Přestože integrální člen přináší určitou míru složitosti, je PI forma regulátoru v průmyslu nejrozšířenější

V oblasti řízení procesů je zcela logické, že primárním cílem je – hádáte správně – řízení procesu. PID regulátor se po desetiletí osvědčuje jako spolehlivý nástroj pro splnění tohoto cíle. Přesto existují různé formy tohoto regulátoru, které lze použít, a každá z nich má své jedinečné výkonnostní vlastnosti. Navzdory dodatečné složitosti spojené s integrálním členem je PI regulátor formou, která se v průmyslu používá nejčastěji. Poskytuje lepší sledování žádané hodnoty ve srovnání s pouze proporcionálním řízením a je vhodný pro poruchy, které postihují mnoho aplikací řízení průmyslových procesů.

Proporcionálnímu řízení – neboli P-řízení – jsme se věnovali v předchozím příspěvku. Ačkoli se P-Only Control snadno implementuje a v určitých aplikacích nabízí výhody, má zjevně svá omezení. Hlavním z těchto omezení je jeho sklon k Offsetu – rozdílu mezi žádanou hodnotou regulační smyčky a jejím vstupem (tj. chybou), který často vzniká v důsledku trvalého rušení. Vzhledem k tomu, že mnoho průmyslových aplikací je náchylných k častým poruchám a zároveň vyžaduje těsnější sledování žádané hodnoty, je řízení pouze pomocí P-Only často nedostatečné.Forma PI regulátoru poskytuje cennou korekci Offset. Místo toho, aby reagoval na hodnotu chyby v určitém čase, integrální člen neustále sčítá chybu a buď přičítá chybu k výstupu regulátoru (CO), když je pod nastavenou hodnotou, nebo odečítá chybu, když je CO nad nastavenou hodnotou. Integrální člen zůstává konstantní pouze tehdy, když se procesní proměnná (PV) rovná nastavené hodnotě. Na integrální působení regulátoru jako takového lze pohlížet jako na kumulaci vlivu v čase podle toho, jak dlouho a jak daleko je měřená PV vzdálená od nastavené hodnoty, a slouží k tomu, aby tlačila nebo stahovala PV zpět do souladu s nastavenou hodnotou.

V procesním průmyslu je dnes dominantní formou PID regulace PI. Jakkoli může být účinným nástrojem proti Offsetu, PI a použití integrálu stále představují určité problémy:

Přidaná složitost

Nejsou dvě možnosti – zavedení integrálního členu zvyšuje složitost ladění regulační smyčky. Oba termíny – Gain a Integral – se vzájemně ovlivňují, takže je náročné dospět k hodnotám, které jsou “nejlepší” pro splnění jedinečného cíle řízení smyčky. Dokonce i zkušení odborníci se mohou nechat zmást a nastavit nesprávný člen, pokud je jejich analýza založena na vizuální kontrole dat trendu.

Reset Windup

Je možné, že Integrální chyba může narůst příliš a stát se nesmyslnou. Uvažujme hodnotu Integral Error, která vyžaduje, aby se koncový regulační prvek dané regulační smyčky – ventil jako takový – otevřel na 120 %. Takový stav se označuje jako “Windup”. V takové situaci nemůže regulátor regulovat proces, dokud Chyba nezmění znaménko a dostatečně se nezmenší. Navzdory přidané složitosti je PI regulace zdaleka dominantní formou PID používanou v průmyslu. Je vysoce účinná při korekci Chyb spojených s Offsetem a poskytuje vynikající výkon z hlediska sledování žádané hodnoty.Jste připraveni posunout svůj závod na vyšší úroveň?