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 应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨

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奇侠

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楼主    2011-05-16 19:41:25
主题:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
“用或不用,工艺的需求总在那里,不多不少,不偏不倚;理解或不理解,PID的管脚就在那里,各司功能,各尽其责…”
DCS应用的行业各不相同,但要实现的工艺都离不开PID控制,简洁的算法、稳定的性能是其主要的特点。从PCS 7 V7.1开始,高级过程库APL中提供了功能强大的新PID块——PIDConL,除了APL新的特性之外,该功能块还可方便实现串级、超驰、分程等常见的控制形式。但在实际使用过程中,大家可能有如下疑惑:
 数量庞大的接口参数
 操作模式、设定值类型等让人纠结的切换模式
 新增加的“程序模式”
 串级等复杂控制回路的实现细节,等等
为此,我们专门开设这个集中交流的平台,大家可以就自己工程实施过程中的APL下PID功能块的编程组态、操作使用中的问题、心得、技巧等,畅所欲言,分享切磋。正在使用或准备使用这些功能块的用户,也可以就自己的需求和大家来探讨,在扩展思路的同时,相信也会有意想不到的收获。
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此次集中交流将持续至6月10日,其中所有精华帖作者将获得加倍精华奖励积分;最终所有有效留帖的网友将获得加倍发帖积分。更多积分带给您更多奖品兑换的自由。
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交流结束后也将专门整理重要内容,供广大网友分享参考。
预祝大家交流愉快,收获丰富!
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侠客

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6楼    2011-05-17 09:20:42
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
关于楼上的问题:

一、切换操作模式
和传统的 PID 功能块一样,PIDConL 的手/自动切换可以在面板上完成,也可以在 CFC中通过程序来完成,默认情况下在面板上切换。点击标准面板下的“Mode”项的右侧按钮可以弹出模式切换命令条,在其中选择需要的模式,并以“OK”键确认即可。另外,通过PIDConL也允许用户程序来实现手/自动的切换。

二、编程模式
程序模式指的是在使用外部软件来实现先进控制(APC)的过程中,PIDConL 提供相应的参数来实现设定值或者控制输出的远程设定,外部先进控制软件通常通过 OPC 方式进行通讯。默认情况下,程序模式是关闭的,需要设置管脚 AdvConEn 为 1 才能激活该功能。
在程序模式中,其又分为设定值程序控制模式和输出值程序控制模式。具体采用设定值程序控制模式还是输出值程序控制模式是在 CFC 中通过参数AdvCoModSP 来选择的。设定值程序控制模式下,设定值直接由参数 AdvCoMV 来设定。在输出值程序控制模式下,PID 运算停止,直接采用 AdvCoMV 作为控制器的输出。

三、APL的和原来的PID的区别
相比较而言,PIDConL功能块增加了如下功能:
1、在手自动之外增加了程序控制模式;
2、增加了设定的斜坡函数功能;
3、增加了偏差值的相关消息;
4、在比例和积分计算中增加了函数处理;
5、添加了控制带的功能;






凌波微步
奇侠

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40楼    2011-05-24 21:26:30
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
quote:以下是引用tianzimensheng在2011-05-24 10:36:28的发言:
这个块目前还没有使用过,不过听说现在可以不用做工程转换了,感觉还是很方便的,楼上的说增加了斜坡功能,我试验过,不错的,可以根据不同的工况大家选择着使用吧,用于APL推出的时间不是很长,因此大家好像用的不是很多,希望用过的人给几个例子,如:PID简单控制、窜级控制、及三冲量控制等。


你所提及的这些典型控制在电厂里是经常使用的;
PID简单控制:即常说的“单回路控制”;这个我相信大家都用过,最常用的是使用PID调节风门,调节门等的控制;一个过程量的变化控制一个阀门的开度;

串级控制:两个PID级联,主调PID的输出作为副调PID的“外给定”;串级得投入是“自动”+“外给定”;2个PV控制量决定一个控制设备的开度或者频率,速率等等;电厂里比较典型的就是减温水调节。


“三冲量控制”:实际也是串级调节的一种。只不过由于2个PV值得变化通过2个PID控制器控制不能达到最终控制设备的精确输出,需要增加第3个变量作为前馈来补偿输出的偏差。
最为典型的是汽包水位三冲量的调节:汽包液位作为副调;给水流量作为主调;但由于汽包内受到蒸汽的虚假液位影响会导致测量仪表的准确性,因此需要通过蒸汽流量作为前馈补偿输出。
另外的炉膛负压等控制也是比较典型的三冲量调节。只不过国内除了大型的煤粉炉单元机组,大多数无法投入这个调节的自动,应用不是特别的广泛。

不以物喜,不以己悲; 达则兼济天下,穷则独善其身。
凌波微步
奇侠

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52楼    2011-05-26 11:19:30
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
比对了一下标准库中CTRL_PID与APL库中PIDConL两个功能块图的变化,可以发现APL库中PIDConL的亮点和功能:

点击此处查看附件
点击此处查看附件

变化不是很大,有利于我们在CTRL_PID使用经验的基础上进行学习。
不以物喜,不以己悲; 达则兼济天下,穷则独善其身。
simeng
游民

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58楼    2011-05-31 08:27:10
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
quote:以下是引用我行我速在2011-05-27 09:03:13的发言:
APL中PIDConL理想的控制精度是多少??

