提高儀表自控率的方法分析

李 強

(太原市熱力集團有限公司，山西 太原 030045)

1 概述

儀表自控率能夠體現出企業的專業管理水平，同時也能夠代表企業整體競爭實力以及企業的自動化水平。企業所采用的自控回路基本上均能夠實現自控目標，不過，控制回路具體的運行過程中，依舊會受到很多外在因素的影響，同時也會由于人為因素的影響，使得儀表自控率不高。就企業儀表自控率相對低這一問題，要求企業要從上往下全面的對問題加以分析，依照自控系統組成、儀表設備本身以及人為影響等不同的因素，分別制定有針對性的措施，確保儀表自控率得以有效提升。

2 控制回路構成

在回路控制系統之中，包含有檢測元件、控制器元件、控制閥元件以及控制對象等不同的內容，總體框架如圖1所示。

要想確保儀表自動控制能夠實現，需要確保相關檢測工作要做到精確無誤，執行環節也應當能夠平穩工作。因為其余的一些控制回路均是由單回路控制系統經過相應演變而得，比如，添加上控制器便能夠構建串級控制系統，而添加上控制閥門便能夠構建分程控制系統，添加上檢測元件便能夠構成函數控制系統。所以，采取一定的措施有效提升單回路控制系統自控率，也能夠將這些措施應用到其余控制回路之中。

3 影響儀表自控率的自身因素以及應對方法

3.1 檢測元件的影響以及應對方法

檢測元件便是把控制對象所擁有的參數，也就是被控參數的實時情況加以檢測以及完成變送處理，再將檢測到的參數信息和事先設定好的參數信息加以比較分析，把兩者之間存在的偏差輸入至控制器元件之中，完成處理以及分析工作。在回路控制系統之中，此過程屬于控制工作的開始，如果檢測元件收集得到的數據信息不具有較高準確性，也會使得運算處理過程以及輸出過程發生錯誤，導致被控參數出現失控問題，從而引發設備運行故障。所以，檢測元件和控制對象存在非常緊密的關聯性，會在一定程度上受到外界溫度環境、電磁環境等因素的影響，同時也會受到工藝環境的影響。由于各種環境因素的影響，會使得檢測數據存在較大誤差，也會導致回路不能有效的完成自動控制工作。因此，在選擇檢測元件的過程中，應當依照實際的環境情況，采用更加適宜的檢測元件。比如，在對蒸餾釜運行過程中溫度控制時，很多情況是針對蒸餾釜裝置中溫度以及夾套蒸汽的問題進行串級控制。采用串級控制的方法，在對溫度控制時能夠解決檢測元件存在的滯后性問題，不過在檢測元件的連接過程中卻相對復雜，而且PID參數的調整存在較大困難。因此，每一種控制方法均有自身的特征，我們應當依照不同的工藝側重面采用更為適宜的檢測元件。

3.2 控制器的影響以及應對方法

1)參數整定方法。在回路控制之中，控制器主要針對的是PID參數整定工作，即確保PID參數的選擇更為科學與合理。我們通常采用經驗試湊的方法完成控制器的調節。控制器在進行參數的整定過程中，應當全面的了解系統響應狀況，依照系統實際的響應數據合理調節相關參數。另外，還需要對系統響應的效果進行全面的觀測，也就是對控制回路之中實時的趨勢曲線進行觀測，衰減曲線的最佳值為4∶ 1，也就是前面的峰值和與之相鄰的后面峰值之間比值為4∶ 1。進行調整的過程中，首先應當設定相應的經驗數值，再依照實際的調整效果加以修訂，確保比例度P與比例放大倍數K之間保持以下關系：P=1/K。

