Na področju krmiljenja industrijske avtomatizacije se PID regulacijske zanke pogosto uporabljajo. Vendar se med delovanjem pogosto srečujemo z različnimi vrstami nihanja, kot so nihanje v-fazi, nihanje-izven-faze in ne-gladko nihanje. Te težave ne vodijo le do nestabilnosti sistema, ampak lahko tudi ogrozijo varnost in učinkovitost celotnega proizvodnega procesa. Ta članek bo razpravljal o značilnostih teh treh vrst nihanja in ustreznih protiukrepih za referenco.
I. V-fazno nihanje
Pri-infaznem nihanju imata procesna spremenljivka in izhod krmilnika enake vzpone, padce in prevojne točke; obe krivulji sta si podobni ali simetrični. Ta vrsta nihanj je pogosto posledica zunanjih motenj ali prevelikega sorazmernega ojačanja.
rešitev:Poskusite zmanjšati sorazmerno ojačenje za-tretjino in opazujte, ali se nihanje poslabša. Če se nihanje poslabša, to pomeni, da težava verjetno ni posledica nepravilnih nastavitev parametrov PID, temveč zunanjih motenj. V tem primeru je priporočljivo obnoviti parametre in identificirati vir motenj za nastavitev. Če je nihanje v-fazi in ga povzroča čezmerno sorazmerno ojačenje, zmanjšanje proporcionalnega ojačenja za eno-tretjino pogosto odpravi nihanje.
II. Izven--faznega nihanja
Pri-of-nifaznem nihanju imata procesna spremenljivka in izhod PID krmilnika par vrhov in najnižjih vrednosti, pri čemer se krivulji dvigata in spuščata v nasprotnih fazah. Tovrstno nihanje je nedvomno posledica prevelikega integrala
rešitev:Poskusite nastaviti integralni čas na vrednost, ki ustreza periodi nihanja. Pri samo-uravnoteženih sistemih bo zmanjšanje proporcionalnega ojačanja za eno-tretjino odpravilo--izvenfazna nihanja, čeprav se lahko zmogljivost zaprte-zanke nekoliko poslabša. Vendar pa lahko pri sistemih integratorjev zmanjšanje proporcionalnega ojačanja povzroči hujša, nižja-frekvenčna--fazna nihanja.
III. Ne-gladko nihanje
Pri ne-gladkem nihanju imata procesna spremenljivka in izhod krmilnika kvadratni oziroma žagasti val. Ta vrsta nihanja je pogosto posledica nelinearnosti regulacijskega ventila.
rešitev:Reševanje ne{0}}gladkih nihanj običajno zahteva prilagajanje krmilnega ventila, vključno z mazanjem, popuščanje tesnila, ravnanje stebla ventila, prilagajanje ročnih ventilov ali obvoda, prilagajanje parametrov regulatorja položaja in zamenjavo ventila. V takšnih primerih je prilagajanje parametrov PID pogosto nesmiselno in lahko povzroči dvom o veljavnosti načina prilagajanja.
IV. Zaključek in priporočila
Ko obravnavamo težave z nihanjem v zankah samodejnega krmiljenja PID, bi morali najprej razmisliti o zmanjšanju proporcionalnega ojačanja, saj je to najprimernejša metoda za razreševanje tako v-faznih kot iz-of-faznih nihanj. Za samo-sisteme za uravnavanje je krmiljenje PI preprosto, učinkovito, robustno in široko uporabno; je odlična izbira, ko vrhunska zmogljivost ni prednostna naloga. Za sisteme samo-uravnavanja, kjer največja zmogljivost ni prednostna naloga, je krmiljenje PI preprosto, učinkovito, robustno in široko uporabno. To je tudi razlog, zakaj se krmiljenje PI tako pogosto uporablja v industriji. Končna zmogljivost krmilnika PI je odvisna od razpoložljivih informacij o modelu nadzorovanega objekta. Da bi še dodatno presegli končno zmogljivost zaprte{10}}zanke, inženirji pogosto izboljšajo sistemsko arhitekturo-na primer z implementacijo kaskadnega posredovanja ali celo nadgradnjo opreme. Akademsko raziskovalci pogosto izpopolnijo algoritme PID in kompenzirajo omejitve strojne opreme z boljšimi algoritmi. Takšne zahteve se v dejanski proizvodnji redko srečajo; pogosteje je poudarek na obravnavanju nihanj, ki jih povzročajo nerazumni parametri in nezadostna zavrnitev motenj. Široka uporaba krmiljenja z eno-zanko na terenu prav tako kaže, da je še vedno veliko prostora za izboljšave avtomatizacije! Ne glede na to, ali gre za eno-zmogljivost zanke, uporabo položaja ventila in fleksibilnost nastavljene vrednosti ali optimizacijo več{17}}spremenljivke koordinacije in omejitev, je uravnavanje PID le del dela. Za dodatno izboljšanje varnosti in učinkovitosti bi se morala kontrola procesov bolj osredotočiti na ta področja.
Pri krmiljenju procesov je natančne modele težko dobiti, čisti zamik pa je pogost pojav. To je morda razlog, zakaj PID kljub nenehnemu pojavljanju novih algoritmov ostaja -priljubljen pri nadzoru procesov. PID je v kombinaciji s povratno informacijo izjemno močan! Ko je to prepoznano, postane posebna metoda uglaševanja manj pomembna; veliko bolj pomembno je razumevanje meja, ki vplivajo na delovanje zaprte{3}}zanke in zmogljivosti PID.