PID学習曲線への取り組み
教科書は概念を構築するのに最適であり、おそらく十分だと思われる大量の情報であなたを襲うでしょう。実用的な世界で努力する。しかし真実は、あなたが卒業して現場で仕事をする日を明らかにします。何人かの卒業生は、現場で行われていることや教室で教えられていることとの違いのレベルに驚いています。
PID制御システムに関しては 、現実の世界で考慮する必要のある不正確さの数のために、効果は増幅されます。どうすればPID学習曲線に沿って進み、専門家を見つけることができますか？つまり、フィールドテストを行い、PID制御を最適化することによって。
知っておくべき用語
化学ラインプロセスの一部である500ガロンの化学タンクを維持するのに苦労しているオペレーターがいる、エチレン生産エリアがある化学プラントを考えてみましょう。
最初に確認する必要があるのは、設定値信号です。この場合、タンクに必要な化学物質のレベルを反映した、ポテンショメータからの0〜10VDC信号である可能性があります。次に、フィードバック信号をチェックする必要があります。フィードバック信号は、液面に基づいて4〜20mAの信号を提供する液面トランスデューサなどのデバイスから生成される場合があります。最後に、必要なアイテムは実際のPIDコントローラーです。
今日のコントローラーは、算術PID計算も実行しながら、設定値とフィードバック信号を受信するように設定された自立型モジュール内でホストされています。スタンドアロンのPID制御モジュールも利用できますが、必要に応じて、PID制御はVFDおよびPLCでも利用できます。
テスト
制御システムを診断する良い方法は、センサーの下限/上限をチェックすることです。たとえば、上記の例で液面センサーをチェックして、低レベルと高レベルでそれぞれ4mAと20mAを提供していることを確認できます。次に、コントロールノブ（この場合は最小から最大までのポテンショメータ）を調整することにより、設定値信号をチェックできます。マルチメータを使用して信号を測定し、その値を検証できます。これもスムーズに進む場合は、バルブを確認し、独立したコントローラーで開閉する場合は、PIDモジュールに問題を絞り込むことができます。
市場で入手可能なPIDモジュールにはいくつかの種類があります。この記事のために、3つのセレクタースイッチがあるものを考えてみましょう。 ：
- 比例ゲイン設定用に1つ
- 積分時間設定用に1つ
- 微分時間設定用に1つ
新しいモジュールにセレクタースイッチを設定し、同じ構成を作成することでうまくいくかもしれませんが、長期的にはさらに一歩進んだほうがよいでしょう。
PID最適化
比例、積分、微分の設定を微調整することで、最適化を実現でき、プロセス全体の改善に役立ちます。以下は、PIDコントローラーをより効率的にするのに役立ついくつかのゴールデンルールです。
- 3つのコントロールすべてに同時に変更を加えると、見当識障害や混乱を引き起こす可能性があります。代わりに、一度に1つの調整に取り組みます。
- 比例ゲインは、プロセスが設定値に到達する速度を制御します。高レベルに設定すると、設定値に早く到達しますが、大幅なオーバーシュートや振動のリスクも高まります。非常に低く設定すると、オーバーシュートはなくなりますが、全体の時間が長くなります。
- これにアプローチする最善の方法は、積分時間、微分時間、および比例ゲインの値をゼロに設定してから、最初に比例ゲインを少しずつ増やして、振動を最小限に抑えることです。発生します。
- 積分時間はエラーエリミネーターと見なすことができ、発振時間を短縮し、オフセットを除去します。ただし、不適切な調整は、振動に加えて、オーバーシュートの急激な増加をもたらす可能性があります。比例ゲインと同様にこれにアプローチし、振動とオフセットが中和されるまで着実に増加させます。
- 微分時間は、制御ループのブレーキメカニズムとして機能し、オーバーシュートが重要でないいくつかのアプリケーションでは必要ありません。微分制御はオーバーシュートをなくすのに役立ちますが、応答性の低下も引き起こす可能性があります。達成された応答が最適になるまで、微分時間をゆっくりと増やします。
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