Vad är då Lambdametoden?

1975 kom iden med Lambdametoden för en PID-regulator. Användandet av Lambdametoden (för PID-regulator) började dock inte i någon större utsträckning inom processindustrin förrän i början av 1980-talet. Sedan dess har Lambdametoden som optimeringsmetod spritt sig allt mer vilket det finns flera anledningarna till:

• Vid en börvärdesändring erhålls ett icke oscillativt svar.

• Metoden är användarvänlig.
• Erbjuder hög flexibilitet.
• Repeterbara resultat.
• Användare får en intuitiv känsla för processers dynamik (möjligheter och begränsningar).
• Användare får en uppfattning om regulatorns samspel med processen.
• Processer med olika processdynamik kan göras lika snabba när de regleras (i automatik), t.ex. parallella flöden till en nivåreglerad tank.
• Det är lätt att optimera kaskadregleringar.
• Fungerar för både självreglerande och integrerande processer.
• Tiden för att uppnå ett nytt börvärde (SP) kan bestämmas.

Processens parametrar identifieras av LambdaTune med hjälp av en justerbar modell som "tittar" på styrsignalen (OUT). Modellkurvan simulerar en idealisk process vilken på bästa sätt anpassas över den inspelade ärvärdeskurvan. Då modellens processparametrar är kända blir indirekt den inspelade processen avslöjad.

Modellens parametrar justeras med hjälp av inmatningsfält och potentiometrar (se figur 1 och 2). När du är nöjd med din anpassning av modellen så är beräkningen av reglerparametrarna också färdiga, då de beräknas kontinuerligt. Det är du själv som måste bestämma hur "tuff" reglerkretsen skall optimeras. Välj då mellan att nyttja LambdaTunes förslag eller dina egna önskemål.

Beräkning av självreglerande process

För självreglerande process görs parameterberäkning i tre kolumner med möjlighet till tre optimeringsförslag. I den första kolumnen ger LambdaTune ett förslag och i de två övrig har du möjligheter till egna val. När du bestämt dig för vilken kolumns förslag som passar bäst för den aktuella processen gör du en bock i rutan inunder. Den bocken följer med på utskriften som markering för valda reglerparametrar.

Figur 1 Stegsvar självreglerande process. Figuren visar steg på styrsignal (OUT) och processvärdets svar. Ovan på processvärdets svar har en modellkurva justerats in med identifieringsverktyget. Till höger visas LambdaTune fliken med tillhörande processparametrar och beräknade regulatorparametrar m.m..

Beräkning av integrerande process

Vid beräkning av reglerparametrar för integrerande process matas först normalt börvärde (SP) in för reglerkretsen (se figur 2). Beräkningarna i alla fyra kolumnerna påverkas av detta värde. Dess mindre marginal det finns mellan normalt börvärde (SP) och min- eller maxnivå i en tank ,dess "tuffare" måste regulatorn vara.

I den första kolumnen har du möjlighet att mata in ett eget förslag för regulatorförstärkningen (Kc). Beräkning sker därefter av integreringstiden (Ti) till denna valda regulatorförstärkningen (Kc).

I andra och tredje kolumnen görs uträkning av regulatorns integreringstiden (Ti) och förstärkningen (Kc) för 50% resp. 100% laststörning.

I fjärde kolumnen, kallad Kc_min, görs en beräkning efter vilken regulatorförstärkningen (Kc) som är den lägsta möjliga om regulatorn vore en ren P-regulator. D.v.s. så att vid maximalt tillåten regleravvikelse (e) ska styrsignalen (OUT) ha kommit till ett ändläge. Till detta uträknade värde på regulatorförstärkningen (Kc) beräknas därefter integreringstiden (Ti). Inställningen ger alltså P-regulatorns säkerhet kombinerad med en lämplig I-tid (Ti).

När du bestämt dig för vilken kolumns förslag som passar bäst för aktuell process gör du en bock i rutan inunder. Den bocken följer med på utskriften som markering för valda reglerparametrar.

Figur 2 Stegsvar integrerande process. Figuren visar steg på styrsignal (OUT) och processvärdets svar. Ovan på processvärdets svar har en modellkurva justerats in med identifieringsverktyget. Till höger visas LambdaTune fliken med tillhörande process och beräknade regulatorparametrar m.m..

Optimera ditt reglersystem med LambdaTune
Med programmet LambdaTune medföljer en manual som förutom att den beskriver handhavandet av LambdaTune också fungerar som en handbok för regleroptimering. I den beskrivs vad man bör tänka på vid en optimering av en reglerkrets. T.ex.:

• Hur ofta ska jag exekvera min regulator
• Hur skall processvärdet filtreras
• Hur skall stegsvaren utföras för att ge informationsrikt data
• Vad kan urskiljas i ett stegsvar
• Hur snabbt ska jag samla in data med loggern
• Vad bör kontrolleras på styrdon och mätgivare

Andra saker som tas upp är:

• Definitioner
• Skillnaden mellan en självreglerande process och en integrerande process
• Hur beräknas processens parametrar (både för självreglerande och integrerande process)
• Hur beräknas reglerparametrarna enligt Lambdametoden (både för självreglerande och integrerande process)

(LambdaTune finns inte med i EasyViews demo)