Aktuální vydání

celé číslo

02

2021

Systémy pro řízení vodárenských sítí a ČOV

Hladinoměry

celé číslo

Dvě akce IFAC v Itálii

Půl roku po konání osmnáctého světového kongresu IFAC (International Federation of Automatic Control) v Miláně se Itálie stala hostitelskou zemí další významné akce pořádané touto vrcholnou světovou organizací pro oblast automatického řízení. Ve dnech 28. až 30. března 2012 se v lombardské Brescii konala konference Advances in PID Control (PID’12). Nabízí se proto srovnání akcí zdánlivě neporovnatelných jak rozsahem (téměř tři tisíce účastníků kongresu oproti 124 přednášejícím na PID 2012), frekvencí konání (kongresové trienále a dvanáct let od workshopu PID’00 Digital Control: Past, Present and Future of PID Control) i zacílením (kongres zaměrený na téměř celou oblast technické kybernetiky oproti zacílení na PID regulaci, která je považována za obor, kde nemůže být nic významnějšího objeveno). Přesto v několika aspektech konference předstihla světový kongres. Byla úspěšná nejenom podle dojmu autorů článku, ale i podle ohlasů zveřejněných na internetu.

Je to jistě zásluhou obou výborů: prof. Antonio Visioli z hostitelské univerzity v Brescii jako předseda organizačního výboru zajistil perfektně fungující organizaci konference s výborným společenským programem a prof. Sebastián Dormido jako předseda programového výboru se postaral o velmi reprezentativní skladbu plenárních přednášek. Jako přednášející v nich vystoupili takové osobnosti jako profesoři Tore Hägglund s přednáškou na téma filtrování signálů v PID regulaci, Terry Blevins s přednáškou na téma pokročilá PID regulace v průmyslových aplikacích a Sigurd Skogestad s přednáškou na téma optimální PI regulace a seřizovací pravidlo SIMC. Panelové diskuse na téma perspektivy PID regulátorů se zúčastnili Haruo Takatsu (Yokogawa Electric Corporation), Alf Isaksson (ABB), Willy Wojsznis (Emerson Process Management), Adriano Chinello (Gefran SpA), Jason Wright (Rockwell Automation), Rafael Gonzalez (Repsol) a Emre Kuzu (Tupras). Diskusi moderoval prof. Karl Johan Ĺström (Lunds universitet). Účastníci panelové diskuse se shodli na tom, že PID regulátor zůstane nejpoužívanějším regulátorem v průmyslu v nižších úrovních řízení, kde by bylo vhodné jeho funkci rozšířit o některé diagnostické funkce, jako je diagnostika správného fungování ventilů, a že bezmodelové seřizovací metody mají svůj nezastupitelný význam.

Z uvedeného výčtu je patrné, že v počtu legendárních osobností mezi přednášejícími konference nezaostala za kongresem (který v porovnání s předchozími kongresy kladl velký důraz na historické tradice a osobnostní zázemí) a navíc jej překonala v aktivní účasti zástupců průmyslu. Tento výsledek porovnání ostatně potvrzuje účast a zájem nakladatelství Springer, reprezentovaného redaktorem O. Jacksonem, s výstavkou asi padesáti knih tematicky souvisejících s tématem konference.

Prezentované příspěvky ukázaly, že zájem o PID regulátory je nejenom mezi starší generací, ale že se jimi zabývají rovněž mladí vědečtí pracovníci a doktorandi. Příspěvky byly zaměřeny nejen na nové seřizovací metody PID regulátorů a návrh regulačních obvodů s PID regulátory, ale také na nové přístupy k regulaci opírající se o PID, jako jsou frakcio­nální PID regulátory nebo PID regulátory řízené událostmi. Důležitým tématem byla též robustnost. Prezentována byla i některá nestandardní využití PID regulátoru, např. využití principu PID regulátoru jako plánovače procesů jádra operačního systému. Program včetně plných textů příspěvků je k dispozici na www.ifac-papersonline.net, popř. na stránkách konference www.pid12.ing.unibs.it

