作为一名制造专业人员,PID调节可能是您的众多职责之一。如果您手动或使用需要稳态条件的软件来调节控制回路,这也可能是您工作中最令人沮丧的方面之一。不管方法的可重复性如何,最终目标可能会随着每个PID控制器实现不同的功能而改变。
了解如何在满足其独特控制目标的同时调整PID环路至关重要。幸运的是,有一组描述性统计数据可以描述控制器的核心性能属性,并帮助您每次都进行正确的调整。以下是过程控制专家在确定其新PID整定参数是否适合工作时经常使用的四(4)个关键绩效指标。
沉淀时间
控制环路性能始终值得考虑的一个方面是建立时间。从本质上讲,稳定时间衡量的是过程在受到干扰时返回目标值或设定值所需的时间。对于某些PID而言,回路在固定时间内稳定至关重要,因为较长时间的可变性可能会对一个或多个过程产生负面影响。较短的建立时间通常是件好事,因为它表明控制环路的运行效率更高。
百分比过冲
整定PID控制器时另一个值得考虑的方面是百分比超调。此KPI量化了响应设定点变化时过程变量超过相关设定点的程度。在调节高度敏感过程的回路时,百分比过冲可能是一个特别重要的性能评估工具。生物技术领域的从业者尤其能够理解限制过冲的必要性,因为微生物对温度的显著变化反应非常不利。即使温度稍微超过设定值变化,也会扰乱生物反应器过程,并可能杀死微生物。
输出行程
对于一些从业者来说,调谐时的一个关键考虑因素是通过尽量减少阀门和阻尼器等常见控制资产的磨损来尽量减少维护成本。对于这一群体来说,出行是一个值得关注的指标。输出行程测量控制器输出的移动,直接对应于回路最终控制元件(FCE)执行的工作量。更具体地说,PID控制器调整过猛会加快阀门的平均故障时间。故障导致的计划外停机代价高昂。了解输出行程量有助于从业人员调整回路,从而限制磨损和避免意外停机。
稳定性
稳定性(或鲁棒性)是许多从业者在调优PID时考虑的另一个性能指标。众所周知,不稳定性会削弱对给定回路的控制。此外,一个不稳定回路的性能可能会影响下游,并对其他生产过程产生负面影响。从最简单的意义上说,鲁棒性是对控制回路适应变化而不变得不稳定的能力的一种衡量。变化可能以不同的原料、设备改造甚至季节变化的形式出现。具有高稳定系数的PID回路可以适应这些变化,并且仍然提供有效的控制。在调整PID控制回路时,需要考虑多种因素。应考虑这些不同的性能属性,并且它们应与回路的独特控制目标保持一致。这四个KPI和其他KPI包含在LOOP-PROuner等精选调优软件解决方案中,因为它们有助于专业人员做出明智的决策。