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O caso do monitoramento proativo de loop de controle

Otimização PID. Monitoramento de Loop de Controle

Três recentes desenvolvimentos que devem tornar a otimização de PID uma prioridade

Se você ajusta os controladores PID de baixo desempenho manualmente ou com a ajuda de software, uma coisa que ambas as abordagens pressupõem é: você sabe qual loop é o mau ator!

Um post recente meu enfocou melhores práticas de ajuste de loop e delineou um método simples para modelar e ajustar loops de controle PID. O que esse e outros posts não mencionaram foi que os loops de baixo desempenho costumam ser difíceis de isolar.

Embora muitas fábricas não tenham contagens de PIDs que são numeradas nos 1,000s, a maioria dos locais de produção tem várias centenas de loops, o que pode dificultar a diferenciação desses maus atores. Para piorar a situação, a interação entre diferentes loops, particularmente em ambientes de produção complexos, pode confundir as coisas.

Em incontáveis ​​ocasiões, testemunhei engenheiros corrigindo laços que simplesmente exibiam os sintomas de mau controle, enquanto negligenciavam o ciclo que eram as verdadeiras causas-raiz. Como compartilhado no meu Pensador de Sistemas post eu também tenho sido culpado desse crime ... antes eu aproveitei as ferramentas certas e implementei um procedimento melhor.

Mudanças relativamente recentes no cenário das tecnologias de automação industrial tornaram mais fácil destacar malhas de controle de baixo desempenho. Se você estiver envolvido ativamente em discussões relacionadas à IIoT e Industry 4.0, essas alterações podem ser familiares. Independentemente disso, aqui estão algumas inovações que tornaram mais fácil identificar problemas de desempenho de loop de controle e isolar as causas raiz associadas.

  • Disponibilidade de dados

A mentalidade da maioria dos gerentes de fábrica mudou. Não foi há muito tempo quando eles viram os dados como um luxo ou apenas como meio de satisfazer um requisito regulatório. Hoje é visto de forma diferente. O acesso a bons dados é um imperativo. Claro, não faz mal que o custo dos sensores tenha despencado. Desde o 1992, o custo médio de um sensor caiu para 95%.

Outras inovações, como o histórico de dados e as tecnologias de processamento, também tornaram mais fácil e rentável captar e capitalizar os abundantes dados de processo de uma planta.

Detalhes de desempenho para cada um dos 100s ou até 1,000s de loops e como as dinâmicas associadas estão evoluindo agora estão prontamente acessíveis para a maioria dos fabricantes de processos.

  • Análise avançada

Assim como o hardware, também houve avanços importantes no software. Há anos, fornecedores de tecnologia de manutenção e confiabilidade de ativos oferecem aplicativos de software que realizam diagnósticos avançados e buscam proativamente tendências de desgaste excessivo.

Mais recentemente, os fornecedores de tecnologia de controle de processo apresentaram soluções que avaliam o desempenho dos loops PID em toda a fábrica. O uso de uma matriz de ferramentas de monitoramento de desempenho de loop de controle (CLPM) de KPIs identifica proativamente problemas, incluindo ajuste do controlador, interação de loop e até mesmo problemas mecânicos.

KPIs úteis e ferramentas forenses avançadas facilitam para os fabricantes de processos a correção de problemas de desempenho antes que o rendimento e a eficiência da produção sejam impactados negativamente. Stiction (ou fricção pegajosa) é uma das métricas que podem ser visualizadas no painel do KPI.

Stiction (ou fricção pegajosa) é uma das métricas que podem ser visualizadas no painel do KPI.

Stiction (ou fricção pegajosa) é uma das métricas que podem ser visualizadas no painel do KPI.

  • Valor conhecido

Sabe-se que os fabricantes abandonam tecnologias inovadoras quando os benefícios associados não eram quantificáveis. Felizmente para os fornecedores de soluções da CLPM, um estudo publicado na 2001 pelo Programa de Melhores Práticas de Eficiência Energética do Reino Unido documentou uma ampla gama de benefícios ligados ao ajuste de PIDs rotineiramente. Ele documentou aumentos no rendimento (2-5%) e no rendimento (5-10%), juntamente com reduções no consumo de energia (5-15%) e problemas de qualidade (25-50%).

Desde que foram publicados mais e mais estudos de caso surgiram e eles forneceram mais evidências de ganhos econômicos. Esses ganhos são mais relevantes hoje, pois os fabricantes estão sofrendo um aumento nas pressões de produção, energia e margem, que mudaram sua perspectiva de “Faça a Todos os Custos” para “Faça com Máxima Eficiência”.

Embora os benefícios de circuitos de controle bem ajustados sempre tenham sido assumidos, um corpo crescente de estudos de casos de usuários finais fornece evidência de valor financeiro significativo. A maioria dos que seguem os avanços nas tecnologias de automação concordam que uma mudança radical na busca pela otimização está em andamento. . Dados e poder de processamento associado agora são bastante acessíveis. Ferramentas analíticas avançadas facilitam a descoberta de ativos de baixo desempenho.

Além disso, há evidências crescentes de seu impacto financeiro. Se você considerar que o controlador PID fornece a base para a infraestrutura de controle de uma instalação de produção, é fácil entender por que a otimização deve ser uma prioridade. Caso encerrado!

Damien Munroe

http://www.controlstation.com

Damien empresta uma visão de controle de processo e automação que nasceu de suas experiências em aviação militar, petróleo e gás offshore, fábricas de precisão e fabricação de semicondutores. Sua educação no

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