2)參數試湊步驟。在確定參數的過程中，應當將比例度調節適當，等到整個過渡程序處于穩定狀態之后，再通過加積分作用將余差加以消除，然后通過加微分作用確保系統的控制質量有所提升。針對P控制器元件，應當首先把放大倍數設定成相對小的數值，然后不斷的增加K值，在這一過程中觀測被控制對象所擁有的過渡曲線變化趨勢，直至獲得滿意的曲線。針對PI控制器元件，應當首先將積分時間T1設置為0，依照純比例作用調節放大的倍數，確保可以達到4∶1衰減曲線，再逐漸的降低K值，而且積分時間T1也從小至大不斷的增加，直至得到4∶1衰減曲線。針對PID控制器元件，首先應當將微分時間T2設置為0，依照PI作用試湊出K以及T1參數，之后增大放大倍數，T1進行適當的減少，而且積分時間T1也從小至大不斷的增加，同時對過渡曲線變化趨勢進行觀測，直至獲得滿意的曲線。

3)注意事項。進行參數整定之前，應當首先完成傳感器元件以及執行器元件的校驗工作，確保儀表均能夠正常的運行，能夠通過手動的方式對測量過程加以控制，采取手動方式測得的相關參數相對來說較為穩定而且可靠。并且暫時的將積分調節關閉，依照以往的經驗完成K值的設定，然后調整為自動觀察階躍響應，這一過程中應當尤為關注控制器元件輸出信息，要準確得出回路控制采用的方式是否為負反饋控制方式。

3.3 控制閥的影響以及應對方法

在控制回路之中，控制閥屬于執行元件，在進行自動控制過程中，如果可以確保操縱變量以及流通特征能夠設定準確，則便能夠達到自動控制的目標。要想確保控制器能夠更加高效對相應指令做出反應，則應當確保調節閥裝配時的精確性，還應當將電氣閥門定位器進行精確的校準，同時確保氣源潔凈，如此才能夠確保控制閥的控制動作更為靈活以及準確，才可以確保整個回路實現更加精確的控制。

3.4 控制對象的影響以及應對方法

通常情況下，控制對象屬于一個相對完整的系統，而由于控制對象的影響因素非常多且較為復雜。例如，在控制反應器之中床層溫度參數過程中，進料的溫度值、催化劑性質等等均能夠對床層溫度參數造成影響。若是出現較小幅度變化，則系統可以實現自動控制，而要是出現較大幅度的變化，則之前所設定的PID參數便不能適用這種變化，也不能完成自動控制操作。不過，如果能夠科學與合理的選用操縱參數，并且適當的進行人工干預，便能夠把控制對象的參數變化有效的控制在所設定范圍之中。

4 影響儀表自控率的人為因素以及應對方法

儀表自控率的影響因素不僅包含有儀表自身因素，同時人為因素也是對儀表自控率影響較大的因素，人為因素對儀表自控率產生影響的主要是思想觀念方面。一些作業人員由于心存擔憂，人為儀表設備的可靠性并非很高，在檢測環節會經常性發出錯誤的信息，在執行環節也經常發生錯誤動作，使得系統易出現波動或是系統易發生故障，所以，把控制回路調整到了手動操作狀態之下，他們認為這樣即使使得操作頻次有所增加，不過卻能夠保證安全，此種思想是非常不科學的思想。由于控制系統非常的龐大，而且控制回路非常多，但是人所擁有的精力卻十分有限。不過，之所以會形成此種認識，定會有相應的原因，主要是因為之前發生過一些儀表誤動作的問題，給整個系統運行造成了較大的影響。不過，如果我們能夠在長期實踐過程中不斷的總結經驗，全面分析儀表控制存在的風險，制定有針對性、全面性的防治措施，定可以確保系統運行的安全性，不斷的提升儀表自控率。

5 結語

儀表運行過程中，很多方面的因素均會影響到儀表自控率，也要求我們在實際作業過程中，采用更為適宜的儀表，并且采取適宜的執行機構，準確、合理的調整PID參數。不過，在不同的情況之下，提升儀表自控率的方法可能存在較大差異，因此，我們還要結合實際生產情況，采用適宜的調整方法，確保儀表自控率得以有效提升。