Laufen Ihre Regelkreise unruhiger als nötig?
Die meisten PID-Regler werden einmal eingestellt und danach jahrelang nicht mehr angesehen, während sich der Prozess sehr wohl verändert. Die zwölf Anzeichen unten sind jedes für sich klein, weisen aber oft auf Regelungen hin, die Anlagenfahrer nachsteuern, die immer wieder Alarme auslösen oder die näher an die Abschaltgrenze kommen als nötig. Prüfen Sie sie für Ihre Anlage. Eine Minute, und sofort Ihr Ergebnis.
Zwölf Anzeichen
0 von 12 beantwortet
- 01 / 12
Gibt es Regelkreise, die Anlagenfahrer regelmäßig auf Hand schalten oder bei denen sie den Sollwert verschieben, um den Prozess im Griff zu behalten?
- 02 / 12
Gibt es Regelkreise, die immer wieder denselben Alarm auslösen, auch wenn eigentlich nichts los ist?
- 03 / 12
Kommen Prozesswerte bei Störungen nah an eine Abschaltgrenze, oder hat eine Regelung schon einmal zu einem Trip oder Beinahe-Trip beigetragen?
- 04 / 12
Zeigen Regelkreise regelmäßig Überschwingen oder wiederkehrende Schwingungen um den Sollwert?
- 05 / 12
Dauert es nach einer Störung oder Sollwertänderung oft länger als erwartet, bis der Istwert wieder stabil um den Sollwert liegt?
- 06 / 12
Ändert sich das Regelverhalten deutlich bei anderer Last, Produktionskapazität, Rezeptur oder anderen Betriebsbedingungen?
- 07 / 12
Gibt es Regelkreise, deren Stellgröße sich ständig auf und ab bewegt, während Sollwert und Prozesslast einigermaßen konstant sind?
- 08 / 12
Gibt es Regelkreise, die viele oder große Korrekturen machen, obwohl das kaum sichtbare Wirkung auf den Istwert hat?
- 09 / 12
Laufen Stellgrößen regelmäßig an ihr Minimum oder Maximum, sodass der Regler vorübergehend keine Regelreserve mehr hat?
- 10 / 12
Gibt es Regelkreise, bei denen der Istwert längere Zeit dauerhaft über oder unter dem Sollwert bleibt, ohne dass der Regler diese Abweichung ausregelt?
- 11 / 12
Gibt es Regelungen, die stark auf kleine Schwankungen oder Messrauschen im Istwert reagieren, sodass die Stellgröße unnötig weiter korrigiert?
- 12 / 12
Sind die P-, I- und gegebenenfalls D-Einstellungen Ihrer Regelkreise vor allem historisch gewachsen oder nach Gefühl nachgestellt, statt aus Prozessverhalten oder Trenddaten begründet?
- Zu Ihrer Anlage · 1 / 3
Was ist Ihre Rolle?
Dürfen Sie überspringen. Es hilft uns, Ihre Antworten einzuordnen.
- Zu Ihrer Anlage · 2 / 3
Wie viele Regelkreise hat Ihre Anlage ungefähr?
Dürfen Sie überspringen. Es hilft uns, Ihre Antworten einzuordnen.
- Zu Ihrer Anlage · 3 / 3
Wann wurden die Regelkreise zuletzt systematisch überprüft?
Dürfen Sie überspringen. Es hilft uns, Ihre Antworten einzuordnen.
0 von 12 Anzeichen erkannt
Keine Anzeichen.
Ihre Regelkreise scheinen zu tun, was sie sollen. Haben Sie bei einem bestimmten Kreis Zweifel, prüfen Sie die Anzeichen für diesen Kreis.
Ein oder zwei Anzeichen.
Das kommt in fast jeder Anlage vor und ist meist kein Grund zur Sorge. Behalten Sie vor allem Überschwingen und Stellgrößen im Blick, die an ihre Grenze laufen: Dort entstehen Trips.
Genug Anzeichen, um genauer hinzusehen.
Diese Art von Unruhe fällt selten auf: Es kommt keine Störmeldung, aber die Anlagenfahrer steuern nach, und der Prozess läuft mit zusätzlicher Reserve. Weil niemand die Leistung je Regelkreis verfolgt, landet es nie auf einer Liste. Ob es an der Einstellung liegt oder an einem Ventil oder einer Messung, können Sie zu einem großen Teil selbst prüfen.
Starke Hinweise, dass Ihre Regelkreise unruhiger laufen als nötig.
