De PID-leercurve aanpakken

Tekstboeken zijn geweldig voor het maken van concepten en zouden je waarschijnlijk overspoelen met een overvloed aan informatie waarvan je denkt dat het genoeg is te streven in de praktische wereld. De waarheid komt echter aan het licht op de dag dat je afstudeert en een baan op locatie krijgt. Verschillende afgestudeerden zijn verrast door het niveau van verschillen met wat er in het veld gebeurt en wat er in de klas werd geleerd.

Als het gaat om PID-regelsystemen , wordt het effect versterkt door het aantal onnauwkeurigheden waarmee in de echte wereld rekening moet worden gehouden. Hoe kan iemand de PID-leercurve volgen en eruit komen als een expert? Namelijk door in het veld te testen en PID-regelingen te optimaliseren.

Voorwaarden om te kennen

Denk aan een chemische fabriek met een productiegebied voor ethyleen, waarbij de operator moeite heeft om een ​​chemische tank van 500 gallon te onderhouden, een onderdeel van het proces van de chemische lijn.

Het eerste dat moet worden gezien, is het setpointsignaal, dat in dit geval een 0-10VDC-signaal van een potentiometer kan zijn, dat het niveau van de chemicaliën weerspiegelt dat nodig is in de tank. Vervolgens moet het feedbacksignaal worden gecontroleerd, dat kan worden gegenereerd door een apparaat zoals een vloeistofniveautransducer die een signaal van 4 tot 20 mA levert op basis van het vloeistofniveau. Ten slotte is het vereiste item de eigenlijke PID-controller.

Regelaars worden tegenwoordig gehost in op zichzelf staande modules, die zijn ingesteld om het setpoint en feedbacksignalen te ontvangen, terwijl ze ook rekenkundige PID-berekeningen uitvoeren. Stand-alone PID-regelmodules zijn ook beschikbaar, maar indien nodig zijn PID-regelingen beschikbaar in VFD's en PLC's.

Testen

Een goede manier om het regelsysteem te diagnosticeren is door de onder-/bovengrenzen van de sensor te controleren. De vloeistofniveausensor kan bijvoorbeeld in het bovenstaande voorbeeld worden gecontroleerd om te zien of deze respectievelijk 4mA en 20mA levert bij lage en hoge niveaus. Vervolgens kan het setpointsignaal worden gecontroleerd door de regelknop, in dit geval een potentiometer van min tot max, te verstellen. Het signaal kan worden gemeten met behulp van een multimeter en de waarden ervan worden geverifieerd. Als dit ook soepel gaat, controleer dan de klep en als deze opent / sluit met een onafhankelijke controller, kan het probleem worden beperkt tot de PID-module.

Er zijn verschillende soorten PID-modules op de markt verkrijgbaar. Laten we voor dit artikel eens kijken naar een exemplaar met drie keuzeschakelaars :

• Eén voor instelling van proportionele versterking
• Een voor integrale tijdinstelling
• Eén voor het instellen van afgeleide tijd

Het instellen van de keuzeschakelaars op de nieuwe module en het maken van identieke configuraties kan de oplossing zijn, maar op de lange termijn zou het nog beter zijn om een ​​stap verder te gaan.

PID-optimalisatie

Door de proportionele, integrale en afgeleide instellingen aan te passen, kan optimalisatie worden bereikt, wat kan helpen het hele proces te verbeteren. Hier volgen enkele gouden regels die kunnen helpen om de PID-controller efficiënter te maken:

• Als u alle drie de bedieningselementen tegelijkertijd wijzigt, kan dit leiden tot desoriëntatie en verwarring. Werk in plaats daarvan aan één aanpassing per keer.
• Proportionele versterking regelt de snelheid waarmee een proces het instelpunt bereikt. Bij een hoge instelling wordt het setpoint sneller bereikt, maar neemt ook het risico op drastische doorschietpartijen en oscillaties toe. Als het erg laag wordt ingesteld, zou het overshoots elimineren, maar de totale tijd verlengen.
• De beste manier om dit aan te pakken is door te beginnen met de waarden voor integrale tijd, afgeleide tijd en proportionele versterking op nul, en vervolgens de proportionele versterking eerst in kleine hoeveelheden te verhogen tot minimale oscillaties voorkomen.
• De integrale tijd kan worden gezien als een fouteliminator, waardoor de oscillatietijd wordt verkort en de offset wordt verwijderd. Onjuiste afstelling kan echter leiden tot een sterke toename van de overshoot, naast oscillaties. Benader dit op dezelfde manier als de proportionele versterking, en verhoog deze gestaag totdat de oscillaties en offset zijn geneutraliseerd.
• De afgeleide tijd fungeert als een remmechanisme voor de regelkring en is niet vereist in verschillende toepassingen waar overshoot onbeduidend is. Afgeleide controle kan overshoots helpen elimineren, maar kan ook leiden tot een vermindering van het reactievermogen. Verhoog langzaam de afgeleide tijd totdat de bereikte respons optimaal is.

Geïnteresseerd in meer informatie? Praat met een van onze professionals op PanelShop.com .