Dit bericht is geschreven door Greg McMillan, industrieconsultant, auteur van talrijke boeken over procesregeling, ontvanger van de 2010 ISA Life Achievement Award en gepensioneerd Senior Fellow van Solutia Inc. (nu Eastman Chemical).

De proportionele, integrale, afgeleide (PID) regelaar is de gemeenschappelijke hoofdcomponent van alle regelkringen. Basisregelsystemen zijn afhankelijk van de PID om de meetsignalen te vertalen in setpoints van secundaire regelkringen, digitale kleppenregelaars en snelheidsregelaars voor frequentieregelaars. Het succes van geavanceerde regelingen, zoals modelvoorspellende regelingen, is afhankelijk van de basis van het regelsysteem en dus van de PID.

Elmer Sperry ontwikkelde het eerste voorbeeld van de PID in 1911, en Nicolas Minorsky publiceerde de eerste theoretische analyse in 1922. Ziegler en Nichols publiceerden in 1942 en 1943 artikelen over de ultieme-oscillatiemethode en de reactiecurve-methode voor de afstemming van regelaars. Hoewel de gekozen parameters als factoren in de afstemmingsinstellingen een te agressieve regeling opleverden, is het uitgangspunt van een ultieme versterking en ultieme periode essentieel voor het fundamentele begrip van de grenzen van stabiliteit.

De identificatie van de helling in de reactiecurve-methode is een sleutel tot het gebruik van het bijna-integrator-concept dat we hier kritisch zullen vinden voor de meeste samenstellings-, temperatuur- en pH-regelkringen om de afstemmingsinstellingen te verbeteren en de testtijden drastisch te verkorten. Bohl en McAvoy publiceerden een artikel waarin zij aantoonden dat de PID een bijna optimale regeling kan bieden voor ongemeten belastingsstoringen. Shinskey schreef vele boeken over de kennis van procesdynamica en -relaties die essentieel zijn voor de beste toepassing van PID regeling.

Shinskey ontwikkelde de oorspronkelijke vergelijking voor geïntegreerde fout van verstoringen als functie van afstemmingsinstellingen, zoals gedetailleerd in het artikel PID afstemmingsregels. Shinskey publiceerde ook een boek gewijd aan PID regelaars dat aantoonde dat de eenvoudige toevoeging van een dode tijd blok in het externe reset feedback pad de PID prestatie verder kon verbeteren door dode tijd compensatie. Interne model controle (IMC) en lambda tuning regels werden ontwikkeld op basis van pool en nul annulering om een goede respons te geven op setpoints en verstoringen aan de uitgang van het proces. Het grootste deel van de verbetering van de setpointresponsie had echter kunnen worden bereikt met een setpoint lead-lag of PID-structuur. Ook presteren deze afstemregels niet goed voor het meer voorkomende geval van verstoringen op de procesingang (load upsets), met name voor lag dominante processen.

Skogestadt ontwikkelde significante verbeteringen van IMC afstemregels. Bialkowski toonde aan dat het altijd gebruiken van lambda in plaats van lambda factoren, het relateren van lambda aan dode tijd, en het behandelen van lag dominante processen als bijna-integratoren de PID in staat stellen om een goede niet-oscillerende regeling voor load upsets te leveren naast het omgaan met de vele verschillende moeilijkheden en doelstellingen waarvoor lambda tuning oorspronkelijk was ontworpen. Niet gerealiseerd is dat de meeste methoden convergeren naar dezelfde basisexpressie voor de PID-versterking en -terugsteltijd wanneer het doel het afwijzen van belastingstoringen is en dat een afstemparameter die de gesloten-lus tijdconstante of arrestatietijd is, wordt ingesteld ten opzichte van de dode tijd.

Ook wordt niet onderkend hoe PID-kenmerken, zoals structuur, externe reset-feedback, verbeterde PID voor analyzer en draadloos, eenvoudige berekening van een toekomstige waarde, klepstandregelaar, en “volgas” setpoint-reactie, de procesefficiëntie en -capaciteit kunnen verhogen, zoals opgemerkt in het ISA-boek 101 Tips for a Successful Automation Career.

