Regulatoren

Proporsjonal operasjon (P-leddet) tek utgangspunkt i storleiken på avviket mellom skal-verdi (SV) og er-verdi (PV). Utgangen av regulatoren (MV) er proporsjonal med avviket.

Proporsjonal-bandet blir uttrykt som ein prosent i forhold til det totale omfanget på inngangssignalet. Med eit P-band på 10 prosent betyr det at 10 prosent endring på signalet frå transmitteren vil medføre at utgangen på regulatoren, og dermed reguleringsventilen, har brukt opp heile området sitt, altså 100 prosent opning på ventilen.

$$ \mathrm{P}=\frac{1}{\mathrm{F}}·100 \%$$ der F er forsterkinga av avviket.

Dette betyr at eit P-band på 100 prosent gir ei forsterking på 1 (eller inga forsterking), og eit P-band på 1 gir ei forsterking på 100. Ved å minke P-bandet blir forsterkinga auka, og vi får raskare regulering/kraftigare verknad frå P-leddet.

Med P-regulering vil det alltid vere eit avvik (det er dette som gir P verknad). Avviket kan minskast ved at P-bandet blir gjort mindre (stor forsterking, lite avvik). Viss P-bandet blir gjort for lite, vil det oppstå sjølvsving/jaging i prosessen.

Ta utgangspunkt i ei nivåregulering der nivået ligg på 50 prosent, det vil seie at vi har balanse mellom den mengda som renn ut av tanken, og den mengda som renn inn via reguleringsventilen. Reguleringsventilen har 50 prosent opning. Systemet er i balanse.

Kor stort blir avviket viss belastninga blir auka med 10 prosent og vi har eit P-band på 50? Når det renn 10 prosent meir ut, må reguleringsventilen på innløpet opnast 10 prosent meir. Utgangen på regulatoren må då auke signalet ut med 10 prosent. Med eit P-band på 50 får vi ei forsterking på 2, dvs at avviket i nivå må bli 5 prosent.

Kor stort blir avviket viss belastninga blir auka med 10 prosent og vi har eit P-band på 100? Når det renn 10 prosent meir ut, må reguleringsventilen på innløpet opnast 10 prosent meir. Utgangen på regulatoren må då auke signalet ut med 10 prosent. Med eit P-band på 100 får vi ei forsterking på 1, det vil seie at avviket i nivå må bli 10 prosent.

Kor stort blir avviket viss belastninga blir auka med 10 prosent og vi har eit P-band på 25? Når det renn 10 prosent meir ut, må reguleringsventilen på innløpet opnast 10 prosent meir. Utgangen på regulatoren må då auke signalet ut med 10 prosent. Med eit P-band på 25 får vi ei forsterking på 4, det vil seie at avviket i nivå må bli 2,5 prosent.

Ved å kombinere integral operasjon (I-leddet) med proporsjonal operasjon blir avviket redusert i forhold til den tida det er avvik. (I-leddet bruker informasjonen om gjennomsnittfeilen over ein tidsperiode).

Styrken på verknaden til I-leddet blir indikert med I-tid, som er den tida det tek før bidraget til I-leddet er like stort som bidraget frå P-leddet. Dess kortare I-tida er, dess sterkare blir verknaden frå I-leddet.

Viss I-tida blir for kort, oppstår det sjølvsving/jaging i prosessen.

Proporsjonal og integral operasjon baserer seg på prosessrespons. Dette medfører ei forseinking i reguleringa.

Derivativ operasjon (D-leddet) kompenserer for dette. Ved raske endringar i prosessverdien reagerer D-leddet ved å auke utgangen kraftig slik at prosessverdien raskt kjem tilbake til utgangspunktet. Responsen til D-leddet avheng av kor raskt eit signal blir endra; dess raskare endring, dess større verknad frå D-leddet. (D-leddet bruker informasjonen om feilendringsfarten.)

Styrken på D-leddet blir indikert ved D-tid, som er den tida det tek før bidraget til D-leddet er like stort som bidraget frå P-leddet. Dess lengre D-tida er, dess større blir verknaden til D-leddet. D-leddet kan òg medføre sjølvsving/jaging.

PID-operasjon kombinerer alle tre operasjonane. P-leddet bidreg med effektiv regulering utan sjølvsving, I-leddet bidreg med å fjerne avviket, og D-leddet tek seg av raske forstyrringar slik at desse ikkje får innverknad på prosessreguleringa.

Utgangen til ein PID-regulator kan setjast opp til direkte eller reversert operasjon.

Direkte operasjon

Utgangen aukar når prosessverdien aukar. Ved nivåregulering med FC-ventil der ventilen sit på utløpet til tanken, skjer følgjande:

• nivået stig
• PV aukar
• utgangen av regulatoren aukar
• ventilen blir opna meir (slepp ut meir væske frå tanken)
• nivået blir stabilisert (søkk)

Reversert operasjon

Utgangen minkar når prosessverdien aukar. Ved nivåregulering med FC-ventil der ventilen sit på innløpet til tanken, skjer følgjande:

• nivået stig
• PV aukar
• utgangen av regulatoren minkar
• ventilen blir stengd meir (slippar mindre væske inn i tanken)
• nivået blir stabilisert (søkk)

Nødvendig konfigurering av regulatoren:

• Inngangstype

  • Type io; 1-5v
  • 4-20ma- TC
  • RTD

• Operasjonen til utgangen

  • Direkte eller
  • reversert (default)

• Visninga til regulatoren/display

  • Skalering i prosent
  • trykk
  • nivå (mm)

Ulike regulatorar frå ulike produsentar kan krevje varierande grad av konfigurering. Sjå det vedlagde dømet på regulator frå Omron.