Método para determinar a ação direta/inversa do regulador

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Um – Método para determinar a ação direta/indireta do regulador. Ao colocar o sistema em modo automático: geralmente, após definir o esquema de controle e determinar se o regulador atua de forma direta ou indireta, o mais importante é saber como ajustar os parâmetros P, I e D. Com base em anos de experiência prática, vou explicar como ajustar esses parâmetros no sistema de regulação. Espero que isso possa servir de referência para vocês nos projetos. Antes de definir os parâmetros P, I e D do sistema de controle, é necessário garantir que o sistema de controle em circuito fechado seja de feedback negativo, ou seja, Ko*Kv*Kc > 0. Objeto de regulação Ko: Se as válvulas e atuadores forem abertos, e a medição de PV aumentar, então Ko > 0 ； Por outro lado, Ko < 0 ； Válvula de regulação Kv: se a válvula for de ação direta (abre com ar ou com eletricidade), então Kv > 0 ； Reação da válvula (fechamento por ar, fechamento elétrico): nesse caso, Kv < 0 ； O sinal de Ko e Kv é determinado pelo objeto da produção e pela segurança no processo de fabricação. Com base no sinal de Ko e Kv, bem como no fato de que Ko*Kv*Kc > 0, podemos determinar o sinal de Kc ； Regulador Kc: Se Kc > 0, então o regulador é de ação reversa ； Se Kc < 0, então o regulador tem ação positiva ； A configuração do software deve ser feita corretamente. Antes da calibração do equipamento e da definição dos parâmetros P, I e D, é essencial verificar se a ação direta/inversa do regulador está correta. 1. Antes de definir os parâmetros P, I e D do sistema de controle, é necessário garantir que as medições sejam precisas e que as válvulas funcionem de maneira adequada ； 2. Ao ajustar os parâmetros P, I e D do sistema de controle, é necessário informar o usuário para que este preste atenção constante às condições de operação da produção, visando garantir uma produção segura ； 3. Ao ajustar os parâmetros P, I e D do sistema de controle, deve-se primeiro ativar o modo automático e, em seguida, o modo em cascata. Deve-se também ativar primeiro o circuito secundário e, depois, o circuito principal; o circuito secundário deve ter um controle mais grosso, enquanto o circuito principal deve ter um controle mais preciso. Na tela CRT da estação de operação, abra a janela de ajuste do regulador, altere os valores de referência SP ou os valores de saída OP, para que seja gerado um sinal de variação permitido pelo processo. Observe as mudanças no valor medido PV e os gráficos de tendência. Ajuste continuamente os parâmetros PID, geralmente várias vezes, até que o controle se torne estável. Na prática, geralmente basta alcançar as características de primeira ordem que sejam satisfatórias do ponto de vista tecnológico. II. Parâmetros de ajuste do PID com base em experiência: No caso de meios fluidos (gás, líquido), os parâmetros de ajuste do PID com base em experiência são os seguintes. (É melhor definir esses parâmetros na configuração do software antes de ir ao local; ajustes finos podem ser feitos no local ou não ser necessários): 1. Para o controle do fluxo (F): geralmente, P=120～200%, I=50～100S, D=0S ； Para o sistema de prevenção de estol: geralmente, P=120～200%, I=20～40S, D=15～40S ； 2. Regulação da pressão (P): Geralmente, P=120～180%, I=50～100S, D=0S ； Para o sistema de alívio de pressão: geralmente, P=80～160%, I=20～60S, D=15～40S ； 3. Regulação do nível de líquido (L): 1] Para recipientes grandes (torres com diâmetro de 4 metros e altura superior a 2 metros): geralmente, P=80～120%, I=200～900S, D=0S ； 2] Recipiente intermediário (diâmetro de 2–4 metros, altura de 1,5–2 metros): Geralmente, P=100–160%, I=80–400S, D=0S ； 3] Recipientes pequenos (torres com diâmetro de 2 metros e altura inferior a 1,5 metro): Geralmente, P=120～300%, I=60～200S, D=0S ； 4. Regulação da temperatura (T): Geralmente, P=120～260%, I=50～200S, D=20～60S ； Os parâmetros mencionados acima são de natureza empírica, e não absolutos. Além disso, na prática, às vezes existem problemas com o objeto do processo do sistema de controle ou com as válvulas (localizadores). Esses problemas podem ser superados alterando os parâmetros PID, permitindo assim que o sistema funcione automaticamente. Investir de forma automática requer observação paciente e correções contínuas. Para que a automação possa ser implementada na prática, o mais importante é que as válvulas (localizadores) e os atuadores sejam funcionais e tenham um funcionamento ágil. Em um sistema de controle em cascata (por exemplo: com 2 controladores), todo o anel interno (o controlador secundário, cujo valor de Ko1*Kv1*Kc1 é maior que 0) funciona como se fosse o Kv do anel principal; portanto, seu valor é sempre positivo. Resultado do ajuste dos parâmetros PID: observando a curva, geralmente basta uma característica de primeiro grau (embora, teoricamente, seja desejável uma característica de atenuação de segundo grau). III. Considerações para a ativação do circuito automático 1. Princípios básicos: Durante a operação do dispositivo, a ativação do circuito automático deve garantir um funcionamento estável de todas as seções do sistema. Os parâmetros principais não devem sofrer flutuações significativas, e os parâmetros relacionados à pressão, nível de líquido e temperatura dos demais equipamentos auxiliares também não devem apresentar flutuações excessivas que possam afetar o funcionamento normal do dispositivo. 