在同样控制手段的情况下,对一个被控变量进行控制时,如果整定后控制性能不能满足要求。常能想到的方法是改变控制结构的前馈控制和串级控制。
实际上,对PV进行处理也是提高控制性能的重要方法。例如:
1、当测量仪表有比较强的噪声时,选择更强的PID参数会引起调节器输出的无效大幅波动。对仪表测量值进行滤波,减少噪声对真正PV的影响后,就可以选择更合理、更强抗扰的PID参数。滤波是控制优化中常用的方法。
2、在蒸汽管网中,蒸汽放空阀虽然也是压力控制。但是因为这压力是安全保护,当蒸汽压力远低于设定值时,并不希望蒸汽放空阀有动作。当使用PID进行蒸汽压力控制时,蒸汽压力的快速变化,会引起放空阀的提早打开。所以也有的地方使用逻辑控制蒸汽放空阀。对蒸汽压力做一个比设定值略低的值做取大,作为蒸汽压力控制的测量值就能避免这个问题。切除不需要的信号,也是控制优化中常用的方法。
3、有的PV有定时的返冲洗作用,这时候PV值里就有部分假信号。对这些假信号进行控制反而会适得其反,对PV进行处理,剔除假信号往往会取得出奇的控制效果。在硫磺制酸装置的尾洗塔二氧化硫控制中就用了这个方法,号称解决了行业难题。
在控制回路中,一般的经验是选择直接测量值作为PV,但是这个也不是不可修改。例如:
1、在蒸汽流量控制中,一定要对其密度进行温度、压力补偿以实现对蒸汽流量的准确测量。
2、在塔压不可控制的精馏塔,不能直接进行温度控制,对温度进行压力补偿才能代表精馏塔的组成。
3、在加热炉支路温差控制中,常常要把支路流量和作为一个重要的被控变量。最近我们也用了磨矿磨前水和冲筛水的和作为磨矿的负荷指标;
4、在涉及多个罐子的控制中,我们既用过液位和代表总藏量,也用过液位差代表上下游罐子的液位均衡。
5、所谓的软仪表就是典型的通过多个测量值的组合计算得到的新的PV值。
在实际项目中,因为现有的控制手段确定,而且往往都设计了控制方案,真正的控制方案设计是很少的。现有的控制方案有问题,是更常见的场景。
对PV进行处理是在控制优化中,更常见的提高控制性能的方法。常用的提高控制性能的方法还包括修改错误的组态细节、PID参数整定、PV处理、前馈控制、串级控制等。
作者:冯少辉博士
