提高仪表自控率的方法分析

李 强

(太原市热力集团有限公司，山西 太原 030045)

1 概述

仪表自控率能够体现出企业的专业管理水平，同时也能够代表企业整体竞争实力以及企业的自动化水平。企业所采用的自控回路基本上均能够实现自控目标，不过，控制回路具体的运行过程中，依旧会受到很多外在因素的影响，同时也会由于人为因素的影响，使得仪表自控率不高。就企业仪表自控率相对低这一问题，要求企业要从上往下全面的对问题加以分析，依照自控系统组成、仪表设备本身以及人为影响等不同的因素，分别制定有针对性的措施，确保仪表自控率得以有效提升。

2 控制回路构成

在回路控制系统之中，包含有检测元件、控制器元件、控制阀元件以及控制对象等不同的内容，总体框架如图1所示。

要想确保仪表自动控制能够实现，需要确保相关检测工作要做到精确无误，执行环节也应当能够平稳工作。因为其余的一些控制回路均是由单回路控制系统经过相应演变而得，比如，添加上控制器便能够构建串级控制系统，而添加上控制阀门便能够构建分程控制系统，添加上检测元件便能够构成函数控制系统。所以，采取一定的措施有效提升单回路控制系统自控率，也能够将这些措施应用到其余控制回路之中。

3 影响仪表自控率的自身因素以及应对方法

3.1 检测元件的影响以及应对方法

检测元件便是把控制对象所拥有的参数，也就是被控参数的实时情况加以检测以及完成变送处理，再将检测到的参数信息和事先设定好的参数信息加以比较分析，把两者之间存在的偏差输入至控制器元件之中，完成处理以及分析工作。在回路控制系统之中，此过程属于控制工作的开始，如果检测元件收集得到的数据信息不具有较高准确性，也会使得运算处理过程以及输出过程发生错误，导致被控参数出现失控问题，从而引发设备运行故障。所以，检测元件和控制对象存在非常紧密的关联性，会在一定程度上受到外界温度环境、电磁环境等因素的影响，同时也会受到工艺环境的影响。由于各种环境因素的影响，会使得检测数据存在较大误差，也会导致回路不能有效的完成自动控制工作。因此，在选择检测元件的过程中，应当依照实际的环境情况，采用更加适宜的检测元件。比如，在对蒸馏釜运行过程中温度控制时，很多情况是针对蒸馏釜装置中温度以及夹套蒸汽的问题进行串级控制。采用串级控制的方法，在对温度控制时能够解决检测元件存在的滞后性问题，不过在检测元件的连接过程中却相对复杂，而且PID参数的调整存在较大困难。因此，每一种控制方法均有自身的特征，我们应当依照不同的工艺侧重面采用更为适宜的检测元件。

3.2 控制器的影响以及应对方法

1)参数整定方法。在回路控制之中，控制器主要针对的是PID参数整定工作，即确保PID参数的选择更为科学与合理。我们通常采用经验试凑的方法完成控制器的调节。控制器在进行参数的整定过程中，应当全面的了解系统响应状况，依照系统实际的响应数据合理调节相关参数。另外，还需要对系统响应的效果进行全面的观测，也就是对控制回路之中实时的趋势曲线进行观测，衰减曲线的最佳值为4∶ 1，也就是前面的峰值和与之相邻的后面峰值之间比值为4∶ 1。进行调整的过程中，首先应当设定相应的经验数值，再依照实际的调整效果加以修订，确保比例度P与比例放大倍数K之间保持以下关系：P=1/K。

2)参数试凑步骤。在确定参数的过程中，应当将比例度调节适当，等到整个过渡程序处于稳定状态之后，再通过加积分作用将余差加以消除，然后通过加微分作用确保系统的控制质量有所提升。针对P控制器元件，应当首先把放大倍数设定成相对小的数值，然后不断的增加K值，在这一过程中观测被控制对象所拥有的过渡曲线变化趋势，直至获得满意的曲线。针对PI控制器元件，应当首先将积分时间T1设置为0，依照纯比例作用调节放大的倍数，确保可以达到4∶1衰减曲线，再逐渐的降低K值，而且积分时间T1也从小至大不断的增加，直至得到4∶1衰减曲线。针对PID控制器元件，首先应当将微分时间T2设置为0，依照PI作用试凑出K以及T1参数，之后增大放大倍数，T1进行适当的减少，而且积分时间T1也从小至大不断的增加，同时对过渡曲线变化趋势进行观测，直至获得满意的曲线。

3)注意事项。进行参数整定之前，应当首先完成传感器元件以及执行器元件的校验工作，确保仪表均能够正常的运行，能够通过手动的方式对测量过程加以控制，采取手动方式测得的相关参数相对来说较为稳定而且可靠。并且暂时的将积分调节关闭，依照以往的经验完成K值的设定，然后调整为自动观察阶跃响应，这一过程中应当尤为关注控制器元件输出信息，要准确得出回路控制采用的方式是否为负反馈控制方式。

3.3 控制阀的影响以及应对方法

在控制回路之中，控制阀属于执行元件，在进行自动控制过程中，如果可以确保操纵变量以及流通特征能够设定准确，则便能够达到自动控制的目标。要想确保控制器能够更加高效对相应指令做出反应，则应当确保调节阀装配时的精确性，还应当将电气阀门定位器进行精确的校准，同时确保气源洁净，如此才能够确保控制阀的控制动作更为灵活以及准确，才可以确保整个回路实现更加精确的控制。

3.4 控制对象的影响以及应对方法

通常情况下，控制对象属于一个相对完整的系统，而由于控制对象的影响因素非常多且较为复杂。例如，在控制反应器之中床层温度参数过程中，进料的温度值、催化剂性质等等均能够对床层温度参数造成影响。若是出现较小幅度变化，则系统可以实现自动控制，而要是出现较大幅度的变化，则之前所设定的PID参数便不能适用这种变化，也不能完成自动控制操作。不过，如果能够科学与合理的选用操纵参数，并且适当的进行人工干预，便能够把控制对象的参数变化有效的控制在所设定范围之中。

4 影响仪表自控率的人为因素以及应对方法

仪表自控率的影响因素不仅包含有仪表自身因素，同时人为因素也是对仪表自控率影响较大的因素，人为因素对仪表自控率产生影响的主要是思想观念方面。一些作业人员由于心存担忧，人为仪表设备的可靠性并非很高，在检测环节会经常性发出错误的信息，在执行环节也经常发生错误动作，使得系统易出现波动或是系统易发生故障，所以，把控制回路调整到了手动操作状态之下，他们认为这样即使使得操作频次有所增加，不过却能够保证安全，此种思想是非常不科学的思想。由于控制系统非常的庞大，而且控制回路非常多，但是人所拥有的精力却十分有限。不过，之所以会形成此种认识，定会有相应的原因，主要是因为之前发生过一些仪表误动作的问题，给整个系统运行造成了较大的影响。不过，如果我们能够在长期实践过程中不断的总结经验，全面分析仪表控制存在的风险，制定有针对性、全面性的防治措施，定可以确保系统运行的安全性，不断的提升仪表自控率。

5 结语

仪表运行过程中，很多方面的因素均会影响到仪表自控率，也要求我们在实际作业过程中，采用更为适宜的仪表，并且采取适宜的执行机构，准确、合理的调整PID参数。不过，在不同的情况之下，提升仪表自控率的方法可能存在较大差异，因此，我们还要结合实际生产情况，采用适宜的调整方法，确保仪表自控率得以有效提升。