Hei P

Tusen takk for spørsmålet, og din interesse for faget.

1. Den originale rapporten til Ziegler og Nichols:

http://chem.engr.utc.edu/Student-files/x2008-Fa/435-Blue/1942-paper.pdf

2) Ziegler og Nichols: Ultimate sensitivity

Den første metoden som Ziegler og Nichols (Z&N) beskriver i sin rapport fra 1942 heter "Ultimate sensitivity".

Det mest geniale med denne metoden er at man nesten ikke trenger å ha kompetanse på verken fysikk eller matematikk for å stille inn prosessregulatorer. Man trenger ikke å ha kompetanse for å matematisk sette opp en modell (ligninger. Metoden kan derfor nesten bruker av alle.

Metoden bygger prosesskompetanse ved å sette regulatorens dynamiske funksjoner (I- og D-leddet) midlertidig ut av drift. Vi måler derfor prosessens dynamiske egenskaper med P-leddet.

Prosessens dynamiske vippepunkt testes og måles. Denne tilstanden refereres til i figur 1b) nedenfor. Prosessens svinger kopieres. Den totale sløyfeforsterkningen er = 1.

Når en prosessforstyrrelse ("Disturbance") introduseres, sa Z&N at kurve 1f) i de fleste tilfeller var OK. Dette inntraff når hver halvbølge (180 grader av en sirkel) nå amplituden halveres. Dette innebar at én hel bølge ble dempet til fjerdeparten (omtalt som "Quarter Amplitude Damping".

Fordelen med å bruke denne metoden er at den er super-enkel å forstå, lett å bruke, og meget godt dokumentert, samt at Z&N er anerkjent i automasjonsmiljøet. Metoden kan i utgangspunktet brukes på alle prosessløyfer. En ulempe er at under uttesting av prosessens dynamiske egenskaper, vil naturlig nok prosessvariablen svinge litt. Dette bør ikke være kritisk, så lenge oscillasjonene holdes innfor sikre verdier.

3) Ziegler and Nichols - Reaction curve

Den andre metoden som Ziegler og Nichols publiserer i sin rapport heter "Reaction curve". Denne metoden, sammenlignet med "Ultimate Sensitivity", er at "Reaction Curve" gir noen fordeler og ulemper.

Ved bruk av "Reaction Curve"-metoden eksperimenterer vi kun én gang med prosessen for å måle prosessens dynamiske egenskaper. En liten ulempe er at metoden stiller litt høyere krav til dine matematikk-kunnskaper.

Metoden bygger på at man gjør en kontrollert påvirkning på prosessens "inngang" ved å kjøre regulatorens utgangssignal (MV - manipulert verdi) ved å gjøre et lite stepp (gi en puls), for å måle prosessens "utgang" ved å se på regulatorens inngangssignal (PV - prosessverdi).

Du skal deretter kalkulere prosessens "Sensitivity". For å komme frem til svaret er et av kjernepunktene i metoden først å beskrive prosessens "utgang". Ved å se på figur 8 må du tallfeste den røde linjen; som er en inntegnet tangent der hvor prosessen har den største endringen per tidsenhet.

I det som omtales som langsomme prosesser, typisk temperaturprosesser, vil denne "Reaction Curve"-metoden gi fordeler fremfor "Ultimate Sensitivity"-metoden. "Med "Reaction Curve" trenger du kun å gjøre eksperimenteringen én gang, mens ved bruk av "Ultimate Sensitivity" trenger du typisk en fire-fem eksperimenteringer for å finne et svingemønster som vises i kurve 1b).