregulatorudgange normalt skal gå direkte til de endelige reguleringselementer (f.eks. reguleringsventil eller variabel frekvensdrev) for at give en hurtigere respons. Ofte er den installerede ventilflowkarakteristik lineær for disse trykløsninger ved brug af lineær trimning, fordi trykfaldet er relativt konstant. Brug ekstern nulstillingsfeedback (f.eks. dynamisk nulstillingsgrænse) for at sikre, at den primære PID-udgang ikke ændres hurtigere, end den sekundære PID-procesvariabel kan reagere.
  2. Brug feedforward-regulering, der næsten altid ender med at være forholdsregulering, hvor divisor og tæller oftest er en flowhastighed, men kan være en hastighed eller en energihastighed. Forholdet korrigeres af en primær PID-regulator. Operatøren skal kunne indstille det ønskede forhold og se det faktiske korrigerede forhold. Der bør anvendes dynamisk kompensation efter behov, således at den manipulerede strøm ankommer på samme sted og på samme tidspunkt i processen som den fremadrettede strøm. Ofte gøres dette ved at indsætte justerbar dødtid og lead/lag-blokke i det fremadrettede signal. For at synkronisere timingen af reaktantstrømme eller blandingsstrømme, således at det støkiometriske forhold opretholdes ved ændringer i produktionshastigheder og korrektioner i forholdet, filtreres et førersætpunkt, og der anvendes en forholdsfaktor for at blive sætpunkterne for de andre strømningsregulatorer. Hver flow-PID er indstillet med henblik på en jævn respons, der er hurtig nok til at håndtere trykforstyrrelser og ikke-lineariteter i ventilen. Filteret for det ledende setpunkt er indstillet stort nok til, at alle flowsløjferne reagerer enslydende. (Se Feedforward-regulering muliggør fleksibel, bæredygtig produktion)
  3. Brug den rigtige PID-struktur. PI on error- og D on error-strukturen er ofte det rigtige valg. Hvis procesvariablen kun kan reagere i én retning, hvilket kan være tilfældet for batchprocesser uden reaktions- eller ændringsfase og uden split-range modventil (f.eks. temperaturregulering med opvarmning, men ingen afkøling, og pH-regulering med basereagens, men ingen syrereagens), er der behov for en struktur uden integralvirkning (P on error og D on PV no I). I disse tilfælde indstilles bias til at være PID-udgangen, når PID-procesvariablen har stabiliseret sig tæt på setpunktet. Hvis overskridelse af setpunktet er kritisk, og tiden til at nå setpunktet og responsen på belastningsforstyrrelser ikke er af betydning, kan der anvendes en struktur med I på fejl og PD på PV. En mere fleksibel fremgangsmåde anvender en PID-struktur med to frihedsgrader, hvor setpunktsvægtfaktorerne beta og gamma indstilles for henholdsvis den proportionale og den afledte tilstand med henblik på at optimere et kompromis mellem målene for setpunktsrespons og belastningsrespons. Alternativt kan der anvendes en sætpunkts lead-lag-indstilling for at opnå den ønskede sætpunktsrespons med en PID, der er afstemt til en god respons på belastningsforstyrrelser (mindst mulige spidsfejl og integrerede absolutte fejl). Se tillæg C om god tuning: A Pocket Guide for nærmere oplysninger om, hvad der påvirker disse fejl. Sætpunktsforsinkelsen er indstillet svarende til PID-nulstillingstiden, og forspringet er indstillet til at give en hurtigere sætpunktsrespons. En lead på nul svarer til en PID-regulator uden proportional eller afledt virkning på fejl (f.eks. beta og gamma er lig nul).
  4. Afstem alle sløjferne i den rigtige rækkefølge ved hjælp af god software. Vælg afstemningsregler (f.eks. selvregulerende versus integrerende proces) under hensyntagen til, at selvregulerende processer med et forhold mellem tidskonstant og dødtid på mere end 4 kan anses for at have et næsten integrerende respons og bør anvende afstemningsregler for integrerende proces. Brug af indstillingsfaktorer (f.eks. lambda i forhold til dødtid) baseret på forskellige mål (f.eks. setpunkt versus belastningsrespons og maksimering af overførsel af variabilitet versus maksimering af absorption af variabilitet) og vanskelige situationer (f.eks. resonans, interaktion og omvendt respons). Se tabel D-1 i tillæg D til “God tuning”: A Pocket Guide for nærmere oplysninger. Retningen bør generelt gå fra opstrøms til nedstrøms PID. PID-regulatorer for gas- og væsketryk bør indstilles først, efterfulgt af de sekundære PID-regulatorer for flow og forsyningsanlæg. Niveau-PID-regulatorerne bør derefter indstilles til det rigtige mål, der afhænger af, om niveau-PID’en er ansvarlig for at håndhæve en materialebalance (f.eks. kolonne-temperaturregulator, der manipulerer refluxstrømmen) eller blot skal holde niveauet inden for grænserne, fordi den manipulerede strøm forstyrrer nedstrøms enhedsoperationer (f.eks. kolonne-temperaturregulator, der manipulerer destillatstrømmen). Endelig bør de primære koncentrations-, pH- og temperaturregulatorer indstilles til det ønskede setpunkt eller den ønskede belastningsrespons, og det er tilladt, at den manipulerede strømnings pludselige bevægelse er tilladt, når den kan forstyrre andre brugere eller komme tilbage og forstyrre det respektive kredsløb (f.eks. plugflow-systemer med varmeintegration og genbrugsstrømme). Hvis den primære PID ikke har en næsten integrerende, ægte integrerende eller løbsk respons, og spidsfejl og stigningstid ikke er et problem, kan det være en fordel at minimere overskridelsen af den primære PID-udgang ud over den endelige hvileværdi. Sekundære PID- eller analoge output-sætpunktshastighedsgrænser med ekstern reset-feedback fra primær PID kan forhindre pludselige ændringer.
  5. Brug adaptiv styring. PID-regulatorens indstillingsindstillinger ændres generelt med den opdelte manipulerede variabel med produktionshastighed, tilsmudsning af varmeoverførselsoverfladen, katalysatoraktivitet og setpunkt samt med cyklustiden for batchprocesser (f.eks, batchniveau, reaktionshastighed og koncentration).

Se også artiklen Overvindelse af udfordringer ved anvendelse af PID-regulatorer og analysatorer for at se mulighederne ved at bruge en forbedret PID.

Om forfatteren
Gregory K. McMillan, CAP, er pensioneret Senior Fellow fra Solutia/Monsanto, hvor han arbejdede inden for ingeniørteknologi på forbedring af processtyring. Greg var også tilknyttet professor ved Washington University i Saint Louis. Greg er ISA Fellow og modtog ISA’s Kermit Fischer Environmental Award for pH-kontrol i 1991, Control Magazine Engineer of the Year-prisen for procesindustrien i 1994, blev optaget i Control Magazine Process Automation Hall of Fame i 2001, blev hædret af InTech Magazine i 2003 som en af de mest indflydelsesrige innovatorer inden for automatisering og modtog ISA Life Achievement Award i 2010. Greg er forfatter til adskillige bøger om processtyring, bl.a. Advances in Reactor Measurement and Control og Essentials of Modern Measurements and Final Elements in the Process Industry. Greg har været den månedlige “Control Talk”-klummeskribent for Control Magazine siden 2002. I øjeblikket er Greg deltidskonsulent for modellering og styring i Technology for Process Simulation for Emerson Automation Solutions med speciale i brugen af det virtuelle anlæg til at udforske nye muligheder. Han bruger det meste af sin tid på at skrive, undervise og lede ISA Mentor Program, som han grundlagde i 2011.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.