Terwijl de integrale term een zekere complexiteit introduceert, is de PI vorm van de regelaar de meest gebruikte in de industrie

In het rijk van procescontrole is het volkomen logisch dat het primaire doel is – u raadt het al – het proces te controleren. De PID regelaar is al tientallen jaren een betrouwbaar instrument om dat doel te bereiken. Toch zijn er verschillende vormen van de regelaar die kunnen worden gebruikt en elke vorm heeft zijn eigen unieke prestatie-eigenschappen. Ondanks de extra complexiteit van de integrale term is de PI-regelaar de meest gebruikte vorm in de industrie. Hij levert een betere Set Point Tracking dan de Proportional-Only Control en is zeer geschikt voor de storingen waarmee veel industriële procesbesturingstoepassingen te kampen hebben.

Proportional-Only – of P-Only Control – werd in een eerdere post behandeld. Hoewel P-Only Control gemakkelijk te implementeren is en in bepaalde toepassingen voordelen biedt, heeft het duidelijk beperkingen. De belangrijkste van die beperkingen is de neiging tot Offset – het verschil tussen het Set Point van een regelkring en de input (d.w.z. Fout) die vaak het gevolg is van een aanhoudende storing. Aangezien vele industriële toepassingen zowel gevoelig zijn voor frequente storingen als een strakkere tracering van de streefwaarde vereisen, is P-Only Control vaak ontoereikend. De PI-vorm van de regelaar biedt een waardevolle correctie voor Offset. In plaats van te reageren op de waarde van de Fout op een specifiek tijdstip, telt de Integrale term voortdurend de Fout op, en voegt Fout toe aan de regelaaruitgang (CO) wanneer deze onder de Set Point is of trekt Fout af wanneer de CO boven de Set Point is. De integrale term blijft alleen constant wanneer de Proces Variabele (PV) gelijk is aan de Set Point. Als zodanig kan de integrale actie van een regelaar worden gezien als het accumuleren van invloed in de tijd op basis van hoe lang en hoe ver de gemeten PV weg is van Set Point, en het dient om de PV terug te duwen of te trekken in lijn met Set Point.

In de procesindustrieën is PI Control de dominante vorm van de PID in gebruik vandaag. Zo effectief als het kan zijn voor het tegengaan van Offset, PI en het gebruik van Integral brengt nog steeds enkele uitdagingen met zich mee:

Toegevoegde complexiteit

Er zijn geen twee manieren over – de introductie van de Integral term voegt toe aan de complexiteit van de regelkring tuning. De twee termen – Gain en Integral – werken op elkaar in, waardoor het een uitdaging wordt om waarden te vinden die “het beste” zijn voor de unieke regeldoelstelling van de lus. Zelfs ervaren mensen kunnen voor de gek worden gehouden door de verkeerde term aan te passen wanneer hun analyse is gebaseerd op visuele inspectie van trendgegevens.

Reset Windup

Het is mogelijk dat Integral Error te groot kan worden en onzinnig wordt. Denk aan een Integral Error-waarde waarbij het eindregelelement van een bepaalde regelkring – een klep op zich – 120% moet openen. Een dergelijke toestand wordt “Windup” genoemd. In een dergelijke situatie kan de regelaar het proces niet regelen totdat de Error van teken verandert en voldoende afneemt. Ondanks de extra complexiteit is PI-regeling veruit de meest gebruikte vorm van PID in de industrie. Het is zeer effectief in het corrigeren van fouten die verband houden met Offset en biedt superieure prestaties vanuit het oogpunt van Set Point tracking. Bent u klaar om uw fabriek naar het volgende niveau te brengen?