Отображение переменных регулятора помогает оптимизировать его производительность

Производители устройств для мониторинга замкнутых систем регулирования, а также программного обеспечения для их оптимизации объясняют, как ими пользоваться.

В мониторинге контура регулирования речь идет прежде всего об одном – об экономии. Делаются попытки ограничить энергопотребление и расход энергии, а также усилия оператора. Улучшение качества и увеличение производительности зависит от качества управления ключевыми для производственного процесса переменными. Доступные на рынке

инструменты осуществляющие мониторинг контуров регулирования помогают операторам достичь этих целей благодаря автоматическому сбору и анализу огромного количества доступных, хотя  часто неиспользуемых данных.

Джон Колдвелл, продукт-менеджер DeltaV из Emerson Process Management, объясняет: – Производители каждый год тратят миллионы долларов из-за изменчивости процесса и низкого качества управления, и что хуже, не осознают этого. Инженеры по управлению обычно слишком заняты, чтобы уделять вниманию каждому из сотен контуров. Традиционные системы управления совершенно не способствуют улучшению ситуации – в них отсутствуют готовые инструменты мониторинга, диагностики и оптимизации управления.

Поэтому необходимы инструменты, которые предлагают систематический подход к оптимизации управления путем наблюдения, идентификации и диагностирования появляющихся проблем. Инструменты должны автоматически подбирать параметры и оптимизировать работу системы в меняющихся условиях работы, – утверждает Колдвелл.

Система мониторинга контура, как правило, устанавливается на сервере, работающем в той же сети, что и система управления процессом. Программное обеспечение собирает данные и анализирует их, постоянно осуществляя мониторинг качества работы каждого контура и определяя, работают ли они оптимально.

Джордж Бакби, вице-председатель в отделе маркетинга и развития ExperTune, развивает мысль: – Инструменты, осуществляющие мониторинг работы контура регулирования извлекают ценную информацию из множества данных, доступных в системе. Их диагностические возможности не исчерпываются контролем за работой контура – учитываются повреждения индикаторов, степень износа клапанов, внутренние взаимодействия в процессе, потенциальная потеря прибыли, управление качеством, даже часовая нагрузка оператора.

Главные показатели

Извлеченные показатели правильной работы могут содержать статистические данные, такие как вариации, стандартные отклонения и др., на основании которых можно получать указания, касающиеся настроек контура и взаимодействия его параметров (см. рядом)
Мичинао Такамуку, главный промо-менеджер в компании Yokogawa VigilantPlant Services Center, подчеркивает значение управляемости, допустимого предела погрешности и времени, в течение которого переменная находится в нужном диапазоне значений, как ключевых показателей качества, которые можно отслеживать. Он также добавляет, что в идеале результаты следует предоставлять за определенный интервал: день/неделю/месяц – так, как хочет обслуживающий персонал. Подробные отчеты генерируются автоматически, а соответствующие функции создают рейтинги контуров, на основании которых операторы и обслуживающий персонал легко находят проблемы.

Возможность поиска и маркировки контуров, в которых обладающих наибольшим потенциалом для улучшения работы, очень важна с экономической точки зрения. Джон Каннингэм, начальник отдела по управлению процессами в компании RoviSys Company, отмечает, что в процессах, создающих проблемы, мониторинг работы управляющего контура позволяет найти проблему, лежащую на поверхности и оказывающую наибольшее влияние на прибыль, объем производства и качество продукта. Программное обеспечение для мониторинга может помочь определить список приоритетов, определить источник проблемы и показать, как это проблема влияет на функционирование всей системы. Сохраняя в течение необходимого времени гистограммы, можно определить, как внесенные изменения повлияли на экономические показатели.

Обнаруженные проблемы

Какие проблемы можно идентифицировать на основании собранных данных? Стив Хоув, продукт-менеджер в PiControl Solutions, перечисляет несколько: – Осцилляции, статическое трение в исполнительном элементе, слишком большой шаг исполнительного элемента, необходимость фильтрации переменной процесса, медленная регулировка, проблемы с качеством сигнала, такие как короткие импульсы с большой амплитудой, слишком частые переключения, низкие коэффициенты безопасности, неоптимальные настройки регуляторов – вот лишь некоторые.

Хоув также обращает внимание на тот факт, что многие из этих проблем появляются и развиваются лишь спустя некоторое время, а значит, – персонал без соответствующих инструментов диагностики в определенный момент не сможет их отслеживать, особенно когда приходится отслеживать сотни или тысячи контуров. Даже если процессом управляет только несколько контуров, которые удается оптимально настроить во время первого пуска, настанет момент, когда все нужно будет перенастроить в связи с износом исполнительных элементов. Изменения процесса, условий работы контура, а также экономические факторы могут вызвать изменения динамики или характера процесса, а это повлечет за собой необходимость корректировки настроек контуров.

Другую точку зрения представляет Алан Хуго, главный инженер в компании Control Arts: – Клапаны могут заклинить, динамика процесса может измениться и т.д., поэтому мониторинг всегда необходим. Проблемы часто легко решаются. Иногда сложнее всего их найти.

Верная выгода

Хоув утверждает, что предприятиям необходимы автоматизированные системы мониторинга онлайн, если они хотят работать эффективно, поучать максимальную прибыль и оставаться конкурентоспособными на современном глобальном рынке. Экономическая прибыль может быть значительной. – Система мониторинга контура регулирования может увеличить доходы или объем производства на 2–5%. В некоторых случаях отмечен рекордный рост на 10%. Годовая прибыль может составить от 50 000 до 3 миллионов долларов, – добавляет Хоув.

Дэннис Нэш, председатель CEO of Control Station, соглашается с этим: – Настройка ПИД-контура не должна быть одним из пунктов в ежегодном осмотре системы, но так происходит, поскольку часто это угнетающая задача. Именно поэтому были созданы специальные инструменты для постоянного анализа отдельных контуров ПИД и их взаимодействия с другими контурами. Более того, настройка ПИД-контура стала намного сложнее – и намного превышает возможности автоматического подбора настроек. Автоматический подбор настроек может быть лишь частью сложно механизма, анализирующего поведение контура ПИД не только в нормальных условиях, но и в значительно от них отличающихся.
Поль Ботсман, менеджер по маркетингу и продажам в ControlSoft, перечисляет выгоды, связанные с использования мониторинга контура регулирования: – Эти решения дают ценные данные (в систематизированном виде) менеджерам, инженерам и операторам, которые могут на их основе принимать правильные решения. Обслуживающий персонал процесса уже не должен декодировать и расшифровать огромный объем данных, на основании которых они могли строить гипотезы. Специализированные отчеты позволяют сосредоточить внимание обслуживающего персонала на проблеме и тех фрагментах процесса, которые требуют немедленной реакции в связи с риском ухудшения качества продукции или по экономическим причинам.
Ниже представлены поставщики инструментов для настройки и оптимизации замкнутых систем регулирования.


Ванс Дж. Вандорен является специалистом, сотрудничающим с Control Engineering.

Статья под редакцией магистра инженера Лукаша Урбаньского, докторанта кафедры промышленной автоматики и робототехники электротехнического факультета Западно-Поморского технологического университета в Щецине.

CE

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *