← Tilbage til din meningskategori

Stop Madness: Zeigler-Nichols controller tuning metode

plante kontrol rum ingeniør

Hvis du er en kontroller eller proces ingeniør, så har du sikkert brugt mere tid end du plejer at indrømme at indstille PID-sløjfer, jeg har bestemt! Jeg skynder at huske nogle af de forskellige metoder, jeg forsøgte - en blanding af gæt og testprocedurer, der blev videreført eller hentet fra et job til det næste. Heldigvis blev jeg introduceret til rigtige teknikker, før jeg beskadede noget ... eller nogen!

Mere ofte end Process Control undervises på universitetet som en del af Chemical Engineering læseplanen. Mens et flertal af ingeniører graduerer med en anden grad som elektrisk eller mekanisk, møder en stor del af de samme elever en PID-controller. Den, der styrer kurset, kan gøre en verden af ​​forskel, da den kan skitsere en række metoder til at udføre effektive tests, beregne en procesmodel og indstille et bestemt kontrolmål. Disse metoder har en tendens til at være meget beregnede og ikke real-world proces fokuseret. En tilgang, som altid rammer mig som ejendommelig, er Zeigler-Nichols (ZN).

Det er nysgerrig, hvordan ZN-metoden dukker op rutinemæssigt i diskussioner mellem og mellem procesingeniører, som om det er deres go-to-tilgang til næsten hver loop. Af gode grunde - nogle meget indlysende - det bør ikke være go-to-metoden, uanset hvor enkelt trinene resultaterne sjældent er gode nok. Overvej disse tre (3) grunde til hvorfor det er tilfældet:

  • Quarter Decay Challenge
    â € <
    Oftere end ikke-praktiserende læger henviser til ZN-metoden med hensyn til dets objektive resultat - ¼ henfald. I grunden begynder ZN-metoden med overskridelse, hvilket betyder at det accepterer overskridelse som udgangspunkt. Først da søger det at reducere niveauet af overskridelse, hvilket reducerer det med 25% med hver cyklus.

    For mange processer er overshoot simpelthen ikke acceptabelt. Som et eksempel: overvej bioreaktorprocesser, hvor de dyrkede organismer er modtagelige for betydelige pigge i temperatur. ZN opfylder ikke kravet om afvisning af forstyrrelser i forbindelse med disse og andre følsomme processer. For mange gange har jeg set kvartnedfald i et procesrespons: Det er ikke længere godt nok, da overskridelse spilder en kombination af energi, tid og materialer og spilder det alle svar, uanset hvor lille det er!
zeigler nichols kontrol guru

Trenden ovenfor viser den gentagne fordobling af loopens Controller Gain for at fremkalde svingninger, der til sidst grænser for ustabilitet. Sådan en prøve og fejl tilgang kan være dyrt.

  • Prøvnings- og fejlomkostninger
    â € <
    Ved beregning af modelparametre ved hjælp af ZN er det nødvendigt først at identificere bøjningspunktet langs en responskurve. Ved hjælp af dette punkt bruges en tangentlinje, der repræsenterer den maksimale hældning af procesvariablen, til at estimere procesgain-værdien (KP). Derefter bør den tilhørende Controller Gain (KC) øges metodisk for at fremkalde næsten ustabil oscillatorisk adfærd.

    I betragtning af den nuværende teknologiske situation med proces og software virker det ikke hensigtsmæssigt, at praktikanter bør stole på en prøve- og fejlpraksis som denne. Når en metode sætter forventningen om, at flere forsøg skal forventes, er det da en tekniker eller ingeniør skal begynde at forske på andre muligheder. Det skal især være tilfældet, når langsomt processer er involveret, fordi forsøg og fejl kan være dyre
  • Ustabilitet eller Sindssyge
    â € <
    Lad os se det sidste igen - for at afstemme en loop, leder ZN-metoden praktikere til at bringe deres processer til kanten af ​​ustabilitet. Med en forståelse af tippepunktet mellem stabilitet og ustabilitet skal de samme praktiserende læger derefter justere KP-værdien, så oscillationerne stadigt falder, og processen når til sidst en stabil tilstand.

    Lad mig bare spørge: Hvad kunne der gå galt? Mens metoden søger at etablere brydpunktet mellem en stabil og en ustabil proces, er det ikke en acceptabel praksis at sætte en proces - eller endda hele planten - i fare. Hvad kan gå galt vil og .... Normalt gør! At forlade en proces lige uden for dens stabilitetstipunkt kræver god retfærdiggørelse og forståelse for, hvor den sidder i den overordnede proces, ikke kun fordi det var "i metoden"

Gør en hurtig internet søgning efter artikler om ZN, og du vil sandsynligvis finde, at de fleste begynder med advarsler. Anvend ikke ZN-metoden, hvis processen har tendens til at svinge, når sløjfen betjenes manuelt. Anvend ikke ZN-metoden til temperaturløkker eller andre, der kan betragtes som ustabile. Anvend ikke ZN, hvis det tilhørende endelige kontrolelement er underlagt Stiction. Hvad du sandsynligvis ikke finder er en artikel, der går ud for at bruge ZN. Forsøg på at anvende en metode, der rejser så mange røde flag, bør anvendes med stor forsigtighed med en forståelse og overvejelse af dens indvirkning.

I tidligere indlæg har jeg skrevet om vigtigheden af ​​gode data ved indstilling af PID'er og jeg har skitseret En simpel, gentagelig metode til tuning af PID'er. Før du beskadiger noget - eller nogen - overveje denne tilgang!

Damien Munroe

http://www.controlstation.com

Damien giver et billede af processtyring og automatisering, der er født af sine erfaringer inden for militær luftfart, offshore olie og gas, præcisions pharma og halvlederfremstilling. Hans uddannelse på

Læs fuld bio

Relaterede nyheder

1 Kommentar

Giv en kommentar

Din e-mail adresse vil ikke blive offentliggjort. Krævede felter er markeret *

Dette websted bruger Akismet til at reducere spam. Lær, hvordan dine kommentardata behandles.

Gå ikke glip af et enkelt synspunkt!

Process Industry Update Enewsletter

- Tilmeld dig vores ugentlige nyhedsbrev og hold dig opdateret med de seneste nyheder og begivenheder, produkter, tekniske artikler og synspunkter

Send mig gode ting

Tilføj dit synspunkt

Bliv en tanke leder

- Forbedre din troværdighed, øge mærke anerkendelse og øge dit omdømme som en vigtig influencer i branchen

Find ud af mere

wolfson korte kurser 2019