У сфері промислової автоматизації широко використовуються контури ПІД-регулювання. Однак під час роботи ми часто стикаємося з різними типами коливань, такими як-синфазні,--позафазні коливання та не-плавні коливання. Ці проблеми не тільки призводять до нестабільності системи, але й можуть поставити під загрозу безпеку та ефективність усього виробничого процесу. У цій статті обговорюватимуться характеристики цих трьох типів коливань і відповідні контрзаходи для довідки.
I. У-фазові коливання
У-синфазних коливаннях змінна процесу та вихідний сигнал контролера демонструють однакові точки зростання, спаду та точки перегину; дві криві подібні або симетричні. Цей тип коливань часто спричинений зовнішніми збуреннями або надмірним пропорційним посиленням.
рішення:Спробуйте зменшити пропорційне посилення на одну-третину та спостерігайте, чи погіршується коливання. Якщо коливання посилюється, це вказує на те, що проблема, швидше за все, пов’язана не з неправильними налаштуваннями параметрів ПІД-регулятора, а з зовнішніми перешкодами. У цьому випадку рекомендується відновити параметри та визначити джерело збоїв для налаштування. Якщо коливання є-синфазним і викликане надмірним пропорційним посиленням, зменшення пропорційного посилення на одну-третину часто усуває коливання.
II. Коливання поза--фазою
Під час--коливань поза фазою змінна процесу та вихід ПІД-регулятора демонструють пару піків і спадів, причому дві криві підвищуються та спадають у протилежних фазах. Цей тип коливань, безсумнівно, викликаний надмірним інтегралом
рішення:Спробуйте встановити час інтегрування на значення, яке відповідає періоду коливань. Для само-збалансованих систем зменшення пропорційного посилення на одну-третину усуне--позафазові коливання, хоча продуктивність замкнутого-контура може дещо погіршитися. Однак для інтеграторних систем зменшення пропорційного посилення може призвести до більш серйозних, нижчих-частот--позафазових коливань.
III. Не-плавне коливання
У не-плавних коливаннях змінна процесу та вихід регулятора демонструють квадратну та пилкоподібну хвилю відповідно. Цей тип коливань часто спричинений нелінійністю регулюючого клапана.
рішення:Усунення не-плавних коливань зазвичай потребує регулювання регулюючого клапана, зокрема змащення, послаблення ущільнення, випрямлення штока клапана, регулювання ручних клапанів або байпаса, налаштування параметрів позиціонера та заміни клапана. У таких випадках настроювання параметрів PID часто є марним і може поставити під сумнів правильність методу настроювання.
IV. Висновки та рекомендації
Вирішуючи проблеми з коливаннями в контурах автоматичного регулювання ПІД, ми повинні спочатку розглянути можливість зменшення пропорційного підсилення, оскільки це кращий метод для вирішення як синфазних, так і не--фазних коливань. Для систем само-балансування PI-регулювання є простим, ефективним, надійним і широко застосовним; це чудовий вибір, коли максимальна продуктивність не є пріоритетом. Для систем само-балансування, де максимальна продуктивність не є пріоритетом, PI-регулювання є простим, ефективним, надійним і широко застосовним. Ось чому PI-контроль так широко використовується в промисловості. Максимальна продуктивність PI-регулятора залежить від доступної інформації про модель керованого об’єкта. Щоб ще більше перевищити максимальну продуктивність замкнутого{10}}циклу, інженери часто вдосконалюють архітектуру системи-, наприклад, запроваджуючи каскадну пряму передачу даних або навіть оновлюючи обладнання. В академічному плані дослідники часто вдосконалюють алгоритми PID, компенсуючи апаратні обмеження кращими алгоритмами. Такі вимоги рідко зустрічаються в реальному виробництві; частіше фокус зосереджується на вирішенні коливань, викликаних необґрунтованими параметрами та недостатнім усуненням збурень. Широке використання одноконтурного-контролю в польових умовах також вказує на те, що ще є багато можливостей для вдосконалення автоматизації! Незалежно від того, чи йдеться про продуктивність одного-контура, використання положення клапана та гнучкості заданих значень або оптимізацію координації-змінних і обмежень, налаштування ПІД — це лише частина роботи. Щоб ще більше підвищити безпеку та ефективність, управління процесом має більше зосереджуватися на цих сферах.
В управлінні процесом важко отримати точні моделі, і чиста затримка є звичайним явищем. Можливо, тому, незважаючи на постійну появу нових алгоритмів, PID залишається-популярним у управлінні процесом. PID у поєднанні зі зворотним зв’язком є надзвичайно потужним! Як тільки це буде визнано, конкретний метод налаштування стає менш важливим; розуміння меж, які впливають на продуктивність замкнутого-циклу та можливості PID, є набагато важливішим.