Choć pojęcie całki wprowadza pewien stopień złożoności, forma PI sterownika jest najszerzej stosowana w przemyśle

W dziedzinie sterowania procesami całkowicie zrozumiałe jest, że głównym celem jest – zgadłeś – sterowanie procesem. Przez dziesięciolecia regulator PID okazał się niezawodnym narzędziem do realizacji tego celu. Mimo to, istnieją różne formy tego regulatora, które mogą być używane i każda z nich ma swoje unikalne atrybuty wydajności. Pomimo dodatkowej złożoności związanej z terminem integralnym, regulator PI jest formą najczęściej stosowaną w przemyśle. Dostarcza ulepszone śledzenie punktu nastawy w stosunku do sterowania proporcjonalnego i jest dobrze przystosowany do zakłóceń, które trapią wiele aplikacji sterowania procesami przemysłowymi.

Kontrola proporcjonalna – lub P-Only – została omówiona w poprzednim poście. Podczas gdy sterowanie P-Only jest łatwe do wdrożenia i oferuje korzyści w niektórych zastosowaniach, ma ono wyraźne ograniczenia. Głównym z tych ograniczeń jest skłonność do Przesunięcia – różnica między Punktem Nastawy pętli sterowania a jej wejściem (np. Błąd), która często wynika z trwałego zakłócenia. Ponieważ wiele aplikacji przemysłowych jest podatnych na częste zakłócenia i wymaga dokładniejszego śledzenia punktu nastawy, sterowanie P-Only jest często niewystarczające. Forma PI regulatora zapewnia cenną korektę dla Offset. Zamiast reagować na wartość Błędu w określonym czasie, człon całkujący stale sumuje Błąd, albo dodając Błąd do Wyjścia Regulatora (CO), gdy jest poniżej Punktu Nastawy, albo odejmując Błąd, gdy CO jest powyżej Punktu Nastawy. Składnik całkujący pozostaje stały tylko wtedy, gdy zmienna procesowa (PV) jest równa wartości zadanej. Jako takie integralne działanie regulatora może być postrzegane jako gromadzenie wpływu w czasie w oparciu o to, jak długo i jak daleko mierzone PV jest z dala od Punktu Nastawy, i służy do popychania lub ciągnięcia PV z powrotem do linii z Punktem Nastawy.

W całym przemyśle procesowym sterowanie PI jest dominującą formą PID w użyciu dzisiaj. Tak skuteczne narzędzie, jak to może być do przeciwdziałania Offset, PI i użycie Integral nadal przedstawiają pewne wyzwania:

Dodatkowa złożoność

Nie ma dwóch sposobów na to – wprowadzenie terminu Integral dodaje do złożoności strojenia pętli sterowania. Oba terminy – Gain i Integral – oddziałują na siebie, co sprawia, że uzyskanie wartości, które są “najlepsze” do osiągnięcia unikalnego celu sterowania pętlą jest wyzwaniem. Nawet doświadczeni praktycy mogą dać się nabrać na regulację niewłaściwego terminu, gdy ich analiza opiera się na wizualnej inspekcji danych trendu.

Reset Windup

Możliwe jest, że Integral Error może urosnąć zbyt duży i stać się bezsensowny. Rozważmy wartość Błędu Integralnego, która wymaga, aby Końcowy Element Sterujący danej pętli sterowania – zawór per se – otworzył się na 120%. Taki stan jest określany jako “Windup”. W takiej sytuacji sterownik nie może regulować procesu, dopóki Błąd nie zmieni znaku i nie zmniejszy się wystarczająco. Pomimo dodatkowej złożoności sterowanie PI jest zdecydowanie dominującą formą PID stosowaną w przemyśle. Jest bardzo skuteczny w korygowaniu błędów związanych z przesunięciem i zapewnia doskonałą wydajność z punktu widzenia śledzenia punktu nastawy. Czy jesteś gotowy, aby przenieść swój zakład na wyższy poziom?