So viele Anzeichen kosten Ihre Anlagenfahrer jeden Tag Aufmerksamkeit, lassen den Prozess mit Sicherheitsreserve laufen und bringen ihn näher an die Abschaltgrenze, als Ihnen lieb sein kann. Die Ursache liegt nicht immer in der Einstellung: Manchmal ist es ein Ventil oder eine Messung. Welche der drei, können Sie zu einem großen Teil selbst prüfen.
Bei {aantal} von {totaal} Fragen wussten Sie es nicht. Das ist für sich auch ein Anzeichen: Ohne Einblick in Ihre Regelkreise weiß niemand, ob sie gut laufen.
Was Ihre Anzeichen bedeuten
- Nah an der Abschaltgrenze
Eine unruhige Regelung lässt wenig Reserve. Bei einer Störung ist die Abschaltgrenze schneller erreicht, und dann genügt ein unglückliches Zusammentreffen für einen ungeplanten Stopp.
So prüfen Sie es
Suchen Sie die größte Störung der letzten Monate heraus und sehen Sie nach, wie weit der Istwert im Verhältnis zur Abschaltgrenze ausschlug. Kommt er in die Nähe, obwohl die Störung selbst nicht außergewöhnlich war, dämpft die Regelung zu langsam oder schwingt über. Sehen Sie sich auch die letzten Trips an: Schwang einer der Kreise kurz davor schon, hat die Regelung mitgewirkt.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Überschwingen oder Schwingung
Der Kreis läuft periodisch in Richtung Alarm- oder Abschaltwert. Das ist die stille Ursache vieler ungeplanter Trips, die niemand als Regelungsproblem erkennt.
So prüfen Sie es
Messen Sie im Trend die Zeit zwischen zwei Spitzen der Schwingung. Eine regelmäßige Schwingung mit fester Periode deutet meist auf die Einstellung hin. Schwingt der Kreis im selben Rhythmus wie ein anderer Kreis oder eine Pumpe, halten sie sich gegenseitig in Bewegung und müssen gemeinsam abgestimmt werden, nicht jeder für sich.
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- Stellgröße am Minimum oder Maximum
Keine Regelreserve heißt keinen Griff auf den Prozess. Hier entstehen Trips, und es deutet oft auf ein Ventil oder einen Bereich hin, der nicht mehr zur heutigen Last passt.
So prüfen Sie es
Zählen Sie, wie oft und wie lange die Stellgröße in der letzten Woche bei 0 oder 100% stand, und bei welcher Last. Passiert es vor allem bei hoher oder niedriger Last, passt das Ventil oder der Bereich nicht mehr zum Arbeitspunkt. Schwingt der Istwert über, sobald die Stellgröße von ihrer Grenze wegkommt, ist der I-Anteil an dieser Grenze weiter aufgelaufen (Windup).
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- Wiederkehrende Alarme
Ein pendelnder Prozesswert berührt immer wieder eine Alarmgrenze. Nach einer Weile achtet niemand mehr darauf, und dann fällt der Alarm, der wirklich zählt, nicht mehr auf.
So prüfen Sie es
Zählen Sie im Alarmprotokoll, wie oft dieser Alarm im letzten Monat kam und wie lange er jeweils anstand. Viele kurze Alarme, die von selbst wieder verschwinden, deuten auf einen Prozesswert hin, der um die Grenze pendelt: Dann liegt es meist an der Regelung, nicht an der Grenze. Legen Sie die Alarmzeiten neben den Trend von Istwert und Stellgröße, um zu sehen, ob sie mit der Schwingung zusammenfallen.
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- Manuelle Eingriffe
Die Anlagenfahrer vertrauen der Regelung nicht. In der Praxis heißt das: den ganzen Tag nachsteuern und eine Fahrweise, die sich von Anlagenfahrer zu Anlagenfahrer unterscheidet.
So prüfen Sie es
Suchen Sie in der Historie, wie oft der Kreis im letzten Monat auf Hand ging oder der Sollwert verschoben wurde, und in welcher Situation: bei einem Lastwechsel, beim Anfahren oder in einer bestimmten Schicht. Passiert es immer in derselben Situation, wissen Sie, wo die Regelung zu kurz greift. Fragen Sie die Anlagenfahrer auch, was sie dann mit der Stellgröße machen: Das ist oft genau das, was der Regler selbst tun sollte.
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- Langsames Ausregeln nach Störungen
Nach jeder Störung liegt der Prozess lange außerhalb der Spezifikation, und die Anlagenfahrer müssen nachsteuern. Deshalb wird oft mit zusätzlicher Reserve gefahren.
