Endüstriyel otomasyon kontrolü alanında PID kontrol döngüleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak çalışma sırasında sıklıkla çeşitli salınım türleriyle karşılaşırız; örneğin faz içi-salınım, faz-dışı-salınım ve düzgün olmayan-salınım. Bu sorunlar yalnızca sistem istikrarsızlığına yol açmakla kalmaz, aynı zamanda tüm üretim sürecinin güvenliğini ve verimliliğini de tehlikeye atabilir. Bu makale, bu üç tür salınımın özelliklerini ve referans amaçlı karşılık gelen karşı önlemleri tartışacaktır.
I.-Faz Salınımında
Eş fazlı salınımda, süreç değişkeni ve denetleyici çıkışı aynı yükselme, düşme ve bükülme noktalarını sergiler; iki eğri benzer veya simetriktir. Bu tür salınımlara genellikle dış etkenler veya aşırı orantısal kazanç neden olur.
Çözüm:Orantılı kazancı üçte bir oranında azaltmayı deneyin- ve salınımın kötüleşip kötüleşmediğini gözlemleyin. Salınım kötüleşirse bu, sorunun muhtemelen uygunsuz PID parametre ayarlarından değil, dış etkenlerden kaynaklandığını gösterir. Bu durumda, ayarlama için parametrelerin geri yüklenmesi ve bozulmanın kaynağının belirlenmesi önerilir. Salınım aynı-fazdaysa ve aşırı orantısal kazançtan kaynaklanıyorsa, orantısal kazancın-üçte bir oranında azaltılması genellikle salınımı ortadan kaldıracaktır.
II. Faz Salınımının-dışında-
Faz-dışında-salınımda, süreç değişkeni ve PID denetleyici çıkışı, iki eğrinin zıt fazlarda yükselip alçaldığı bir çift tepe ve çukur sergiler. Bu tür bir salınım şüphesiz aşırı integralden kaynaklanmaktadır.
Çözüm:İntegral süresini salınım periyoduyla eşleşen bir değere ayarlamayı deneyin. Kendi kendini-dengeleyen sistemler için, orantısal kazancın-üçte bir oranında azaltılması, faz dışı-salınımları ortadan kaldıracaktır, ancak kapalı-döngü performansı biraz düşebilir. Bununla birlikte, entegratör sistemler için orantısal kazancın azaltılması, daha ciddi, daha düşük-frekans-faz-dışı salınımlara neden olabilir.
III. Düzgün Olmayan- Salınım
Düzgün olmayan-salınımlarda, süreç değişkeni ve denetleyici çıkışı sırasıyla bir kare dalga ve bir testere dişi dalgası sergiler. Bu tip salınım genellikle kontrol valfinin doğrusal olmamasından kaynaklanır.
Çözüm:Düzgün olmayan -salınımların çözülmesi genellikle yağlama, salmastranın gevşetilmesi, valf gövdesinin düzleştirilmesi, manuel valflerin veya baypasın ayarlanması, konumlayıcı parametrelerinin ayarlanması ve valfin değiştirilmesi dahil olmak üzere kontrol valfinin ayarlanmasını gerektirir. Bu gibi durumlarda, PID parametrelerinin ayarlanması çoğu zaman boşunadır ve ayarlama yönteminin geçerliliği konusunda şüphe uyandırabilir.
IV. Sonuç ve Öneriler
PID otomatik kontrol döngülerindeki salınım sorunlarını ele alırken öncelikle orantısal kazancı azaltmayı düşünmeliyiz, çünkü bu, hem faz içi hem de faz dışı-salınımların çözümü için tercih edilen yöntemdir. Kendi kendini-dengeleyen sistemler için PI kontrolü basit, etkili, sağlam ve geniş çapta uygulanabilir; en yüksek performansın bir öncelik olmadığı durumlarda mükemmel bir seçimdir. En yüksek performansın öncelikli olmadığı kendi kendini-dengeleyen sistemler için PI kontrolü basit, etkili, sağlam ve geniş çapta uygulanabilir. PI kontrolünün endüstride bu kadar yaygın kullanılmasının nedeni de budur. Bir PI denetleyicinin nihai performansı, kontrol edilen nesnenin mevcut model bilgisine bağlıdır. Nihai kapalı döngü performansını daha da aşmak için mühendisler genellikle sistem mimarisini iyileştirir-örneğin, kademeli ileri besleme uygulayarak ve hatta ekipmanı yükselterek. Akademik olarak araştırmacılar, donanım sınırlamalarını daha iyi algoritmalarla telafi ederek PID algoritmalarını sıklıkla geliştirirler. Bu tür gerekliliklere fiili üretimde nadiren rastlanır; Daha sıklıkla odak noktası, mantıksız parametrelerin ve yetersiz bozulma reddinin neden olduğu salınımları ele almaktır. Tek-döngülü kontrolün sahada yaygın şekilde kullanılması, otomasyonda hâlâ önemli ölçüde iyileştirme yapılması gerektiğini gösteriyor! İster tek döngü performansıyla, ister valf konumu ve ayar noktası esnekliğinin kullanımıyla, isterse çok değişkenli koordinasyon ve kısıtlamaların optimizasyonuyla ilgili olsun, PID ayarı işin yalnızca bir parçasıdır. Güvenliği ve verimliliği daha da artırmak için süreç kontrolü bu alanlara daha fazla odaklanmalıdır.
Proses kontrolünde kesin modellerin elde edilmesi zordur ve saf gecikme yaygın bir olgudur. Sürekli olarak yeni algoritmaların ortaya çıkmasına rağmen PID'nin süreç kontrolünde-popüler kalmasının nedeni bu olabilir. PID, geri bildirimle birleştirildiğinde son derece güçlüdür! Bu bir kez fark edildiğinde, spesifik ayarlama yönteminin önemi azalır; Kapalı döngü performansını ve PID'nin yeteneklerini-etkileyen sınırları anlamak çok daha önemlidir.