Overload

De gebruiker wordt geconfronteerd met aanzienlijke onenigheid over afstemmingsregels, zoals te zien is in de 400 pagina’s afstemmingsregels in het boek van O’Dwyer uit 2006, zich niet realiserend dat de meeste kunnen worden aangepast door factoren of een bijna-integratorconcept om tot een goede regeling te komen. De moderne PID heeft veel meer opties, parameters en structuren die de kracht en flexibiliteit van de PID sterk vergroten, maar de meeste worden onderbenut door onvoldoende begeleiding. Bovendien is de ISA-standaardvorm die in de meeste moderne regelsystemen wordt gebruikt niet de parallelle vorm die in de meeste leerboeken wordt getoond of de PID-reeksvorm die tot in de jaren negentig algemeen in de procesindustrie werd gebruikt.

Dit alles kan nogal overweldigend zijn voor de gebruiker, vooral omdat de afstelling vaak wordt gedaan door een generalist die wordt geconfronteerd met snelle veranderingen in de technologie en met vele andere verantwoordelijkheden. Mijn doel in mijn recente artikelen, boeken en columns (inclusief blogs), die uitgebreider zijn en minder leveranciersspecifiek dan white papers, is om een uniforme aanpak en meer gerichte begeleiding te bieden op basis van de nieuwste PID-kenmerken die in de literatuur ontbreken.

Good Tuning: A Pocket Guide, Fourth Edition probeert de benodigde kennis beknopt weer te geven en de afstemming te vereenvoudigen door te schakelen tussen slechts twee sets afstemmingsregels, grotendeels afhankelijk van de vraag of de PID een primaire of secundaire regelaar is. Een primaire PID voor vat- of kolomsamenstelling, gasdruk, niveau, pH en temperatuurregeling gebruikt integrerende procesafstemmingsregels waarbij de lambda-arresttijd wordt ingesteld. Een secundaire PID voor vloeistofdruk-, stromings-, inline pH- en warmtewisselaartemperatuurregeling maakt gebruik van zelfregulerende procesafstemmingsregels waarbij de tijdconstante van de gesloten lus wordt ingesteld. In beide situaties wordt lambda in plaats van een lambda-factor gebruikt en gekozen ten opzichte van de dode tijd om de mate van strakheid van regeling en robuustheid te bieden die nodig is. Het beste wat een gebruiker kan doen is goede tuningsoftware gebruiken, scholen van leveranciers bijwonen en een consultant in de fabriek halen voor oplossingen en praktijk ter plaatse. Het is ook belangrijk om de verantwoordelijkheid te nemen voor het vermijden van veelgemaakte fouten bij de afstelling. Hier doen we een stapje terug om er zeker van te zijn dat we niet vatbaar zijn voor vergissingen en misverstanden. De volgende compilatie heeft de meest voorkomende, storende en potentieel onveilige fouten voorop staan, maar ze kunnen allemaal een rol spelen en belangrijk zijn.

Fouten

1. De verkeerde regelactie gebruiken: In analoge regelaars en in veel vroege gedistribueerde regelsystemen (DCS’s) en programmeerbare logische regelaars (PLC’s) had de ventielactie alleen invloed op de weergave van de output op het station of faceplate. De specificatie van een “increase-to-close” klepactie voor een “fail-open” klep veranderde de weergave, maar niet de feitelijke uitgang. Bijgevolg moest de besturing rekening houden met de klepactie naast de procesactie. Indien de klep “increase-to-open” (fail close) was, was de regelactie eenvoudigweg het omgekeerde van de procesactie (directe regelactie voor een omgekeerd werkend proces en omgekeerd). Als de klep “increase-to-close” was, was de regelactie dezelfde als de procesactie (directe regelactie voor directwerkend proces en omgekeerd) als deze niet was omgekeerd in de stroom-naar-pneumatische (I/P) transducer of klepstandsteller. In de systemen van vandaag kan de gebruiker “increase-to-close” specificeren in het PID-blok of het analoge uitgangsblok naast de digitale kleppenregelaar, waardoor de regelactie kan worden ingesteld als het tegenovergestelde van de procesactie. De uitdaging is om dit te realiseren en ervoor te zorgen dat de “increase-to-close” klepactie slechts op één plaats wordt ingesteld. Als de regelactie niet goed is, doet de rest er niet toe (de PID loopt dan naar zijn uitgangslimiet).

