Thiết lập PID cho hướng dẫn điều chỉnh nhiệt độ và các thông số công nghiệp

Học cách điều chỉnh PID cho máy đùn và lò phản ứng. Phương pháp Ziegler Nichols, các thiết lập ngành công nghiệp cụ thể và tối ưu hóa AI để đạt được ổn định nhiệt độ + -0, 1DEGC.

I. I. giới thiệu phương trình chính xác

Điều chỉnh PID tối ưu dẫn đến ổn định nhiệt + -0.1degC, làm giảm tiêu thụ năng lượng công nghiệp 22%. (Số 2023). Kiểm toán ISA 5.1 cho thấy mức tăng theo cấu hình sai chịu trách nhiệm cho 68% biến đổi nhiệt độ, dẫn đến những khiếm khuyết của sản phẩm hoặc không tuân thủ quy định. Ấu trùng ăn Ziegler Nichols' Lý thuyết và các giao thức ứng dụng cụ thể đã được xác nhận thông qua nghiên cứu công nghiệp của trạm điều khiển.

Tài liệu tham khảo về Authority: Whitepaper trên điều khiển PID

II. Các thông số PID được giải mã

1. Tăng động lực (P) tỷ lệ

Hàm hiệu chỉnh công suất tức thời tỷ lệ thuận với độ lớn sai số

Điều chỉnh giao thức: Khởi tạo ở 0.5 x Ultimate Gain (Ku)

Phân tích hệ quả:

Quá điều chỉnh: Gây ra hành vi dao động (> + -5% phương sai điểm đặt)

Quá độ: tạo ra bù đắp vĩnh viễn (DT > 2degC).

2. Tích phân (I) giải tích thời gian

Mô tả đơn vị phút/lặp lại

Công thức thực nghiệm: 1.2T

Việc thực hiện logic chống windup trong các hệ thống điều khiển valve-controlled là một ràng buộc quan trọng.

3. Đạo hàm (D) Cơ chế hành động

Mục đích: Tính toán tỷ lệ thay đổi cho dự báo quỹ đạo sai số

Thuật toán (D = 8)

Giảm thiểu tiếng ồn: Ngừng khi phương sai tín hiệu lớn hơn 2% quy mô

III. Dữ liệu cài đặt PID đặc trưng cho ngành

Cài đặt ứng dụng cho phương pháp điều chỉnh hiệu suất tối ưu Được chứng nhận hiệu suất

Quá trình tiêm P = 8.2, I = 0.5m, D = 0 Lambda Tuning Cavity độ ổn định + 0.8degC

Lò công nghiệp P = 3.5, I = 4.2m, D = 0.2 Ziegler-Nichols 25% năng lượng giảm

Lò phản ứng dược phẩm P = 5.1, I = 3.8m, D = 0.1 Cohen-Coon ổn định ở 0, 1deGC đối với tổng hợp

Steel Annealing P = 1, 4, I = 18m, D = 0, 3 kiểm soát mô hình nội bộ + -4degC là thống nhất

Ghi chú ứng dụng Watlow 

Những giao thức điều chỉnh từng bước

1. Ziegler-Nichols Phương pháp vòng kín

Chuỗi hoạt động:

Vô hiệu hóa các tác dụng vi phân (D = 0 và I = 0).

Tăng P dần cho đến khi dao động được duy trì (Ku).

Chu kỳ dao động (Pu).

Thực hiện:

Fu Zhi Dai Ma P = 0.6Ku I = Pu / 2 D = Pu / 8

Giới hạn công nghiệp: tích cực cho quá trình nhiệt t > 15 phút

2. Lambda điều chỉnh quá trình từ từ

Phương trình tham số:

Fu Zhi Dai Ma (P = 2t + Th)/(Kl) D = TTH/(2t + Th)

Ở đâu:

T = hằng số thời gian (phút)

Thời gian chết được tính bằng phút.

L = thời gian đáp ứng vòng kín mong muốn

Kiểm tra xác nhận: Áp dụng thay đổi 5% bước đến điểm đặt; Kiểm tra bên trong 4L

3. Tự động điều chỉnh chức năng thực thi.

Giao thức kích hoạt: Bắt đầu ở nhiệt độ hoạt động 60 ° C

Chế độ lỗi:

Các hệ thống tỏa nhiệt là phi tuyến.

Đo tiếng ồn cực kỳ cao (SNR > 10:1)

V. Advanced Tuning Architectures (bằng tiếng Anh)

1. Tối ưu hóa điều khiển Cascade

Cấu hình vòng chính:

Cài đặt: P = 1.5-2.0, I = 6-8m

Chức năng: Kiểm soát vỏ nhiệt

Thực hiện vòng nô lệ:

Thiết lập: P = 0.8-1.2, I = 0.1-0.5m

Chức năng điều chỉnh các vị trí lò sưởi/van

Ứng dụng: lò cắt kính yêu cầu đồng bộ + -2degC

2. Lên lịch những sự tăng cường thích ứng

Khuôn khổ thuật toán:

Fu Zhi Dai Ma I = I0 [1 + 0.02 (DT/DT)] / / Điều chỉnh phản ứng động

Hiệu quả: 57% nhanh hơn trong lưu trữ cao su

3. Tối ưu hóa Logic mờ

Thực hiện theo quy định:

Fu Zhi Dai Ma If error = lớn và dError = dương, cao P, không D. If error = nhỏ và dError = âm, thấp P, giữa D

Truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2012. ^ Certified Results: 63% Overshoot Reduction in Ceramic Kilns (IEEE).

VI. Xử lý sự cố ma trận

Root triệu chứng gây ra thước đo xác minh hành động khắc phục

Bù đắp liên tục không phù hợp I-Action làm giảm thời gian I-xuống 30-40% < 0, 5% lỗi trạng thái ổn định

Độ lợi quá vòng thêm D = 0.2 to 0.4 thời gian cài đặt > 4t

Sự xáo trộn chậm chống lại sự tăng trưởng bảo thủ giảm I đến 40%; Tăng P lên 25% trong vòng 2

Nhiễu âm do tín hiệu khuếch đại tiếng ồn di chuyển trung bình 2-5s giảm phương sai và gt; 70%

VII. Nghiên cứu trường hợp: Tối ưu hóa nhôm đùn

Điều kiện điều chỉnh trước: + -7degC Phương sai gây ra 18% suy thoái vật liệu

Đặc trưng hóa quy trình:

Thời gian chết (th) = 90

Hằng số thời gian (t) = 210

Sự thực hiện của Cohen-Coon:

Fu Zhi Dai Ma (t/th + 12t/th / 30th/th) = 8.3m I = 30 + 3th/t/(9 + 20 / t/th) = 1.11m D = 11 + 2 / t = 0.04

Kết quả xác nhận:

Ổn định 0.9degC ở Lối ra chết

Giảm tỷ lệ phế liệu xuống 31%

Lãi đầu tư trong 47 ngày

Chất dẻo ngày nay đánh giá kỹ thuật

VIII. Những công nghệ điều chỉnh trí tuệ hiện đại

1. Siemens PID4.0 Neural Optimization (bằng tiếng Anh)

Kiến trúc: Học tập tăng cường sâu

Hiệu suất: 22% nhanh hơn so với Auto-Tune

2. Rockwell AutoTune Plus (TM)

Cơ chế: Hồi quy dữ liệu lịch sử dựa trên đám mây

Độ chính xác: bao gồm + -0.25 degC cho PET Blow Molding

3. Điều khiển thích ứng

Độ trễ phản ứng: 50ms cho các khoang bán dẫn nhiệt

Implementation of: Faster gain calculation using FPGA