中控技術PID性能監控評估與整定軟件為流程行業裝置運行保駕護航
發布時間：2021-02-26 www.xstr.xyz
大型企業生產裝置中一般有成百上千個PID控制回路，其中有高達60%的控制回路存在著不同程度的性能缺陷，若不及時、有效地維護，控制性能下降不僅會影響裝置運行的平穩性、產品質量、產品收率和物耗、能耗等，嚴重時甚至會危及裝置的運行安全，極有可能造成無法挽回的損失。
另外，企業對大量回路的性能評估、診斷與改進的工作量巨大，企業中系統維護工程師資源有限。因此，企業迫切需要一款高性能軟件和解決方案來集中、智能地完成控制回路性能的批量評估、診斷和PID參數優化工作，提高管理效率、降低維護工作量。
為解決這些問題，保持控制回路的自控率和控制性能，實現裝置的"安、穩、長、滿、優"運行，中控PID性能監控評估與整定軟件PID-Suite，它來了！我們一起來認識下它的功能與亮點吧！
01 回路狀態監測與性能評估，精細化管理
"中控技術PID性能監控評估與整定軟件"為客戶提供解決方案，能夠利用控制回路的日常運行數據自動計算與評估其控制性能，使管理者能及時掌握控制回路的狀態和性能，及時發現、識別控制回路中的缺陷，并優化PID參數，幫助提升控制回路的性能。支持在線/離線多種場景的參數整定，充分利用生產過程數據，給出PID回路初始參數，大大提高了應用效率。針對關鍵控制回路，提供自整定模式輔助技術人員進行測試與整定，并實現實時互動，降低整定工作的門檻。
圖1 PID性能監控評估與整定軟件架構
●支持國內外各主流DCS系統PID控制回路的性能評估與參數整定，通過OPC通訊方式在線實時采集、存儲裝置PID控制回路的性能數據。
●基于PID控制回路的日常運行數據，對所有PID控制回路進行自動監測、性能評估和問題定位，實現PID控制回路自控率、平穩率、操作頻次、報警次數及最長無報警時間的在線統計與監測，提供控制回路的日、周、月及自定義時間段的性能評估報告，包括投運率、性能評分、性能級別、振蕩狀況、非線性程度等評估指標，給出優秀、良好、一般、差和手動等評估等級，并采用雷達圖分析法直觀、形象的分析影響回路性能缺陷的原因，給出相應的維護建議。同時支持PID回路運行狀態和性能評估報告的遠程Web訪問。
●基于內模控制（IMC）、交互式參數整定方法，利用PID控制回路的開/閉環數據在線/離線辨識回路的過程模型，自動計算出符合回路特性的PID參數，并提供可信度分析，輔助技術人員高效的開展回路參數整定工作。
●實現生產裝置大批量PID控制回路的日常精細化管理，降低回路運維門檻，提高回路日常運維的針對性和效率，為PID控制回路長期、穩定和高效運行提供保障。
02 回路性能評估與參數整定，運維管理更高效
●回路狀態在線統計與監測
實現生產裝置所有PID控制回路運行狀態的在線實時統計與監測，包括自控率、平穩率、操作頻次、報警次數、最長無報警時間等。
圖2 回路狀態在線監測
●回路多維度性能評估指標
利用控制性能多維度分析工具，結合專家經驗知識，評估分析PID回路的運行性能，給出優、良、中、差、開環等評級，快速發現監控回路存在的性能問題，通過雷達圖分析法直觀、形象的綜合分析影響回路性能問題的原因，給出評估建議。實現生產裝置所有PID控制回路運行狀態的在線實時統計與監測，包括自控率、平穩率、操作頻次、報警次數、最長無報警時間等。
圖3 回路性能評估報告
03 回路參數優化，高效運維
●基于內模控制（IMC）原理的參數整定
利用PID控制回路開/閉環狀態下的運行數據（測量值PV/設定值SP/閥位值OP），自動識別并選擇激勵充分的數據段進行模型辨識，然后基于內模控制（IMC）原理優化計算PID控制器參數。
●基于專家經驗的交互式參數整定
在PID控制回路自動運行階段初始PID參數的基礎上，基于回路運行現狀，采用軟件算法模擬專家經驗自動計算出更優的PID控制器參數，漸進提升回路控制性能。
圖4 PID參數高級整定功能展示
04 業務成果
中控PID回路評估與優化解決方案已在中石化武漢石化、齊魯石化、九江石化、洛陽石化、安慶石化、滄州石化、天津石化、濟南煉化、石家莊煉化等煉化企業及云南石化、神華寧煤、新疆天業、江蘇索普、滄州大化、弘潤石化、山東海科、萬華化學、寶武炭材等幾十家大型工業企業的數百套生產裝置上成功應用，并取得了良好的應用效果。
05 典型案例
2020年11月，由中控技術承建的"基于大數據的PID控制回路智能評估的研究與應用項目"在上海寶武炭材料科技有限公司的見證下順利驗收，經過六個多月的項目開工建設，中控PID團隊在寶武炭材各級領導和技術人員大力支持下，嚴控項目工期、精益求精地完成項目各項工作，先后開展了全廠15套裝置PID控制回路的參數整定優化，實現了全廠PID控制回路性能的批量評估、實時監控與診斷，實現了回路PID參數的優化，將15套裝置的有效自控率從60%提高到95%，降低了現場操作人員的操作頻次，提高裝置自動化水平，實現對生產裝置的高效運維、管理，并得到了用戶的一致好評。
來自上海寶武炭材的感謝信
拓展未來，走向世界
中控技術PID性能監控評估與整定軟件為客戶提供解決方案，應用智能分析、缺陷診斷及性能優化算法、專家經驗，實現回路實時監控、性能缺陷診斷、控制回路參數優化，形成控制回路的性能監控-診斷-維護-跟蹤-反饋的全生命周期閉環管理，為企業基礎控制回路的持續高效、健康運行保駕護航。我們的團隊致力為全球客戶提供有價值的創新解決方案，為客戶提供最全面的回路智能管理服務，愿我們能在工業自動化的發展進程中留下深深的足跡！