正常运行时,对于单回路的PID控制回路,最常见的两种控制方式就是手动(MAN)和自动(AUTO)。为了安全起见,在回路刚投用时,初始的控制模式一般为手动,等操作平稳之后,再将回路投到自动控制状态。
由于采用了积分调节规律,当系统处于手动调节状态时,控制器输出值不确定。因此,自/手动控制方式相互切换时,由于不同方式输出值不等,这时如不作任何处置就进行切换会对调节对象造成很大的扰动,可导致执行机构大幅度的变化,破坏系统原有的平衡状态,直至失稳,甚至无法维持正常的生产过程。此外,在控制系统多种控制模式的相 互变更之间,以及串级反馈系统内/外反馈回路的切除与投入之间,也会有此情况。
因此,回路在从手动控制切换到自动控制的那一瞬间,是否能够平稳切换,对现场的控制没有干扰,这是我们需要考虑的问题。凡事不都讲过“平稳过渡,顺利交接”嘛!即在自动与手动方式相互切换过程中,应做到无扰切换。在切换的瞬间,应当保持控制器的输出不变,这样使执行器的位置不会在切换过程中突然变化,就不会对生产过程引入附加的扰动,这称为无扰动切换。
那我们先来仔细分析一下切换的瞬间,在切换之前,回路是手动控制,OP值是操作员手动给定的,切换之后,回路变为自动控制,OP值是根据SP值和PV值之间的差值计算出来的。所以在切换之前,保证SP值和PV值之间的差值为0,即操作员手动把SP值调整为与PV值完全相同,这样就可以保证PID回路在切换的瞬间OP值不会有变化,即我们通常所说的无扰切换。
为了保证无扰切换,操作员在回路切换之前一定要记得,把SP值手动调整一下,使之与PV值相等。但是要求我们的操作员时时记得这件事情,也是比较困难的一件事,人非圣贤,孰能无过?特别是在夜班,谁还不犯会儿迷糊呢!
还好我们的PKS系统相当地体贴操作人员,他可以帮着操作员来完成这件事情。在PID功能块上有个PV Track (PV 跟踪)的功能,勾选上之后,只要PID控制回路在手动控制状态下,SP值就自动等于PV值,即SP值永远追随着PV值的变化而变化,这样无论什么时间,操作员需要切到自动控制时,回路确保是无扰切换的。
总结来说,PV跟踪的功能:
1) 可选择使用
2) 在手动控制的情况下有效
3) 生效时,确保SP值永远与PV值相等
4) 目的是解放操作人员,自动实现回路的无扰切换
PKS专家:
剑指工控—靳涛:
工控专家!22年DCS从业经验!曾任霍尼韦尔高级项目工程师以及PKS培训经理!丰富的DCS大型交钥匙工程实践经验!