Strojenie regulatora proporcjonalno-całkująco-różniczkującego (regulatora PID) jest powszechną czynnością inżynierów specjalizujących się w sterowaniu procesami. W tym przypadku „strojenie” odnosi się do zmiany parametrów dotyczących zakresu proporcjonalności regulatora, działania całkującego i różniczkującego. Istnieje kilka metod ręcznego obliczania parametrów strojenia oraz liczne pakiety oprogramowania, które można wykorzystać do automatycznego dostrajania sterowników w procesie chemicznym. Zanim rozpocznie się jakiekolwiek strojenie, ważne jest, aby inżynier zbadał najpierw dostrajaną pętlę sterowania i jej wpływ na cały system.
Wydajność regulatora automatycznego można regulować i zmieniać poprzez zmianę parametrów strojenia regulatora. Podczas strojenia regulatora PID zazwyczaj można zmienić trzy ustawienia: pasmo proporcjonalności, działanie całkujące i działanie różniczkujące. Są one reprezentowane przez pierwszy, drugi i trzeci wyraz w klasycznym algorytmie PID, odpowiednio u = KP e + KI ∫ e dt + KD de/dt.
Termin u reprezentuje sygnał zwrotny; KP to wzmocnienie proporcjonalne; e jest składnikiem błędu lub przesunięcia, który reprezentuje różnicę między wartością bieżącą a nastawą regulatora; KI jest wzmocnieniem całkowym, KD jest wzmocnieniem różniczkującym; i nadszedł czas. Transformatę Laplace’a tego równania można określić jako KP + KI/s + KDs.
Przed dostrojeniem regulatora PID inżynier powinien najpierw zbadać proces, który ma zostać dostrojony, aby określić, czy nieprawidłowe dostrojenie powoduje zakłócenia, czy też istnieje inna przyczyna, którą można przypisać, na przykład nieprawidłowe działanie lub uszkodzenie sprzętu. Zmiany strojenia będą miały bardzo małe znaczenie, jeśli prawdziwą przyczyną zmienności jest zatkany zawór sterujący, uszkodzone przyrządy lub błędy w logice układu sterowania. Dopiero po dokładnym zbadaniu procesu i zweryfikowaniu funkcjonalności przyrządów terenowych należy rozważyć strojenie.
Istnieje wiele metod stosowanych przez inżynierów chemicznych, elektryków i przyrządów do strojenia regulatora PID. Metoda Zieglera-Nicholsa jest jednym z takich przykładów, w których wykorzystuje się ostateczne wzmocnienie i ostateczny okres procesu do obliczenia agresywnych parametrów strojenia dla schematów sterowania tylko P, tylko PI i PID. Inne schematy sterowania, takie jak metoda Tyreusa-Luybena, mają na celu zmniejszenie oscylacji systemu. Metoda używana do strojenia regulatora PID może być podyktowana charakterem samej pętli sterowania.
Ogólnie rzecz biorąc, zwiększenie czasu wzmocnienia kontrolera spowoduje, że będzie on działał bardziej agresywnie. Większa akcja całkowania pomoże zmniejszyć przesunięcie między wartością stanu ustalonego a pożądaną wartością zadaną, ale może prowadzić do oscylacji, jeśli zostanie użyte zbyt dużo. Termin różniczkowy służy do pomocy w zatrzymaniu gwałtownego ruchu aktualnej wartości regulatora. To tylko heurystyki, które dają ogólne wyczucie wpływu każdego z klasycznych parametrów strojenia.
Wiele pakietów rozproszonych systemów sterowania (DCS) zawiera oprogramowanie, które może być używane do automatycznego dostrajania pętli sterowania. Te pakiety oprogramowania często dostrajają procesy, badając przeszłą wydajność lub automatycznie wykonując metody testowe opisane w ustalonych procedurach strojenia. Podobnie jak w przypadku większości procedur, po zakończeniu głównej procedury strojenia inżynier musi dokonać precyzyjnego dostrojenia i niewielkich regulacji, aby dostosować je do procesu.