Kaikkakin integraalitermi tuo mukanaan jonkin verran monimutkaisuutta, PI-säätimen muoto on laajimmin käytetty teollisuudessa

Prosessinohjauksen alalla on täysin järkevää, että ensisijainen tavoite on – arvasittehan – prosessin ohjaaminen. PID-säädin on vuosikymmenien ajan osoittautunut luotettavaksi työkaluksi tämän tavoitteen saavuttamisessa. Säätimestä on kuitenkin olemassa erilaisia muotoja, joita voidaan käyttää, ja jokaisella on omat ainutlaatuiset suorituskykyominaisuutensa. Integraalitermiin liittyvästä monimutkaisuudesta huolimatta PI-säädin on teollisuudessa yleisimmin käytetty muoto. Se tarjoaa paremman asetuspisteen seurannan suhteessa pelkkään suhteelliseen ohjaukseen ja soveltuu hyvin häiriöihin, jotka vaivaavat monia teollisuuden prosessinohjaussovelluksia.

Pelkkää suhteellista eli P-säätöä käsiteltiin aiemmassa viestissä. Vaikka P-Only-säätö on helppo toteuttaa ja tarjoaa etuja tietyissä sovelluksissa, sillä on selvästi rajoituksia. Tärkein näistä rajoituksista on sen taipumus Offsetiin – säätösilmukan asetuspisteen ja sen syötteen (eli virheen) välinen ero, joka johtuu usein jatkuvasta häiriöstä. Koska monet teollisuussovellukset ovat alttiita usein esiintyville häiriöille ja vaativat tiukempaa asetusarvon seurantaa, pelkkä P-säätö on usein riittämätön. Sen sijaan, että reagoitaisiin virheen arvoon tiettynä ajankohtana, integraalitermi laskee virheen jatkuvasti yhteen, joko lisäämällä virhettä säätimen ulostuloon (CO), kun se on asetuspisteen alapuolella, tai vähentämällä virhettä, kun CO on asetuspisteen yläpuolella. Integraalitermi pysyy vakiona vain silloin, kun prosessimuuttuja (PV) on yhtä suuri kuin asetusarvo. Näin ollen säätimen integraalitoimintaa voidaan pitää ajan mittaan kertyvänä vaikutuksena, joka perustuu siihen, kuinka kauan ja kuinka kaukana mitattu PV on asetuspisteestä, ja sen tehtävänä on työntää tai vetää PV takaisin samalle tasolle asetuspisteen kanssa.

Prosessiteollisuudessa PI-säätö on nykyisin käytössä oleva PID:n vallitseva muoto. Niin tehokas työkalu kuin se voikin olla Offsetin torjuntaan, PI ja Integral-termin käyttö tuovat silti mukanaan joitakin haasteita:

Lisätty monimutkaisuus

Ei ole kahta vaihtoehtoa – Integral-termin käyttöönotto lisää säätösilmukan virittämisen monimutkaisuutta. Nämä kaksi termiä – Gain ja Integral – ovat vuorovaikutuksessa keskenään, jolloin on haastavaa päästä arvoihin, jotka ovat “parhaita” silmukan ainutlaatuisen ohjaustavoitteen saavuttamiseksi. Jopa kokeneet harjoittelijat voivat erehtyä säätämään väärää termiä, kun heidän analyysinsä perustuu trendidatan visuaaliseen tarkasteluun.

Reset Windup

On mahdollista, että Integraalivirhe voi kasvaa liian suureksi ja muuttua järjettömäksi. Tarkastellaan Integral Error -arvoa, joka edellyttää, että tietyn säätösilmukan lopullinen ohjauselementti – venttiili sinänsä – avautuu 120 %. Tällaista tilaa kutsutaan nimellä “Windup”. Tällaisessa tilanteessa säädin ei voi säätää prosessia, ennen kuin Virhe muuttaa merkkiä ja pienenee riittävästi. Lisääntyneestä monimutkaisuudesta huolimatta PI-säätö on ylivoimaisesti hallitsevin teollisuudessa käytetty PID:n muoto. Se korjaa erittäin tehokkaasti Offset-virheen ja tarjoaa ylivoimaisen suorituskyvyn asetuspisteen seurannan kannalta.Oletko valmis nostamaan laitoksesi seuraavalle tasolle?