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在过程循环中压力控制器应该具备以下能力和特征

日期:2019-4-10


     上海远东仪表厂的压力控制器没有行业标准。但是,在过程循环中压力控制器应该具备以下能力和特征。

控制器单元

     上海远东仪表厂的压力控制器应该是无单元设备。单位转换应在PID算法之外完成。工程单元可以在PID“块”内的存储器位置中可用,以用于显示或信息目的。例如,控制器可以在0-100%的基础上工作,或者在0-1的基础上工作,输入,输出和设定点。这使得控制器更易于用于前馈,级联,限制,加法器,乘法器和多变量情况。

算法类型

     上海远东仪表厂的压力控制器算法应该产生位置输出(不是从最后位置开始的增量),并且可以是系列或理想类型:

拉普拉斯表示系列(交互)类型:

     其中m是控制器输出的位置,e是受控变量与设定点的偏差,s是拉普拉斯算子,K c是控制器的比例增益,I是其积分时间,D是其微分时间。

理想(非交互)类型的拉普拉斯表示:

采样和采样时间

     控制器输入信号应以至少10 Hz的频率进行采样,报告前一采样间隔内信号的平均值。使用每个样本的平均值可防止混叠。

比例行动或收益

     比例作用的单位可以是百分比比例带P或比例增益K c,其中

     比例作用应适用于偏差(SP - PV)或受控变量PV

     在用户选择上。用户还应该能够调整应用于设定点SP的比例动作的量。

     比例带设置应在1到10,000之间。如果使用增益,增益范围应为0.01到100。

整体行动

     积分作用的单位应该是每次重复的分钟数。积分作用必须对偏差信号进行操作。积分时间应在0.002到1000分钟之间调整。

     应该有防复位饱和逻辑,以便当控制器输出达到该限制时,积分项的输出不会饱和到极限。防复位饱和的方法应该包含积分反馈。这允许次级测量信号在级联,前馈和约束控制系统中反馈到主控制器,从而最大化它们的有效性,可操作性和稳健性。通过应用可调输出偏压,控制器应能够在没有积分作用的情况下运行。

衍生动作和过滤器

     衍生诉讼的单位应以分钟为单位。衍生操作应仅应用于过程变量。微分时间应在0到500分钟的范围内调整。当用户输入微分时间值时,控制器应自动在PV上插入一个滤波器,其时间常数(如果是一阶)应该是微分设置除以8到10之间的数字。滤波器将具有效果将衍生动作的动态增益限制在控制器增益的8到10倍之间。更改控制器增益的值不会更改滤波器时间常数的值。

     然而,优选的导数滤波器是二阶的。如果使用简单的二阶滤波器,则应将滤波器中的时间常数设置为相等,并将导数设置的值除以16和20之间的数。此滤波器具有限制动态增益的效果。控制器增益的8到10倍。使用的优选二阶滤波器是巴特沃斯型,其传递函数是

其中K D是8到10的期望微分增益。

死区补偿

     可以通过在控制器的积分反馈路径中插入死区时间块来添加死区补偿。它可以提高任何进程的控制器性能(不仅仅是由死区时间控制的进程)。它构成了第四种控制器模式,需要像其他三种一样进行调整。然而,随着性能的提高,降低了鲁棒性,与没有死区时间补偿的压力控制器相比,所有四种模式都需要更精确的调谐。

     死区时间应在0到500分钟的范围内调整。死区时间寄存器应包含至少20个元素。并且只要控制器处于手动状态,就应初始化寄存器(所有元素都设置为输入信号的值)。

自动手动传输

     自动和手动模式之间的转换应该在任一方向上无扰动。在未选择积分作用的情况下,应通过允许输出偏差通过一阶滞后接近其设定值来实现从手动到自动的无扰动转换。

设定点跟踪,即在手动操作期间(或在转换为自动之前)强制SP等于PV应该是可选的,如用户所选择的。每当控制器处于“跟踪”模式时,输出跟踪,即强制输出跟随所选信号,应该是可用的。

命名法

     D =微分时间

     e =误差或偏差= SP - PV

     I =积分时间

     K c =控制器的比例增益= 100 / P.

     m =控制器输出的位置,

     P =比例带= 100 / K c

     PID =比例,积分,微分

     PV =过程变量

     s 是拉普拉斯算子

     SP =设定点

     Tau =时间常数


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