2. Gebruik van standaard PID blok instellingen: De instellingen die bij een PID-blok worden geleverd als het in een configuratie wordt gesleept en neergezet, mogen niet worden gebruikt. Wanneer PID voor het eerst wordt toegepast op dynamische simulaties van nieuwe installaties, kunnen typische instellingen op basis van procestype en schaalbereik worden gebruikt als startpunt. Er moeten echter afstemmingsproeven worden gedaan en de instellingen moeten worden aangepast voordat de operator wordt opgeleid en de lus in bedrijf wordt gesteld.

3. Gebruik van parallelvorm en serieafstemmingsinstellingen in de ISA-standaardvorm: Een parallelle vorm die gebruik maakt van integrator gain en derivative gain instellingen die in de ISA-standaardvorm zijn gezet als reset time en rate time instellingen kunnen er met ordes van grootte naast zitten. Een serievorm kan een goede regeling opleveren met de vertragingstijd gelijk aan of groter dan de resettijd. De reden hiervoor is dat interactiefactoren inherent de PID versterking en snelheidstijd verlagen en de PID resettijd verhogen om te voorkomen dat oscillaties door de bijdrage van de afgeleide modus groter zijn dan de bijdrage van de andere modi. Het gebruik van een snelheidsduur die gelijk is aan of groter dan de resettijd in een ISA-standaardvorm kan ernstige snelle oscillaties veroorzaken.

4. Gebruik van de verkeerde eenheden voor de afstemmingsinstellingen: Hier beschouwen we alleen de serievorm en de ISA-standaardvorm. Regelaars kunnen een gain- of een proportionele bandinstelling hebben voor de proportionele modus. De gain-instelling is dimensieloos en is 100 procent gedeeld door de proportionele band. Bij sommige PID algoritmen in regelstudies en bij reële industriële systemen wordt de gain ingesteld in engineering units, wat tot een zeer bizarre instelling leidt. De instelling van de integrale modus kan herhalingen per seconde, herhalingen per minuut, minuten per herhaling, of seconden per herhaling zijn. De eenheden van deze laatste twee instellingen worden gewoonlijk gegeven als gewoon minuten of seconden. Het weglaten van de “per minuut” kan verwarring veroorzaken bij het omrekenen van de instellingen. De omrekening van de snelheidstijd is eenvoudiger, omdat de eenheden gewoon minuten of seconden zijn.

5. Gebruik van de verkeerde eenheden voor uitgangslimieten en anti-reset limieten: In analoge regelaars en in veel vroege DCS- en PLC-systemen waren de uitgang en bijgevolg de uitgangslimieten en anti-reset opwindlimieten in procenten. In moderne regelsystemen is de uitgang in technische eenheden en moeten de limieten in technische eenheden worden ingesteld. Voor kleppen zijn de eenheden gewoonlijk procent van de klepslag. Voor een primaire (bovenste) PID die een instelpunt naar een secundaire (onderste) PID stuurt, is de primaire PID-uitgang in de technische eenheden van de secundaire PID-procesvariabele.