推荐在什么情况下使用这个块?

另外 PID的参数是不是可以在过程中变化,比如第一阶段目标值和实际值相差比较大时快速调节,第二阶段接近目标值时可以慢速调节??能否这样???
谢谢!

首先感谢凌波微步的解答。
^_^,楼上的这个问题就有点不专业了。PIDConL只是一个PID控制功能块,其本身没有什么精度的概念,只有在一个具体的回路中——例如一个流量控制回路,传感器、执行机构等等综合起来组成的控制回路才有精度一说的。
这个功能块,我觉得,只要是CPU能够支持,任何PID回路都可以使用这个功能块。
根据偏差来修改参数,这就是模糊PID了。我也想要这个功能块,但PIDConL的确是不支持滴,需要自己来写。
随心所欲www
游民

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67楼    2011-06-01 09:18:40
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
超驰控制
在超驰控制中,两个或更多控制器共用一个公用执行器。 根据当前的过程状态,决定哪个控制器实际具有访问执行器的权限,换言之,不同控制器可以相互超越。
典型使用案例是通过单个阀进行压力和流量控制的气体管道。 主要控制目标是实现一个特定的流速,但出于安全考虑,压力必须保持在某一限制之内。 因此压力控制器称为“限制控制器”或“辅助控制器”。

这类超驰控制的标准
根据会导致两种不同超驰控制的两个不同的标准,可对应该激活哪个控制器做出合理决定:
1. 该决定基于可测量过程的输出变量,例如两个控制变量中的一个。 在上述实例中,可以使用压力控制器的警告限值来决定是否激活压力控制器。 从动控制器处于跟踪模式下,以避免 Windup 问题和确保平稳传递。 辅助控制器的设定值必须略低于切换阈值,以便可以再次反向传递。 此类超驰控制易于理解和实现。 其优点在于可以监视辅助控制变量(如压力)的上限和下限;而其缺点是一旦限制控制器需要干预,就会产生限制周期振荡。 辅助控制器将始终尝试使其控制变量返回到安全范围以及将命令返回给主控制器(如流速),因而主动和从动控制器会连续交换。 因此,建议只有在很少需要辅助控制器并且其主要用作安全或备用系统时才使用此方案。
2. 可基于对两个控制器的受控变量的比较结果来做决定,例如,要求更高(或更低)控制变量的控制器控制执行器。 在上述实例中,要进一步打开阀的控制器会接管控制。
辅助控制器的设定值定义切换阈值。 两个控制器一直在自动模式下运行。 为避免Windup 问题,必须跨结构跟踪受控变量的限值: 如果更高(更低)的受控变量优先,则必须对当前最高(最低)受控变量的所有控制器的下(上)限进行向上或向下轻微校正,如受控变量范围的 2% 大小。 这意味着还可以在具有多于两个控制变量的应用中使用此方案。 在上限处不存在 Windup 问题,因为无论如何最大受控变量都会接管控制。 此方法避免了方案 1 中的限制周期振荡问题,但原则上是不对称的,即只能监视辅助控制变量的上限或下限,而不能二者全监视。
在大多数控制类教科书(尤其在美国)中,都对此类超驰控制进行了介绍。 不过,它只能结合允许在线调节受控变量限值的 PID 算法一起使用(在从 V6.0 开始的 PCS 7中)。
更多应用实例
● 蒸汽锅炉: 主控制变量是蒸汽压力,但必须监视蒸汽槽中的水位,以便加热线圈始终完全浸在水中且槽中的水不会溢出。 唯一的受控变量是出口阀。
● 压缩机: 主控制变量是生产量,但必须监视压力以确保其不会超过安全限制。 唯一的受控变量是电机转速。
● 蒸汽配汽系统: 每个涉及工业过程的工厂都使用一个管道网络,以在整个工厂中分配各种压力的蒸汽。 通过一个阀门将高压蒸汽降为较低压力级别。 主控制变量是较低压阶段的压力,但还必须监视高压管路中的压力以确保其不会超过安全限制。
simeng
游民

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72楼    2011-06-02 08:18:05
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
大家讨论得好热烈啊!
就这个SP和PV的跟踪问题,我做了些测试:
这个PIDConL的PID运算和我们之前课本上的那个不太一样,最明显的就是在手动切自动的时候,这个积分值是会发生改变的!其修改的原则是让比例项和积分项的和(如果是PI)和输出一致,而比例项受偏差决定,不可修改,所以其积分项的值会改变。这样在进入自动的时候就不会有什么扰动了。
而这SP跟踪PV,但进入自动之后不是还得修改SP嘛,这个SP的跳跃是相当大的。
simeng
游民

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90楼    2011-06-13 08:33:45
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
大家讨论PIDConL是否需要激活“SP跟踪PV”功能时,提过的在不激活该功能的情况也是可以实现无扰切换的。
我做了测试:
修改PIDConL中的Feature bit 18,让其等于1,就关闭了无扰切换功能,默认时候是开启的。
凌波微步大侠可以试试,呵呵
177-13
游民

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102楼    2011-07-06 15:23:04
精华帖  主题:回复:应用探讨——APL中PIDConL新功能和应用探讨
Out of Service就是让整个功能块都不执行了,输出都是0;
而Release for maint.只是一个标识的作用,运算功能照常执行。
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