改进控制回路性能的7个步骤

在经济寒冬的时候,很多工业企业开始考虑如何在现有基础上优化提升生产水平和效益,而不是盲目扩大生产。工业应用中,控制回路的优化或许是一个重要选择,因为控制回路的好坏将直接影响到过程企业的运行效益、生产过程的稳定性、可靠性和安全性,也最终影响生产的效率、成本和产品质量。不过,控制回路的改进和优化却是一个长期困扰控制工程师的难题,它不但要求控制人员了解工艺和控制系统,更重要的还要有一套系统的改进方法,下面7个步骤或许是在实施改进的时候可以加以系统考虑的:

1、制定合适的过程控制原则:由控制工程师、操作员和维护员来共同制定,主要内容应该包括人员的角色和职责定义、设定控制回路性能指标、确定选择不同控制器配置的标准、基于回路类型和性能目标确定其调节规则、设定微分控制、滤波控制、串级控制和前馈控制的扫描间隔周期、制定持续改进的维护方法等等。

2、评估现有的控制回路性能:可以通过专门的软件来读取DCS的数据库,从而对现有控制回路情况进行评估,包括采集控制器的输出信号、设定点和过程测量数据;控制器的响应和回路趋势分析等等,然后与前一步设定的性能指标进行对比。

3、找出回路性能不佳的根本原因:用户要确定回路性能不佳是否因为控制器调节、硬件性能或者其他因素造成,然后才能采取正确的改进措施。通过上述的性能评估软件或者是单回路诊断调节软件都可以完成这一步。

4、维修性能不佳的硬件:如果确定回路性能确实受到硬件影响,那么必须尽快在最近的一次停车大修期间对其进行维修。

5、优化控制器性能:如果硬件可靠,用户则可以根据控制器的动态和静态特性进行调节,以获得期望的响应速度或者是容错性能。

6、实施先进控制策略:如果硬件可靠,而且控制器也进行了调节,还不能达到自己的期望水平,则可以实施先进控制策略。因为常规的反馈回路调节不能满足现实生产中的非线性、大滞后特性,所以可进一步采取串级控制、前馈控制、模型预估控制等先进控制技术。

7、长期的性能维护:控制回路优化还是一个长期的过程,必须连续不断地对回路的性能情况进行监控,争取尽早发现问题,然后通过重复之前的6个步骤进行持续改进。

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傅昆 Kenny Fu

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