6. Afstemmen van niveauregelaars: Als u het product berekent van de klep, de procesversterking en de meetversterking, waarbij de procesversterking eenvoudigweg het omgekeerde is van het product van de vloeistofdichtheid en de doorsnede van het vat, realiseert u zich dat de open loop integrerende procesversterking zeer klein is (b.v. 0,000001 1/sec), hetgeen leidt tot een maximale PID-versterking voor stabiliteit die meer dan 100 bedraagt. Voor de regeling van het surge tankniveau is een PID-versterking dichter bij eenheid gewenst om schommelingen in de inlaatstromen op te vangen zonder deze door te geven als veranderingen in een gemanipuleerde uitlaatstroom die de gebruikers stroomafwaarts van streek kunnen brengen. Gebruikers houden niet van een hoge PID-versterking, zelfs niet wanneer een strakke niveauregeling nodig is. Een verlaging van de niveauregelaarversterking zonder een evenredige verhoging van de resettijd zal leiden tot bijna aanhoudende langzame oscillaties. Verdere verlagingen van de PID-versterking maken de oscillaties alleen maar erger. De meeste oscillaties in productie-installaties en slechte prestaties van distillatiekolommen kunnen worden teruggevoerd op slecht afgestelde niveauregelaars. De oplossing bestaat erin een aanhoudingstijd (lambda voor integrerende processen) te kiezen om hetzij de absorptie van variabiliteit te maximaliseren (b.v. niveauregeling voor surge tanks of niveauregeling voor destillaatontvangers waarbij het destillaatdebiet wordt gemanipuleerd), hetzij de overdracht van variabiliteit te maximaliseren (b.v. reactorniveau voor verblijftijdregeling of niveauregeling voor destillaatontvangers waarbij het refluxdebiet wordt gemanipuleerd voor interne refluxregeling). De regels voor de procesafstelling voorkomen dat het venster van toelaatbare PID-versterkingen wordt overschreden door eerst de aanhoudingstijd in te stellen en deze tijd te gebruiken om de resettijd en ten slotte de PID-versterking te berekenen.

7. Overtreding van het venster van toelaatbare regelaarversterkingen: We kunnen allemaal begrijpen dat een te hoge PID-versterking oscillaties veroorzaakt. In de praktijk zien we vaker oscillaties door een te lage PID-versterking in primaire regelkringen. De meeste concentratie- en temperatuurregelsystemen op goed gemengde vaten zijn kwetsbaar voor een PID-versterking die de lage PID-limiet overschrijdt, waardoor langzaam rollende, bijna ongedempte oscillaties ontstaan. Deze systemen hebben een sterk vertraagde dominante (bijna-integrerende), integrerende of wegvloeiende procesresponsie. Al deze processen hebben baat bij het gebruik van regels voor de afstelling van het integrerende proces om te voorkomen dat de PID-versterking minder bedraagt dan tweemaal het omgekeerde van het product van de open-loop integrerende procesversterking en de resettijd, waardoor de in de figuren getoonde oscillaties worden voorkomen. De oscillaties in de figuren hadden kunnen worden gestopt door de resettijd te verlengen. In industriële toepassingen moet de resettijd in regelkringen voor drukvaten vaak met twee of meer orden van grootte worden verhoogd. Merk op dat de oscillaties erger worden naarmate het proces zijn interne zelfregulering verliest, gaande van een bijna-integrerende (weinig interne negatieve terugkoppeling) naar een integrerende (geen interne terugkoppeling) en naar een op hol geslagen (positieve terugkoppeling) open lus-reactie. Voor wegloopprocessen is er ook een minimale versterkingsinstelling die onafhankelijk is van de resettijd en die het omgekeerde is van de versterking van het wegloopproces met open lus. De identificatie van de open lus integrerende procesversterking kan over het algemeen in ongeveer vier dode tijden worden gedaan, waardoor de testtijd sterk wordt verkort en de kwetsbaarheid voor belastingsupsets wordt verminderd.

8. Geen erkenning van sensorvertraging, zenderdemping, of filter-instellingseffect: Een trage meetreactie kan de illusie wekken van een betere regeling. Als de meettijdconstante de grootste tijdconstante in de lus wordt, kan de PID-versterking worden verhoogd en zullen oscillaties soepeler verlopen naarmate de meting langzamer wordt uitgevoerd. Dit gebeurt voortdurend bij debietregeling, drukregeling, inline pH-regeling en temperatuurregeling van gasvolumes, aangezien de procestijdconstante minder dan een seconde bedraagt. De werkelijke procesvariabiliteit is toegenomen en kan met een eenvoudige vergelijking worden geschat. Voor meer informatie over dit wijdverbreide probleem, zie de Control Talk blog Measurement Attenuation and Deception Tips. Voor details over hoe dit te voorkomen in temperatuurregelsystemen, zie de ISA Interchange post Temperature Sensor Installation for Best Response and Accuracy.