Algoritmus pro bezdrátové propojení regulátoru se snímači a akčními členy

Ze zmíněných zajímavých témat příspěvků si autoři dovolují podrobněji zmínit jedno: algoritmus PIDPlus, který je významný a inspirativní pro rozvíjející se oblast bezdrátového propojení regulátorů se snímači a akčními členy. Představil jej Terry Blevins z firmy Emerson Process Management a objevil se i v dalších příspěvcích. Jde o modifikovaný algoritmus PID regulátorů, jehož funkce při běžné činnosti odpovídá funkci klasického PID regulátoru. Jeho výhody se objeví při ztrátě datových paketů s aktuálními informacemi o hodnotě regulované veličiny. Algoritmus PIDPlus určuje velikost akčního zásahu integrační složky pouze tehdy, když jsou k dispozici nové informace o hodnotě regulované veličiny a skutečně realizované velikosti akčního zásahu, která je při výpočtu také zohledněna. Ztratí-li se datové pakety a ne­jsou-li k dispozici nové hodnoty, akční zásah integrační složky zůstává konstantní. Tím je zajištěno, že se hodnota akční veličiny, a tedy i regulované veličiny, nemůže příliš odchýlit od hodnot zajišťujících dosažení žádané hodnoty, což může nastat u klasického PID algoritmu. Aby se předešlo možným špičkám způsobeným derivační složkou po obnově ztraceného spojení, kdy nová hodnota regulované veličiny může být značně odlišná od její poslední hodnoty známé regulátoru, je hodnota akčního zásahu od derivační složky určována jako podíl rozdílu dvou posledních známých hodnot akční veličiny a doby časového intervalu mezi okamžiky, kdy byly datové pakety s těmito hodnotami doručeny regulátoru. Při ztrátě datových paketů je potom rozdíl dvou posledních známých hodnot regulované veličiny dělen větší hodnotou délky časového intervalu, a tím je určena nižší hodnota akčního zásahu od derivační složky. Díky popsaným změnám oproti klasickému PID algoritmu je algoritmus PIDPlus nejen schopen přijatelně regulovat při ztrátě příchozích informací o regulované soustavě, ale zvládne i situace, kdy jsou ztraceny datové pakety s informací o nové hodnotě akčního zásahu akčního členu. Regulátor je tak připraven nejen na výpadky v toku informací, ale i na použití při nepravidelné vzorkovací periodě. 

Závěr

Konference PID’12 se zúčastnilo 149 účastníků z 32 zemí. Z celkového počtu účastníků jich bylo 27 z průmyslových firem. Mezi země s největším počtem účastníků patřila Itálie (24), Španělsko (22), Japonsko (17), Švédsko (13). Česká republika (9 účastníků; obr. 1) a Slovensko (3 účastníci) dohromady měly zastoupení srovnatelné se Švédskem. Na konferenci bylo prezentováno 124 příspěvků.

V kuloárech bylo možné zaslechnout slova chválící užitečnost takové konference, přičemž bylo poukazováno na to, že by se měla konat pravidelně v pětileté periodě. Jednou z velmi reálných úvah je pořádání příští konference v České republice. Vedle existujících pracovišť v ČR, která se problematikou PID regulace dlouhodobě zabývají, se možná do té doby objeví další aktivní zájemci o tuto oblast.

Literatura:

[1] BLEVINS, T. – NIXON, M. – ZIELINSKI, M.: Addressing Control Applications Using Wireless Devices. Dostupné na www.controlglobal.com/articles/2012/addressing-control-applications-using-wireless-device.html (cit. 1. 6. 2012).

prof. Ing. Bohumil Šulc, CSc.,

Ing. Stanislav Vrána, DiS., FS ČVUT v Praze

Obr. 1. Pohled do auditoria