Как определяются параметры PID регулирующего клапана?
Thread Content
Чтобы система регулирования обеспечивала достаточно точный автоматический контроль, необходимы подходящие параметры PID. Так с чем же связаны эти параметры? Как это определяется?
При настройке DCS сначала должно быть установлено значение по умолчанию, и для большинства регулирующих клапанов его изменять не требуется. Остаётся только скорректировать по необходимости.
Регулировка параметров PID должна осуществляться постепенно на месте — путем их увеличения или уменьшения. Не существует единого стандарта или формулы для этого; оптимальные значения параметров PID различаются в зависимости от системы. При регулировке можно использовать приблизительные значения, а затем скорректировать параметры на основе кривой регулирования. Если колебания выходных значений велики, можно снизить влияние коэффициентов пропорциональности и интеграции; если же колебания незначительны, можно увеличить их влияние. Как правило, при настройке параметров не используется коэффициент дифференциации, чтобы избежать возникновения колебаний в системе.
Параметры PID управляющей цепи необходимо настраивать, однако при конфигурировании DCS уже существуют эмпирические значения, которые затем корректируются в зависимости от качества управления.
Другими словами, неизвестно, откуда это появилось. У нас многие регулирующие клапаны нельзя управлять автоматически. Например, при попытке поддержания температуры на уровне 70 градусов она может колебаться в диапазоне от 50 до 90 градусов. Нет другого выхода — в итоге приходится регулировать их вручную.
Вижу, все упоминают конфигурацию, но я не совсем понимаю, что это такое. Некоторые регулирующие клапаны установлены сзади, а на экране DCS их данные взяты из информации о предыдущих регулирующих клапанах; неизвестно, проходил ли какой-либо процесс настройки.
Большое спасибо! Пропорциональное и интегральное управление: что контролирует амплитуду колебаний, а что — их скорость? Или это связано с обоими?
У каждого цикла разные параметры PID? Откуда берутся значения опыта для каждого цикла? Если стандартный контроль качества с помощью значений опыта оказывается недостаточным, приходится вносить экспериментальные корректировки, что, по-видимому, требует значительных усилий.
Возможно контролировать амплитуду и скорость колебаний; разница заключается лишь в используемой математической модели. Коэффициент пропорции регулируется в зависимости от величины отклонения: чем больше отклонение, тем больше выходной сигнал. Когда отклонение исчезает или становится достаточно малым, коэффициент пропорции не создает выходного сигнала. Интеграция работает в зависимости от наличия отклонения: пока отклонение существует, интегральный член генерирует выходной сигнал, а его величина зависит от коэффициента интеграции и величины отклонения. Дифференциал регулируется скоростью изменения отклонения: чем быстрее меняется отклонение, тем больше выходной сигнал; при отсутствии изменений выходного сигнала нет, что обеспечивает функцию предварительной регуляции.
Требования к качеству регулирования высоки, и параметры PID для каждой цепи обычно различаются. Опытный показатель — это значения параметров, которые определяются на основе интуиции при их чрезмерной настройке. Если не нравится, просто скорректируйте...
Честно говоря, хотя у PID всего три простых параметра, научиться ими правильно управлять — это действительно огромное достижение. Есть люди, которые занимаются именно этим: сколько они получают за один цикл.
Раньше я видел одну метафору, которая довольно наглядно объясняла параметры PID: не обращайте внимания на PID, рассматривайте этот автоматический клапан как ручной — пусть управление осуществляется вручную вместо автоматического； Чтобы достичь определенного уровня потока, необходимо открыть ручной клапан до нужного положения. Как это обычно делается? Поток снизился (или увеличился); нужно повернуть регулятор на несколько оборотов за раз. Эта операция эквивалентна настройке параметра P, то есть коэффициента пропорции ； Как часто нужно это делать? Эта операция соответствует показателю I, то есть индексу ； Предвидя, что объем потока снизится (или увеличится), начинают закрывать клапаны заранее. На сколько времени раньше — это и есть операция D, дифференциал.
Параметры PID управляющей цепи необходимо настраивать. В настоящее время при настройке DCS используются эмпирические значения, которые затем корректируются в зависимости от качества управления. Обычно параметры давления и расхода легче настраивать, тогда как для параметров температуры и уровня жидкости из-за большого времени задержки обычно требуется увеличить влияние параметра D. Из-за проблем инерции параметры будут различаться у разных людей; главное — чтобы были достигнуты установленные показатели.
Не стоит проводить множество испытаний — сначала нужно овладеть основными знаниями. Кто-то красиво сравнил PID: P обозначает настоящее, I — прошлое, а D — будущее. Поскольку одна простая настройка параметров объединяет в себе столько информации, можно настроить практически любую систему. Я тоже настраивал множество параметров PID; достаточно лишь приложить усилия. Удачи!
Необходимо настроить. Прикреплено только графическое программирование и диаграммы потоков
Так говорить неверно: для любой системы управления необходимо создать точную модель управления. Сначала нужно определить, какие именно являются объектами управления, факторами помех, исполнительными механизмами, а затем выбрать подходящий способ управления. Для простых случаев контроля температуры, давления, уровня жидкости, когда количество факторов помех минимально и существует лишь одна переменная управления, алгоритм PID позволяет достичь хороших результатов управления; допуск отклонений составляет +/-5%. При правильной настройке параметров регулирующего клапана, после стабилизации процесса, степень его открытия обычно остается на уровне 30–60%. Однако алгоритм PID не является универсальным средством управления.
При правильной настройке параметров регулирующего клапана, после стабилизации потока материала, угол его открытия обычно остается на уровне 30–60%