9. Het niet uitvoeren van afstellingstesten op verschillende tijden, instelpunten, en productiesnelheden: De geïnstalleerde karakteristieken van de meeste regelkleppen en de meeste concentratie-, pH-, en temperatuurprocessen zijn niet-lineair. De proceswinst varieert met het bedrijfspunt en de procesomstandigheden, met inbegrip van relatief onbekende veranderingen in katalysatoractiviteit, vervuiling, en voedingssamenstellingen. De klepversterking varieert met de systeemweerstanden en het vereiste debiet. Bij niet-lineaire bedrijfspuntafwijkingen hangt de procesverbetering in het open circuit af van de stapgrootte en -richting en van de split-range klep die wordt gesmoord. De tijdconstanten van het temperatuurproces hebben ook de neiging te variëren met de richting van de verandering. Zie voor meer details de blogpost Control Talk Why Tuning Tests are Not Repeatable.

10. Het niet verhogen van de PID-versterking om de amplitude van de spelinggrenscyclus te verlagen: Een poging om de oscillatieamplitude te verminderen door de gain te verlagen zal de oscillatie verergeren wanneer de oscillatie een grenscyclus van de speling (deadband) is. De amplitude van de speling is omgekeerd evenredig met de PID-versterking. De periode van de grenscyclus door speling of stiction neemt ook toe als de PID-versterking afneemt, waardoor de demping door het filtereffect van de procesvolumes afneemt. Dezelfde vergelijking als in punt 8 kan worden gebruikt om de verzwakte amplitude aan de uitgang van een goed gemengd volume te schatten door de verblijftijd (volume gedeeld door verwerkingsdebiet) te gebruiken als de filtertijdconstante. Nu u fouten hebt vermeden, bent u klaar om ten volle te profiteren van het online addendum hieronder over de beste mogelijkheden voor PID-regeling.

Oorlogsverhalen

1) De trenddiagrammen van de fosforovendruk van de geïnstalleerde snellere druktransmitters zagen er slechter uit, ook al was het aantal hogedrukontlastingen drastisch verminderd. Gelukkig bleven de oudere, langzamere transmitters geïnstalleerd, waaruit bleek dat de amplitude van de drukschommelingen in feite was afgenomen nadat de snellere transmitters waren gebruikt voor de regeling van de ovendruk. 2) Een fabriek draaide een aantal jaren met standaard afstelinstellingen van gain en reset (herhalingen per minuut) beide gelijk aan 1 voor alle PID-regelaars. Bijna elke regelkring was aan het oscilleren, maar de fabriek slaagde er op ingenieuze wijze in te draaien door de outputlimieten zo in te stellen dat de oscillatie-amplitude afnam. 3) Toen een fabriek overschakelde van analoge regelaars naar een DCS, was de fabriek verbaasd over de verbetering in de regeling van de distillatiekolom. Het bleek dat de configuratie-ingenieurs zich niet bewust waren van het verschil tussen PID-versterking en proportionele band (PB). De analoge regelaar voor de reflux die het niveau van de kolomoverheadontvanger manipuleerde, had een PB van 100 procent die vervolgens in de DCS PID als de versterking van 100 werd ingesteld. De strakke niveauregeling en de daaruit voortvloeiende grote interne refluxregeling stopten de langzaam rollende oscillaties door schending van de lage versterkingslimiet en verwierpen storingen van “Blue Northerner” koude regenstormen.

