Nowatorskie pętle regulacji PID

Nowatorskie pętle regulacji PID

„Łatwość użytkowania może wydawać się nudną i mało istotna cechą,” – zauważa Dennis Nash, prezes i CEO Control Station Inc. Jednakże przestaje taką być „gdy wziąć pod uwagę starzenie się zasobów ludzkich, oraz zanikanie formalnej wiedzy dotyczącej procesów i przyrządów.” – dodał.

Z tegoż właśnie powodu, proporcjonalno-całkująco-różniczkująca (PID) pętla regulacji powinna stać się elementem szczególnie pożądanym. A to dlatego, że źle, bądź zbyt rzadko regulowane pętle PID mogą zdecydowanie obniżyć opłacalność całego procesu. „Środowisko, w którym firmy związane z procesami funkcjonują jest z natury dynamiczne. Wzajemnie wpływa na siebie praktycznie nieograniczona liczba pętli regulacji,” – powiedział Nash, wskazując, że w niektórych zakładach mogą to być nawet tysiące.

Jednakże zwykle, regulacja jest ‘kontrolowanym eksperymentem, czy wręcz zakłóceniem’. Wedle słów Nasha, oznacza to, że ‘zakłócasz’ proces i odpowiednio go regulujesz. Użytkownicy izolują odpowiedź sterowania i w oparciu o tę informację mogą modelować relację reakcji sterowania (wyjścia), zależności od wejścia, czyli mierzalnych zmiennych procesu.

Jednakże takie modelowanie wymaga, by ‘wszystko inne było stabilne’, co w większości środowisk procesowych jest po prostu nieekonomiczne. Pojawiające się w tym momencie wszelkie zmienności mogą prowadzić w prostej linii do ‘złej produkcji’.

Istnieją przynajmniej dwa powody powstawania zawirowań w produkcji. Po pierwsze, „osiągnięcie stanu ustalonego wymaga utrzymywania pod kontrolą innych pętli, co wpływa na obniżenie efektywności.” – stwierdził Nash. Po drugie, „Zakłócanie procesu poprzez test obciążeniowy (bump test) może obniżać jakość produkcji.” – dodał.

Aby przezwyciężyć ten problem, a przy tym skompensować braki wiedzy i doświadczenia, Control Stadion, oraz Yokogawa Electric Corp. połączyły dwie istniejące technologie optymalizacji PID. Premiera ich wspólnego dzieła zaplanowana jest na maj.

Yokogawa, która oferuje produkt jako rozproszony system sterowania (DCS) CS3000, wniosła do spółki swoją platformę sterowania Centum CS3000. Control Stadion natomiast wniosło opracowaną przez siebie aplikację do modelowania stanu nieustalonego (NSS Modeling Innovation), nazwaną csTuner, wchodząca w skład Loop-Pro Product Suite Version 5.

„Użytkownicy nie muszą już osiągać stanu ustalonego zanim przystąpią do wykonywania testu obciążeniowego (bump test).” – stwierdził Nash. NSS Modeling Innovation nie koncentruje się na konkretnych, czy uśrednionych danych, ale dynamiczne poszukuje danych w całym procesie.

Technologia ta wydaje się mieć duży potencjał. Evoniks, niemiecki producent chemikaliów, po zastosowaniu nowatorskiego rozwiązania skrócił czas cyklu produkcji o około 9,3 procenta. Oznacza to zaoszczędzenie w cyklu dwóch i pół godziny.

W zakładach, w których zastosowano nowe rozwiązanie zaobserwowano również obniżenie zużycia energii. „Całościowo, dzięki właściwie regulującym pętlom, koszty energii można obniżyć nawet o 15 procent.” – stwierdził Gary Hodgson z Yokogawa.

Nazywając swoje zintegrowane rozwiązanie CS3000-csTuner ‘narzędziem dla klasy operatorów’, Nash i Hodgson zauważyli, że amerykańscy producenci niechętnie oddawali kontrolę nad pętlami regulacji operatorom pokojów sterowania. Jednakże, jak zauważył Nash, „Starzejąca się siła robocza, obecna recesja, a także inne czynniki zmuszają ich do zmiany punktu widzenia.” – powiedział Nash. A proces ten niewątpliwie wspierany jest przez przyjazne użytkownikowi, pozwalające zaoszczędzić czas zaawansowane pętle regulacji PID.

(lk)