软件帮助用户从单元回路调整阶段过渡到全厂优化。
曾几何时,“控制回路优化”这一概念等同于为流水线上所有的PID控制器选择比例、积分、微分调节参数,从而逐一优化各条闭环回路的性能。如今控制工程网版权所有,回路调整依然是优化的重要部分,但是得益于控制理论以及商业软件的最新进展,不仅各支回路的性能可以被优化,而且整个工厂的操控性能都能得到优化,从而实现整体利益最大化。
正如ExperTune负责市场开拓和产品开发的副总裁George Buckbee所言:“控制系统操作人员正在使用的控制回路监控及性能监测软件,能够带来可观的经济利益。如今的回路优化软件致力于提供有用、全面而且准确的测量结果,并将结果传送到统计图解软件中。这样的话,用户就可以将注意力集中到与经济利益最为相关的问题上,将时间与精力投入到能取得最大改进的方面。” 这样做的好处在下表——“回路优化带来的主要改进”中得到了反映。(ExperTune的PlantTriage软件能够从经济性角度出发控制工程网版权所有,对各个改进项目进行确认、诊断并排定优先级。)
ControlSoft的技术开发部经理Alireza Haji-Valizadeh博士补充说,如今的回路状态监控、诊断工具都能够:
■ 提供自动和手动调整、分析回路的功能;
■ 监控生产线上的每条回路,而且不区分平台或制造厂商;
■ 执行非干扰式、持续式的在线性能分析;
■ 提供专门的回路状态指标,例如误差分布、绝对误差、过程变量积分以及经济性影响;
■ 将回路状态报告发送到工厂的每个商业层,并通过网络传播出去。
近日,由Honeywell Process Solutions组织的一次调查显示,大约三分之一的控制回路性能令人满意。而那些性能“一般”的回路数目,超过了受访回路总数的一半。当然,仍然有36%的回路运行在人工模式。
回路维护及相关
Haji-Valizadeh注意到,他的公司采用的InTune软件(第五版)除具备了以上所有的功能外控制工程网版权所有,还能够解决一些回路维护方面的问题,例如:
■ 回路当前的状态会对以后的维护提出何种要求;
■ 应该采用何种维护手段,从而取得最大的投资回报;
■ 哪些存在问题的回路具有最大的改进空间;
■ 如何在整个工厂层面保证回路得到持续的优化。
Honeywell Process Solutions主管高端解决方案软件的全球市场服务经理Steve Johansen指出,Honeywell的Loop Scout作为一款全面的回路工作流管理软件,包括了回路分析功能、阀门诊断功能、以强大控制理论为基础的调节功能以及针对PID控制器的选择性技术。
Loop Scout收集流水线中过程量、节点、控制器输出以及控制回路组态方面的数据,然后产生各条回路的性能报告。专业级的指导工具会引导新用户解读这些数据,并且提供额外的测试用来确定是维护方面存在问题(诸如阀门堵塞之类)、调节方面存在问题还是控制方案自身就有问题。
Johansen说:“随着Loop Scout不断演变,如今的用户已经不需要了解具体技术了。他只需要详细了解影响最终决策的信息。用户可以选择以哪种属性为依据,对回路进行分级或分类——是依据被发现的问题的严重程度、回路的一般状态(良好、正常、欠佳等等)还是以商业利益为导向的改进的迫切程度。”
Emerson Process Solution的DeltaV产品市场经理John Caldwell补充说,DeltaV InSight 是一款在线流程建模工具,它可以根据日常的操作自行掌握整个运作流程,然后监控性能,识别并诊断出存在问题的回路;它还会建议用户做一些调整和维护方面的改进。Caldwell还提到,今年后半年即将推出的DeltaV 10.3版本将加入一些新开发的技术CONTROL ENGINEERING China版权所有,例如自适应控制、更先进的诊断、状态报告之类。
出色,但绝非完美
不管是受益于回路优化技术的改进还是其他的原因,在过程工业中,控制回路性能确实得到了提升。1996年Control Engineering的综合调查反馈显示,约有55%的受访控制回路工作在闭环模式控制工程网版权所有,而非人工或开环模式。这些闭环回路中,有45%是经过优化的。
近日,由Honeywell Process Solutions组织的一次关于PID控制器的调查显示,64%的回路工作在闭环模式,其中50%的性能被调整到“出色”或是“令人满意”的状态。如图所示,改进的空间依然很大。但是,采用回路优化工具并非永远都是提升控制器性能的最佳途径。
手动调整依然不可或缺
控制系统工程公司SBL Systems的经管合伙人Matt Lyles说:“我曾经使用过一套回路调节工具,但是它对我希望调节的那条特殊回路并不十分管用。”他猜测这条回路的问题可能是空载时间过长