Addendum

Top PID-regelmogelijkheden

1. Gebruik cascaderegeling, zodat secundaire proportionele, integrale, afgeleide (PID) regelaars (bijv, debiet- en manteltemperatuurregelaars) de primaire PID-regelaars (bijv. samenstelling, niveau, pH en temperatuur) isoleren van de niet-lineariteiten van de regelklep geïnstalleerde debietkarakteristiek, drukstoringen en proces niet-lineariteiten, en om feedforward- en verhoudingsregeling mogelijk te maken. Als de debietmeter niet het vereiste bereik heeft, vervang dan een inferentiële debietmeting door gebruik te maken van de geïnstalleerde klepdebietkarakteristiek wanneer het debiet daalt tot het punt waarop het metersignaal te luidruchtig of onregelmatig is. (Zie de Control Talk blogartikelen Best Control Valve Installed Flow Characteristic en Secondary Flow Loop and Valve Positioner Tips). De uitzondering is dat de uitgangen van de drukregelaar gewoonlijk rechtstreeks naar de uiteindelijke regelelementen (bijv. regelklep of frequentieregelaar) moeten gaan om een snellere respons te verkrijgen. Vaak is de geïnstalleerde klepdebietkarakteristiek lineair voor deze druklussen door het gebruik van lineaire trim, omdat de drukval relatief constant is. Gebruik externe reset-feedback (b.v. dynamische reset-limiet) om ervoor te zorgen dat de primaire PID-uitgang niet sneller verandert dan de secundaire PID-procesvariabele kan reageren.
2. Gebruik feedforward-regeling die bijna altijd eindigt als verhoudingsregeling, waarbij de delers en tellers meestal een debiet zijn, maar ook een snelheid of een energietarief kunnen zijn. De verhouding wordt gecorrigeerd door een primaire PID-regelaar. De operator moet de gewenste verhouding kunnen instellen en de werkelijke gecorrigeerde verhouding kunnen zien. Waar nodig moet dynamische compensatie worden toegepast, zodat de gemanipuleerde stroom op hetzelfde punt en op hetzelfde tijdstip in het proces aankomt als de toegevoerde stroom. Vaak wordt dit gedaan door instelbare dode tijd en lead/lag blokken in het feedforward signaal op te nemen. Om de timing van de reagensstromen of mengstromen te synchroniseren, zodat de stoichiometrische verhouding gehandhaafd blijft bij veranderingen in de productiesnelheden en correcties in de verhouding, wordt een voorloopsetpoint gefilterd en een verhoudingsfactor toegepast om de setpoints van de andere stroomregelaars te worden. Elke debiet PID wordt afgesteld voor een soepele respons die snel genoeg is om drukstoringen en klep niet-lineariteiten op te vangen. Het leader set-point filter wordt groot genoeg ingesteld zodat alle flow regelkringen unisono reageren. (Zie Feedforward-regeling maakt flexibele, duurzame productie mogelijk)
3. Gebruik de juiste PID-structuur. De PI op fout en D op fout structuur is vaak de juiste keuze. Als de procesvariabele slechts in één richting kan reageren, wat het geval kan zijn voor batchprocessen zonder reactie- of veranderingsfase en zonder gesplitst tegengesteld ventiel (bijv. temperatuurregeling met verwarming maar geen koeling, en pH-regeling met base-reagens maar geen zuur-reagens), is een structuur zonder integrale actie nodig (P on error en D on PV no I). In deze gevallen wordt de bias ingesteld op de PID-uitgang wanneer de PID-procesvariabele zich dicht bij het setpunt heeft genesteld. Indien overschrijding van het instelpunt kritisch is en de tijd om het instelpunt te bereiken en de belastingsstoringsrespons niet van belang zijn, kan een structuur van I op fout en PD op PV worden gebruikt. Een meer flexibele benadering maakt gebruik van een PID-structuur met twee graden van verstelling, waarbij de instelgewichten beta en gamma worden ingesteld voor respectievelijk de proportionele en de afgeleide modus, om een compromis tussen de doelstellingen voor instelrespons en belastingsrespons te optimaliseren. Als alternatief kan een set point lead-lag worden gebruikt om de gewenste set point respons te bereiken met een PID die is afgestemd voor een goede respons op belastingsstoringen (minimale piekfouten en geïntegreerde absolute fouten). Zie Appendix C van Good Tuning: A Pocket Guide voor details over wat deze fouten beïnvloedt. De setpoint-lag wordt ingesteld gelijk aan de PID-resettijd, en de lead wordt ingesteld om een snellere setpoint-respons te verkrijgen. Een lead van nul komt overeen met een PID regelaar zonder proportionele of afgeleide actie op fouten (b.v., beta en gamma gelijk aan nul).
4. Stem alle lussen in de juiste volgorde af met goede software. Kies afstemmingsregels (b.v. zelfregulerend versus integrerend proces) in de wetenschap dat zelfregulerende processen met een tijdconstante/ dode tijd-verhouding van meer dan 4 kunnen worden beschouwd als processen met een bijna-integrerende respons en dat daarvoor afstemmingsregels voor integrerende processen moeten worden gebruikt. Gebruik afstemmingsfactoren (bv. lambda ten opzichte van dode tijd) op basis van verschillende doelstellingen (bv. instelpunt versus belastingsrespons en maximaliseren van de overdracht van variabiliteit versus maximaliseren van de absorptie van variabiliteit) en moeilijke situaties (bv. resonantie, interactie, en inverse respons). Zie tabel D-1 in aanhangsel D van Good Tuning: A Pocket Guide voor nadere bijzonderheden. De richting moet in het algemeen worden gevolgd van de stroomopwaartse naar de stroomafwaartse PID. De gas- en vloeistofdruk-PID-regelaars moeten het eerst worden afgeregeld, gevolgd door de secundaire PID-stroomregelaars en de regelaars van de nutsvoorzieningen. De niveauregelaars moeten vervolgens worden afgesteld op het juiste doel, dat afhangt van de vraag of de niveauregelaar verantwoordelijk is voor het afdwingen van een materiaalbalans (bijv. een kolomtemperatuurregelaar die de refluxstroom manipuleert) of alleen het niveau binnen de perken moet houden omdat de gemanipuleerde stroom de stroomafwaartse werking van de eenheid verstoort (bijv. een kolomtemperatuurregelaar die de destillaatstroom manipuleert). Tenslotte moeten de primaire concentratie-, pH- en temperatuurregelaars worden afgestemd op het gewenste instelpunt of de gewenste belastingsrespons en de abruptheid van de beweging van de gemanipuleerde stroom moet worden toegestaan wanneer deze andere gebruikers kan verstoren of terug kan komen om de respectieve lus te verstoren (b.v. plug-flow systemen met warmte-integratie en recyclestromen). Als de primaire PID geen bijna-integrerende, werkelijke integrerende of wegloopresponsie heeft, en piekfout en stijgtijd geen punt van zorg zijn, kan een doelstelling om de overschrijding van de primaire PID-output voorbij de uiteindelijke rustwaarde te minimaliseren voordelig zijn. Met secundaire PID of analoge uitgangssetpointgrenzen met primaire PID externe reset-feedback kunnen abrupte veranderingen worden voorkomen.
5. Gebruik adaptieve regeling. De instellingen van de PID-regelaar veranderen over het algemeen met de gesplitste gemanipuleerde variabele met productiesnelheid, warmteoverdracht oppervlaktevervuiling, katalysatoractiviteit, en setpoint, en met cyclustijd voor batchprocessen (bijv, batchniveau, reactiesnelheid en concentratie).

