新专栏作家格雷格麦克米伦关于PID控制

在孟山都(Monsanto)和Solutia工作了33年之后，我不禁像用户一样思考。即使作为一个承包商，我的动机和目标也受到用户观点的影响。我会成为一个糟糕的销售和市场人员。早期的能力倾向测试表明，我最不应该做的事情就是经营一家公司或成为一名经理。测试说我应该当个邮政工人或者科学家。

在某种程度上，我过着科学家的生活，在技术领域利用实地经验和虚拟植物作为我的实验室来开发和测试原理。让我感到兴奋的是，当一个原理产生了一个通用的方法，可以解决各种应用程序，这些应用程序似乎需要唯一的解决方案、自定义调优和不同的比例/积分/微分(PID)结构。顾问们可能会因为把特别的东西变成常规而感到威胁，直到他们意识到统一的原则创造了进入更高层次控制的机会。

我认为，缺乏对自动化作为专业价值的认可的部分原因是，PID解决方案似乎需要少数人掌握的专业知识。PID结构具有不可思议的灵活性，但这是一把双刃剑，因为没有有效使用PID特性的文档化、系统化、通用的方法。

由于MPC软件能够自动识别和实现过程模型，因此即使在PID控制应用中，MPC也被用作首选的解决方案。调优通常只是简单地调整移动抑制(在每次执行MPC时允许每个被操作的变量改变多少)。当我为一个炼油厂洗涤器设计pH循环时，我发现了这一点。控制组经理说谢谢，但启动两周后，我的PID解决方案被MPC替换了。当被问及原因时，经理说这是因为他们的工厂里没有任何辛斯基——这是早期过程控制专家格雷格·辛斯基的说法。

统一的方法
使用4个简单的解决方案的统一方法可以使PID的全部功能的利用更少的艺术和更多的文件，快速和直接的过程。本专栏(“用户视图”系列)将提供解决方案的技术最初开发的视角，以及应用机会的范围。

我们将在这一列看到的第一个简单的PID解决方案停止极限循环，允许违反级联规则，减少分裂范围点的振荡，促进优化，改善设备和环境保护，并帮助解决学术界和实践者之间在PID整定和控制回路目标方面的永久辩论。信不信由你，解决这个问题的技术已经有90多年的历史了。

通过简单地打开由使能技术创建的标准PID选项，可以防止积分动作改变PID输出的速度超过最终控制元件、二次回路或设定值速率限制。如果二次回路或最终控制元件没有响应，PID复位动作简单地停止。

如果一个控制阀没有由于反弹或摩擦而移动，或一个变频驱动器没有由于死区或I/O卡分辨率限制而改变速度，PID输出不会继续尝试驱动输出以使某些事情发生。整体模型的悬挂防止了产生极限循环的斜坡动作。

此外，如果阀门真的因为高温、固体或涂层而卡死，PID将不会下降到其输出极限。使用快速读取实际阀门位置和变频驱动(VFD)速度，因此PID快速知道最终控制元件是否真正响应。

请在下个月(2013年1月自动化世界)继续讨论这个问题以及其他PID解决方案。

格雷格•麦克米兰> >gkmcmi@austin.rr.com,他是孟山都-梭罗公司的退休高级研究员和ISA研究员。格雷格在1991年因pH控制获得了ISA“Kermit Fischer环境”奖，并在2010年获得了ISA终身成就奖。他也是许多关于过程控制的书籍的作者。他最近出版的《成功自动化职业生涯的101个技巧》一书的灵感来自于他在2011年ISA自动化周上启动的ISA导师计划。