PI controller tuning in control systems of the coal enrichment processes
R. Kaula 1  
 
More details
Hide details
1
Politechnika Śląska, Katedra Elektryfikacji i Automatyzacji Górnictwa, Gliwice
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2015;31(1):141–154
 
KEYWORDS
ABSTRACT
One of the main tasks of control systems of coal enrichment process is the stabilization of coal quality parameters at a desired level. The control of coal enrichment processes is carried out in the presence of a number of disturbances. Therefore, a serious problem is the controller selecting which is robust to different disturbances. Controllers PI (proportional-plus-integral) and PID (proportional-plus-integral-plus-derivative) are used in many industrial processes. Extensive uses of PID controllers is results from a number of advantages that characterizes. The most important of them is good compensation of disturbances occurring in industrial processes and simple design of these controllers (therefore easy to implement). Selection of PI or PID controller structure depends on the dynamic properties of the controlled process and disturbances influencing to the process and the requirements for the control system. Due to a number of disturbances occurring in the coal preparation processes the application of a derivative element should be limited, for example, to stabilize the selected parameters in local control. The better solution seems to use the structure of PI controller in the control system. No less important problem in the control of the process is the tuning of the controller parameters. Many methods of tuning of the controller parameters uses the dynamic characteristics of the controlled process (dynamic model of the process). The description of the dynamic properties of the process by means of a mathematical model it is helpfully in the design of the control system. Different processes with the same dynamic properties can be described by a dynamic model of the same structure, differing only parameters values. Such approach makes it possible to use the same type of controller in control of various industrial processes. This is also relates for many coal enrichment processes. [...]
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Dobór nastaw regulatora PI w układach regulacji procesów wzbogacania węgla
wzbogacanie węgla, dynamika obiektu, układ regulacji, regulator PI, nastawa regulatora
Jednym z podstawowych zadań układów regulacji procesów wzbogacania węgla jest stabilizacja parametrów jakościowych na zadanym poziomie. Sterowanie procesów technologicznych wzbogacania węgla odbywa się w obecności szeregu zakłóceń. Zatem istotnym problemem jest wybór regulatora odpornego na różnorodne zakłócenia. Regulatory PI oraz PID są stosowane w wielu procesach przemysłowych. Szerokie zastosowanie tych regulatorów wynika z wielu zalet, którymi się charakteryzują. Najważniejsze z nich to dobre właściwości kompensacji zakłóceń występujących w procesach przemysłowych oraz prosta budowa tych regulatorów (a zatem łatwa implementacja). Wybór struktury PI albo PID regulatora zależy od właściwości dynamicznych sterowanego procesu, zakłóceń oddziałujących na ten proces oraz wymagań stawianych układowi regulacji. Ze względu na szereg zakłóceń występujących w procesach przeróbczych węgla stosowanie członu różniczkującego regulatora PID powinno być ograniczone, na przykład do stabilizacji wybranych parametrów w sterowaniu lokalnym. Celowym rozwiązaniem wydaje się zastosowanie struktury PI regulatora w układzie regulacji. Nie mniej ważnym zagadnieniem w regulacji procesu jest dobór nastaw regulatora. W wielu metodach doboru nastaw regulatora wykorzystuje się charakterystyki dynamiczne sterowanego procesu (model dynamiczny obiektu sterowania). Opis właściwości dynamicznych procesu za pomocą modelu matematycznego jest pomocny przy projektowaniu układu sterowania. Różne procesy charakteryzujące się takimi samymi właściwościami dynamicznymi można opisać modelem dynamicznym o takiej samej strukturze, różniącym się tylko wartościami parametrów. Takie podejście daje możliwość zastosowania tego samego typu regulatora w układach regulacji różnych procesów przemysłowych. Odnosi się to także do wielu procesów wzbogacania węgla. [...]
 
REFERENCES (10)
1.
Cierpisz, S. 1980. Automatyzacja procesów przeróbki mechanicznej węgla. Wyd. „Śląsk”, Katowice.
 
2.
Cierpisz, S. 2003. Układy sterowania procesem produkcji mieszanek węgla z regulowanym przepływem jednego składnika. Materiały Konferencyjne IX Konferencji Automatyzacji Procesów Przeróbki Kopalin, Szczyrk, czerwiec 2003, s. 49–60.
 
3.
Cierpisz, S. 2012. Automatyczna regulacja procesu wzbogacania w osadzarkach. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Monografia Nr 403, Gliwice.
 
4.
Cierpisz, S. i Kaula, R. 2013. Dobór parametrów regulatora dla obiektu inercyjnego z opóźnieniem na przykładzie osadzarki pulsacyjnej. Materiały Konferencyjne Konferencji „Nowoczesne rozwiązania z zakresu procesów technologicznych przeróbki węgla”, wydane przez Instytut Technik Innowacyjnych EMAG, Zakopane, maj 2013.
 
5.
Joostberens, J. 2011. Modele dynamiczne procesu flotacji węgla wyznaczone przy użyciu metody zmiennej instrumentalnej. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 12, s. 34–37.
 
6.
Kalinowski, K. 1991. Sterowanie procesu flotacji węgla. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice.
 
7.
Kalinowski, K. i Kaula, R. 2000. Dynamika zmian zawartości popiołu w odpadach w badaniach eksperymentalnych flotacji węgla. Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa nr 1, s. 35–40.
 
8.
O’Dwyer, A. 2003. Handbook of PI and PID controller tuning rules. Imperial College Press, London.
 
9.
Ziegler, J. i Nichols, N. 1942. Optimum settings for automatic controllers, Trans. ASME, vol. 64, p. 759–768.
 
10.
PN-88/M-42000. Automatyka i pomiary przemysłowe. Terminologia.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953