2. Coordenação com os operadores da mesma linha de produção: A ativação do circuito automático faz parte dos trabalhos de ajuste em projetos de automação. Se nossos funcionários forem responsáveis pela configuração do circuito automático, ao realizar esse trabalho, é necessário primeiro explicar aos operadores do usuário quais são as tarefas a serem realizadas por nós, como os operadores de processo devem cooperar, quais serão as consequências e como lidar com eventuais imprevistos. Após a conclusão dos testes, deve-se informar os operadores de processo. Antes da primeira utilização do circuito automático, deve-se solicitar aos operadores que ajustem as condições desse sistema para que fiquem o mais estáveis possível. 3. Observações específicas para o sistema de controle: (1) A configuração de todos os circuitos automáticos deve ser rigorosamente testada antes de serem colocados em uso. Se houver alterações na configuração no local, antes de ativá-la automaticamente, deve-se verificar cuidadosamente o fluxo dos sinais e a correção da lógica da configuração. Na parte de comutação de sinais, é preciso prestar atenção aos problemas de sequência temporal da lógica de comutação. A configuração deve incluir uma parte lógica simples que permita intervenção manual no circuito automático até a saída no local, de modo que, em caso de erro na configuração, seja possível interromper manualmente a ação do circuito automático no local. (2) Ao iniciar automaticamente, é possível aumentar primeiro os valores da faixa proporcional e do tempo de integração do módulo PID. Além disso, os limites superior e inferior de saída do módulo PID devem ser definidos dentro de uma faixa aceitável, próxima ao valor de saída atual que o módulo está acompanhando. Por fim, a taxa de variação da saída do módulo PID deve ser reduzida. Após a ativação automática, observe se a direção de funcionamento do módulo PID está correta e se as variações no erro de entrada do módulo PID estão dentro dos limites normais. Após confirmar isso, libere gradualmente as várias restrições de saída do módulo PID, para que ele possa funcionar normalmente novamente. Em seguida, ajuste os parâmetros do módulo PID de acordo com a qualidade do controle desejada. Quatro métodos de ajuste dos parâmetros PID 1. Conhecimentos básicos Em sistemas de controle automático, E = SP – PV. Onde, E representa o desvio, SP representa o valor dado e PV representa o valor medido. Quando SP é maior que PV, há um desvio positivo; caso contrário, há um desvio negativo. 1) A ação do ajuste proporcional é diretamente proporcional ao tamanho do desvio ； Quando a sensibilidade é de 100, a saída da ação proporcional e o desvio atuam em uma relação de 1:1 dentro de suas respectivas faixas de valor. Quando a escala é 10, a ação ocorre em uma proporção de 10:1. Ou seja, quanto menor a sensibilidade, maior é o efeito proporcional. Uma ação proporcional excessivamente forte pode causar oscilações. Ser muito fraco causa um desequilíbrio nas proporções, resultando em ciclos de flutuação excessivos no processo de convergência do sistema, além de uma taxa de atenuação muito baixa. Sua função é estabilizar o parâmetro ajustado. 2) A ação do ajuste por integração é diretamente proporcional à integral do desvio ao longo do tempo. Ou seja, se houver um efeito de integração do desvio, haverá uma saída. Ele tem a função de eliminar os resíduos. Uma ação de integração muito forte também pode causar oscilações, enquanto uma ação muito fraca faz com que haja um erro residual no sistema. 3) A ação do mecanismo de ajuste diferencial é proporcional à velocidade de variação do desvio. Seu efeito é impedir quaisquer mudanças no parâmetro ajustado, exercendo assim uma função de ajuste antecipado. Tem um bom efeito em objetos com grande atraso. Mas não é possível superar o atraso puro. Adequado para regulação de temperatura. O uso do ajuste diferencial pode encurtar o período de convergência do sistema. Um tempo de diferenciação muito longo também pode causar oscilações. 2. O método empírico de ajuste é o método mais utilizado para o ajuste de sistemas, sendo uma técnica de tentativa e erro. Isso é alcançado por meio de configuração prévia de parâmetros e tentativas repetidas. Os valores padrão dos parâmetros devem ser determinados com base nas características do objeto e na faixa de medição do instrumento. Os parâmetros PID com faixa de medição ampla devem ter seu efeito adequadamente reforçado. A faixa geral para os quatro tipos de parâmetros ajustáveis é a seguinte: no método de proporcionalidade crítica, o sistema é colocado em modo automático por meio de uma relação puramente proporcional; nesse caso, o tempo de integração é colocado no valor máximo, enquanto o tempo de diferenciação é definido como 0. Diminua gradualmente a sensibilidade do sistema, de modo que ocorram oscilações de amplitude constante. Anote nesse momento o valor da sensibilidade Pbc e o período de oscilação Tc. Em seguida, use a seguinte fórmula para calcular a sensibilidade PID e o tempo de integração: P = 2,2 × Pbc ； T=0,85Tc. A situação real pode exceder esse intervalo. Para objetos com tempo de atraso puro e constante de tempo elevados, não é adequado utilizar o método de proporcionalidade crítica no PID do MACS, pois é difícil determinar o valor de Pbc.