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CONTROL ENGINEERING China版权所有,从而逐一优化各条闭环回路的性能。如今,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CONTROL ENGINEERING China版权所有,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控制工程网版权所有,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,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,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www.cechina.cn,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控制工程网版权所有,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,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,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