6、工业控制系统中的控制类型与策略解析

工业控制系统中的控制类型与策略解析

在工业控制系统中，确保系统稳定运行是至关重要的。无论是手动与自动模式的切换，还是不同控制类型的应用，都需要精心设计和考虑，以实现高效、稳定的控制效果。

1. 手动与自动模式切换

在系统中进行手动（M）与自动（A）模式的切换时，应避免系统出现冲击（jerk）。系统中的任何冲击都会对控制回路造成重大干扰，可能导致超调、振荡等问题，使回路需要很长时间才能稳定。特别是当回路从手动切换到自动时，由于在手动控制期间，操作员可能会根据各种因素将最终控制元件（FCE）操作到与控制器位置控制需求不同的值，此时进行A/M切换可能会在系统中产生不必要的冲击。

为了避免这种情况，可以采用以下方法：
- 改变设定点 ：将设定点调整为使自动信号与手动信号匹配，然后再进行切换。
- 平衡输出 ：在切换瞬间强制积分输出，以平衡比例和微分输出与之前的手动输出。

在现代控制中，尤其是分布式控制系统（DCS），A/M切换可以实现无冲击、无程序的平稳过渡。当回路切换到手动模式时，控制器输出跟随最终输出，这样在切换时控制系统就不会出现冲击。

2. 算法应用

在噪声环境中，测量时位置算法是首选，因为它基于误差而不是误差的变化率进行操作，从而避免为系统增加额外的噪声和振荡。而速度算法基于前一个误差和当前误差之间的差值工作，对于无冲击切换和抗积分饱和（ARW）具有天然优势。

3. 控制器参数设置的经验法则

可以参考相关表格来了解增益设置对过程的影响，以及不同类型过程变量的控制器参数设置经验法