現(xiàn)場過程控制問題的解決是分層次有套路的，需要找到根因，有的放矢、至簡至優(yōu)。本文分享解決過程控制問題的流程，希望對(duì)儀表從業(yè)人員有所幫助。
1、細(xì)節(jié)問題
很多控制方案的設(shè)計(jì)沒有問題，但是組態(tài)實(shí)施的細(xì)節(jié)不對(duì)，操作工就不能用、不敢用、不會(huì)用。
常見組態(tài)細(xì)節(jié)問題包括：①量程不合理；②正反作用錯(cuò)誤；③跟蹤問題；④連接錯(cuò)誤；⑤非標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。量程錯(cuò)誤導(dǎo)致蒸汽壓力不能自動(dòng)，增加了26%的操作。一個(gè)裝置100多個(gè)回路竟然有超過10多個(gè)正反作用錯(cuò)誤。僅僅是跟蹤錯(cuò)誤導(dǎo)致反應(yīng)器溫度控制設(shè)計(jì)了但是不能投用。錯(cuò)誤連接導(dǎo)致串級(jí)不能投用。使用邏輯代替超馳控制、用自定義模塊代替前饋控制都是非標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施。
2、PID參數(shù)問題
在很多工廠里，仍然使用DCS的默認(rèn)PID參數(shù)進(jìn)行控制。裝置的自控存在問題，有人不是提高自身能力發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，而是選擇忽視問題、解釋問題。其實(shí)PID參數(shù)整定知道邊界并不很難，但是理解背后的道理的確比較難。首先要對(duì)PID控制算法有信心，其次要對(duì)PID參數(shù)整定進(jìn)行研究，然后知道PID參數(shù)設(shè)置的邊界，最后PID參數(shù)整定時(shí)一定要有整體觀、系統(tǒng)觀、矛盾觀和動(dòng)態(tài)觀。流量比例不能強(qiáng)，液位積分必須長。這兩句如果能理解就能解決很多問題。在當(dāng)前參數(shù)附近小范圍修改不是PID參數(shù)整定。Lambda整定方法是工程師應(yīng)該掌握的工具。
3、控制方案問題
如果沒有控制方案，即使操作經(jīng)驗(yàn)豐富也不能知識(shí)自動(dòng)化。如果控制方案錯(cuò)誤，往往PID參數(shù)整定專家也解決不了問題。要想在一個(gè)多變量系統(tǒng)中建立協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)行秩序，就必須進(jìn)行合理的方案設(shè)計(jì)和PID參數(shù)整定。
控制方案設(shè)計(jì)方法：將復(fù)雜控制問題拆分或變通成單變量配對(duì)，使用單回路PID以至簡形式實(shí)現(xiàn)至優(yōu)性能?？刂品桨冈O(shè)計(jì)應(yīng)該關(guān)注在現(xiàn)有條件下至簡至優(yōu)解決問題。既不應(yīng)該關(guān)注工藝合理性和設(shè)備充分性，也要根據(jù)具體需求和條件選擇合理控制方案。1個(gè)CV2個(gè)MV并不僅僅只有分程控制，分配、分級(jí)、閥位、比例都是選項(xiàng)?？刂品桨冈O(shè)計(jì)需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是過程控制的難點(diǎn)。
4、先進(jìn)控制
如果控制方案過于復(fù)雜，變量太多，流程太長，使用基于單回路PID的控制方案設(shè)計(jì)解決問題，往往成本很高維護(hù)的難度很大。這時(shí)候使用先進(jìn)控制反而會(huì)降低成本。借助先進(jìn)控制再依靠知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)這個(gè)問題可以優(yōu)雅地實(shí)現(xiàn)。過去很難或很繁雜的過程控制問題使用先進(jìn)控制后實(shí)現(xiàn)起來更容易和簡便。先進(jìn)控制是為了代替技術(shù)員進(jìn)行更大范圍協(xié)調(diào)優(yōu)化而發(fā)明的，不是為了替代PID也替代不了PID。
5、設(shè)備問題
如果一個(gè)人感知不行(瞎)或者執(zhí)行不行(瘸)，即使有再好的大腦也很難閉環(huán)。對(duì)象、感知、決策、執(zhí)行構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)中，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的問題都必須在本環(huán)節(jié)解決。任何企圖使用高級(jí)算法一步解決所有問題的努力都是徒勞。閥門有問題流量就很難穩(wěn)定控制，如果沒有檢測就很難閉環(huán)控制。要把感知和執(zhí)行放到和決策一個(gè)層級(jí)的高度來對(duì)待。在工業(yè)現(xiàn)場算法不是最重要的，PID解決不了的感知和執(zhí)行問題高級(jí)算法也解決不了。高級(jí)算法能解決的控制問題，很多通過方案設(shè)計(jì)和PID參數(shù)整定也能解決。感知和執(zhí)行也是大學(xué)問，非我能力所能及！
6、工藝問題
在快速控制中，因?yàn)槌^了人類的反應(yīng)速度，所以機(jī)器能控制人類無論如何也不能控制。在過程控制中，很多工藝設(shè)計(jì)有問題即使是響應(yīng)速度很慢，操作工也沒有操作知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，所以裝置運(yùn)行一直不穩(wěn)定。這種情況下寄希望于控制解決工藝問題是不現(xiàn)實(shí)。工藝工程師手動(dòng)都不能操作的裝置，找控制專家自動(dòng)解決問題不現(xiàn)實(shí)。有很多裝置不穩(wěn)定是PID參數(shù)不合理造成的，這是現(xiàn)場的一大類非常典型也不應(yīng)該的問題。準(zhǔn)確區(qū)分設(shè)備、工藝、控制問題有一定難度。
基于“干預(yù)報(bào)警不接受、有規(guī)律的振蕩不接受”的觀點(diǎn)。操作反映了問題也蘊(yùn)含著知識(shí)，工藝工程師和控制工程師，都應(yīng)有共情之心，既發(fā)現(xiàn)問題也解決問題。
作者：馮少輝