Zie ook het artikel Overcoming challenges of PID controller and analyzer applications voor de mogelijkheden van het gebruik van een verbeterde PID.

Over de auteur
Gregory K. McMillan, CAP, is een gepensioneerde Senior Fellow van Solutia/Monsanto waar hij in de engineering technologie werkte aan de verbetering van de procesbeheersing. Greg was ook verbonden als professor aan de Washington University in Saint Louis. Greg is een ISA Fellow en ontving de ISA Kermit Fischer Environmental Award voor pH-regeling in 1991, de Control magazine Engineer of the Year award voor de procesindustrie in 1994, werd opgenomen in de Control magazine Process Automation Hall of Fame in 2001, werd geëerd door InTech magazine in 2003 als een van de meest invloedrijke vernieuwers in automatisering, en ontving de ISA Life Achievement Award in 2010. Greg is de auteur van talrijke boeken over procesbesturing, waaronder Advances in Reactor Measurement and Control en Essentials of Modern Measurements and Final Elements in the Process Industry. Sinds 2002 is Greg de maandelijkse columnist “Control Talk” voor het tijdschrift Control. Momenteel is Greg parttime modellerings- en besturingsconsultant in Technology for Process Simulation voor Emerson Automation Solutions, gespecialiseerd in het gebruik van de virtuele fabriek voor het verkennen van nieuwe mogelijkheden. Het grootste deel van zijn tijd besteedt hij aan schrijven, lesgeven en het leiden van het ISA Mentor Program dat hij in 2011 heeft opgericht.