PID调节,调节的是控制曲线,所以在操作界面上要做上趋势曲线图,这样就可以根据控制回路中的PV\SV\MV分析PID参数的合理性。
一般的控制要求目的是PV=SV这是最理想的目标要求,但这样的控制要求,会造成MV值很难稳定,特别是工艺符合参数波动频繁的时候,MV输出值常常大幅度的频繁变化,造成现场的调节阀不停的动作。
当然我们的目的是pv=MV,但现实中工艺前后是紧密联系的,特别是较大工艺复杂的设备,前面设备的出料是后续设备的进料,前面的控制要求是液位保持恒定,而后续的设备的要求是进料最大可能的平稳,因此这样的关联设备的控制就很难保证PV=MV的实现。
比如一个前方工艺液位的控制,如果最大可能的保证PV=MV的液位恒定控制,那么其输出的物料在调节阀频繁的动作下,其流量会频繁的波动,而造成后续设备进料的严重不稳定,从而引起后续设备的负荷频繁变化,给后续设备的稳定控制带来无法克服的困难,所以此时的前方液位控制要求就不是PV=MV的目的,而是找到一个前后生产都允许的一个控制平衡,这就是现场调试的目的。
单纯的对于PID控制回路来说,现场调试就是调整P\I\D参数的数值,使其满足工艺控制要求,而且要兼顾各个系统的控制平稳性,有时候明明其本身的控制回路完美实现,但其带来后续生产的无法平稳进行,此时也不是完美的调试过程。
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趋势图上的MV曲线,是PID控制器的输出值,这个的计算关系是一个固定化的函数计算公式,其涉及到自控原理,我们使用中不用去深究,就如同电脑中的WORD软件,我们只要会用就可以,而无需去知道为什么在键盘上打字,其WORD就能够显示出来,而且字体能够调整编辑。
如果真的想研究PID参数中的变化对于MV的数值的影响,可以看一看自控原理中PID部分的传递函数公式,这就是其MV与PID中各种参数的关系式。
趋势图中显示的MV曲线与现场的调节阀真实动作无关,因为MV是PID控制器的输出而不是调节阀现场接受信号的真实值,虽然原则上两者是一致的,但应用中其没有真实的对应性,比如控制室到现场调节阀的MV信号电缆短路、短路、对地泄流等等故障时,其趋势图中的MV仍然在按照PID控制器的输出在变化,而此时现场调节阀接受的信号已经于控制器的MV不一样,但却无法显示出来。
再者现场调节阀真实动作的开度更与MV没有对应关系,加入现场调节阀卡死,甚至没有仪表风,此时调节阀不动作,而趋势图中却显示不出来,仍然按照PID输出的MV相一致。所以虽然理论上MV与调节阀开度是对应的,但缺少了调节阀阀位的信号回馈,因此MV无法与调节阀开度一致。
实质上我们关心的不是调节阀的开度,而是我们的被控量参数,即PV值与SV值尽可能的一样,不论调节阀怎么动作,不论MV值如何变化,我们关心的是PV值是否符合工艺控制指标的要求,这也是为什么调节阀没有反馈信号进入控制系统的界面的原因。
当然对于一些重要的调节阀,比如连锁、紧急停车、关键设备的如大型压缩机的反喘振等等,对于调节阀的开关阀位或者动作的位置有较高的要求,此时需要在现场调节阀中设置全开全关阀位反馈,或者采购带有阀位反馈信号输出的阀门定位器。