Att ställa in en proportionell-integral-derivativ styrenhet (PID-regulator) är en vanlig aktivitet för ingenjörer som är specialiserade på processtyrning. I det här fallet hänvisar ”inställning” till att ändra parametrarna för styrenhetens proportionella band, integralverkan och derivatverkan. Det finns flera metoder för att beräkna inställningsparametrar för hand och många mjukvarupaket som kan användas för att automatiskt trimma styrenheter i en kemisk process. Innan någon trimning kan påbörjas är det avgörande för ingenjören att först undersöka kontrollslingan som trimmas och kontrollslingans inverkan på det övergripande systemet.
Prestandan hos en automatisk styrenhet kan justeras och ändras genom att ändra styrenhetens inställningsparametrar. När du ställer in en PID-regulator finns det vanligtvis tre inställningar som kan ändras: det proportionella bandet, den integrerade åtgärden och den derivativa åtgärden. Dessa representeras av den första, andra och tredje termen i den klassiska PID-algoritmen, respektive u = KP e + KI ∫ e dt + KD de/dt.
Termen u representerar retursignalen; KP är den proportionella förstärkningen; e är felet eller offsettermen, som representerar skillnaden mellan det aktuella värdet och styrenhetens börvärde; KI är integralförstärkningen, KD är derivatförstärkningen; och det är dags. Laplacetransformen av denna ekvation kan anges som KP + KI/s + KDs.
Innan du ställer in en PID-regulator bör en ingenjör först undersöka processen som ska ställas in för att avgöra om felaktig justering orsakar störningar eller om det finns en annan orsak som kan tillskrivas, såsom funktionsfel eller trasig utrustning. Inställningsändringar kommer att betyda mycket lite om den sanna orsaken till variabiliteten visar sig vara en styrventil som fastnar, trasiga instrument eller fel i styrsystemets logik. Först när processen har undersökts noggrant och fältinstrumentens funktionalitet har verifierats bör trimning övervägas.
Det finns flera metoder som används av kemi-, el- och instrumentingenjörer för att ställa in en PID-regulator. Ziegler-Nichols-metoden är ett sådant exempel som använder den ultimata förstärkningen och den slutliga perioden av processen för att beräkna aggressiva avstämningsparametrar för P-only, PI-only och PID-kontrollscheman. Andra kontrollscheman, såsom Tyreus-Luyben-metoden, är formulerade för att minska systemets oscillation. Metoden som används för att ställa in en PID-regulator kan dikteras av själva reglerslingans natur.
Generellt sett kommer en ökning av förstärkningstiden för en styrenhet att få styrenheten att agera mer aggressivt. Mer integrerad åtgärd kommer att bidra till att minska offset mellan stationärt värde och önskat börvärde men kan leda till svängningar om för mycket används. Derivattermen används för att stoppa snabba rörelser av styrenhetens nuvärde. Dessa är bara heuristik som ger en allmän känsla av effekten av var och en av de klassiska inställningsparametrarna.
Många distribuerade kontrollsystem (DCS)-paket inkluderar programvara som kan användas för att automatiskt ställa in kontrollslingor. Dessa mjukvarupaket kommer ofta att justera processer genom att undersöka tidigare prestanda eller genom att automatiskt utföra de testmetoder som beskrivs av etablerade inställningsprocedurer. Som med de flesta procedurer måste finjustering och små justeringar göras av ingenjören för att passa processen efter att den stora inställningsproceduren har slutförts.