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          重点解说关于调整压力控制器基础知识
          作者: 来源: 发布时间:2019-06-12


                热处理过程举例说明了对压力控制的需求。为确保产品质量稳定,烤箱或炉内的温度必须保持在较窄的范围内。必须适当处理任何干扰,例如添加或撤出产品或应用斜坡功能时。虽然概念简单,但压力控制的数学基础是复杂的,并且实现最佳性能需要为一系列相互作用的参数选择特定于过程的值。本文重点解说关于调整压力控制器基础知识。
           

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                找到这些值的过程称为“调谐”。当最佳调谐时,压力温度控制器可最大限度地减少与设定点的偏差,并快速响应干扰或设定点变化,但过冲最小。
          压力控制的基础知识
                压力控制基于反馈。测量设备或过程(例如加热器)的输出并与目标或设定点进行比较。如果检测到差异,则计算并应用校正。再次测量输出并重新计算所需的校正。
                压力代表比例 - 积分 - 微分。并非每个控制器都使用所有这三个数学函数。只需比例积分项就可以将许多过程处理到可接受的水平。然而,精细控制,尤其是过冲避免,需要增加微分控制。
                在比例控制中,校正因子由设定点和测量值之间的差值的大小确定。这个问题是,当差异接近零时,校正也是如此,结果是误差永远不会变为零。
                积分函数通过考虑误差的累积值来解决这个问题。设定点与实际值差异持续的时间越长,计算的校正因子的大小越大。然而,当响应校正存在延迟时,这导致过冲并且可能围绕设定点振荡。避免这是衍生函数的目的。这将查看正在实现的变化率,逐渐修改校正因子以在接近设定点时减小其影响。
          压力控制器调整方法
                即使设备基本相同,每个过程都具有独特的特性。烤箱周围的气流会有所不同,环境温度会改变流体密度和粘度,气压会从一小时变化到一小时。必须选择压力设置(主要是应用于校正因子的增益以及积分和微分计算中使用的时间,称为“复位”和“速率”)以适应这些局部差异。
                从广义上讲,有三种方法可以确定这些设置的最佳组合:手动调整,调整启发式和自动化方法。
          手动调整
                通过有关正在控制的过程的足够信息,可以计算增益,重置和速率的最佳值。通常这个过程过于复杂,但是通过一些知识,特别是关于它对错误修正的响应速度,可以实现基本的调整水平。
                通过将复位时间设置为其最大值并将速率设置为零并增加增益直到环路以恒定幅度振荡来完成手动调谐。(当快速响应纠错时,可以使用更大的增益。如果响应慢,则需要相对小的增益)。然后将增益设置为该值的一半并调整复位时间,以便在可接受的时间段内校正任何偏移。最后,增加速率,直到过冲最小化。
          调整启发式
                多年来,许多规则已经发展,以解决如何调整压力循环的问题。可能是第一个,当然也是最着名的是Zeigler-Nichols(ZN)规则。
                1942年,描述了两种调整压力回路的方法。这些工作通过对系统应用步骤更改并观察结果响应来实现。第一种方法需要测量响应的滞后或延迟,然后测量达到新输出值所需的时间。第二个取决于建立稳态振荡的周期。在这两种方法中,然后将这些值输入表中以获得增益,重置时间和速率的值。
                ZN并非没有问题。在某些应用中,它产生的响应在过冲和振荡方面被认为过于激进。另一个缺点是在仅缓慢反应的过程中可能是耗时的。由于这些原因,一些控制从业者更喜欢其他规则。
          自动调整
                目前销售的大多数过程控制器都包含自动调节功能 制造商之间的操作细节有所不同,但都遵循与上述规则类似的规则。本质上,控制器“学习”过程如何响应干扰或设定点的变化,并计算适当的压力设置。对于像上海快三 CNi8系列这样的温度控制器,当选择“自动调谐”时,控制器会激活输出。通过观察改变的延迟和速率,它计算出最佳的P,I和D设置,然后可以根据需要手动微调。(请注意,此控制器要求设定点至少比当前过程值高10°C才能执行自动调整)。
                更新,更复杂的控制器,如上海快三的温度和过程控制器,将模糊逻辑与其自动调谐功能结合在一起。这提供了一种处理复杂控制情况下的不精确和非线性的方法,例如制造和加工行业中经常遇到的,并有助于调整优化。
          压力控制的常见应用
                无论加热材料的质量和湿度如何变化,工业热处理中使用的烘箱和熔炉都需要获得一致的结果。这使得这种设备成为压力控制的理想选择。用于移动流体的泵是类似的应用,其中介质属性的变化可能改变系统输出,除非实施有效的反馈回路。
                运动控制系统也使用一种压力控制。然而,由于响应比上述系统快几个数量级,因此需要与此处讨论的控制器不同形式的控制器。
          了解压力调整
                压力控制用于管理许多过程。校正因子通过将输出值与设定值进行比较并应用最小化过冲和振荡的增益来计算,同时尽可能快地实现变化。
                压力调节需要为受控过程建立适当的增益值。虽然这可以手动完成或通过控制启发式方法完成,但大多数现代控制器都提供自动调谐功能。但是,控制专业人员仍然需要了解按下按钮后会发生什么。
           

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