So prüfen Sie es
Suchen Sie im Trend eine aktuelle Störung oder Sollwertänderung und messen Sie, wie lange es dauert, bis der Istwert wieder in einem schmalen Band um den Sollwert bleibt. Vergleichen Sie das mit der Zeit, die der Prozess selbst braucht, um auf eine Ventilbewegung zu reagieren. Dauert das Ausregeln um ein Vielfaches länger, verschenkt der Regler Zeit. Wie viel schneller es ohne Überschwingen geht, ergibt sich aus der Prozessdynamik.
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- Bleibende Abweichung vom Sollwert
Der Regler baut den Fehler nicht ab. Meist ein zu schwacher I-Anteil, manchmal ein Ventil an seiner Grenze oder eine Messung, die nicht stimmt.
So prüfen Sie es
Sehen Sie nach, was die Stellgröße tut, solange die Abweichung besteht. Läuft die Stellgröße langsam weiter, ist der I-Anteil zu schwach. Steht die Stellgröße bei 0 oder 100%, hat der Regler keinen Spielraum mehr, und es liegt am Ventil oder am Bereich. Bewegt sich die Stellgröße nicht und sieht der Istwert auffällig flach aus, prüfen Sie zuerst die Messung.
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- Verhalten hängt von der Last ab
Eine Einstellung für alle Bedingungen funktioniert nur in einem Arbeitspunkt. Außerhalb dieses Punkts greifen die Anlagenfahrer ein, oder der Prozess läuft mit zusätzlicher Reserve.
So prüfen Sie es
Vergleichen Sie zwei Zeiträume im Trend: einen bei niedriger und einen bei hoher Last. Schwingt der Kreis im einen Arbeitspunkt und ist er im anderen träge, ändert sich der Prozess selbst mit der Last. Dann passt ein Parametersatz nie überall, und es braucht eine Abstimmung, die den ganzen Bereich berücksichtigt.
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- Stellgröße bewegt sich ständig
Unruhe, die das Ventil verschleißt und den Prozess nie wirklich zur Ruhe kommen lässt. Oft ein zu scharfer P- oder I-Anteil, manchmal ein Ventil, das nicht mehr sauber folgt.
So prüfen Sie es
Legen Sie Istwert und Stellgröße eine Stunde lang nebeneinander in den Trend, in einem Zeitraum mit festem Sollwert und konstanter Last. Bewegt sich die Stellgröße in einem festen Rhythmus mit dem Istwert mit, liegt es meist an der Einstellung. Bewegt sich die Stellgröße in Treppen oder Sägezähnen, während der Istwert hängen bleibt und dann plötzlich springt, sehen Sie sich zuerst das Ventil an.
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- Viel Korrektur, wenig Wirkung
Verdächtig für das Ventil: Haftreibung (Stiction) oder Überdimensionierung. Dann liegt ein Teil des Problems nicht in der Einstellung, sondern im Ventil selbst.
So prüfen Sie es
Prüfen Sie, ob das Ventil hängen bleibt, in Absprache mit dem Anlagenfahrer und bei ruhigem Prozess: Schalten Sie den Regler auf Hand und geben Sie der Stellgröße ein paar kleine Schritte von 0,5 bis 1% in dieselbe Richtung. Reagiert der Istwert erst nach zwei oder drei Schritten, und dann plötzlich, bleibt das Ventil hängen (Stiction). Dann ist die Frage, wie viel der Unruhe vom Ventil kommt und wie viel von der Einstellung; das lässt sich aus den Trenddaten ermitteln.
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- Reagiert auf Messrauschen
Unnötige Ventilbewegung und Verschleiß. Meist ein fehlendes Filter oder ein D-Anteil, der nicht zum Signal passt.
So prüfen Sie es
Zoomen Sie auf ein paar Minuten Trend mit der höchsten Auflösung, die Sie haben. Springt der Istwert in kleinen, schnellen Schritten auf und ab und folgt die Stellgröße diesen Schritten, verstärkt der Regler Rauschen. Wie viel Dämpfung der Kreis verträgt, ohne bei echten Störungen langsamer zu werden, ergibt sich aus der Prozessdynamik.
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- Historisch gewachsene Einstellungen
Das Wissen ist weg. Niemand kann begründen, warum der Regler so eingestellt ist, und deshalb traut sich niemand daran.
So prüfen Sie es
Suchen Sie heraus, wann die Einstellungen zuletzt geändert wurden und warum, zum Beispiel in der Parameterliste, im Audit-Log des Leitsystems oder im Änderungsregister. Notieren Sie die aktuellen Werte für Kp, Tn und Tv. Gibt es nirgends eine Begründung, ist das Messen der Prozessdynamik (Totzeit, Zeitkonstante und Verstärkung) der erste Schritt: Daraus ergeben sich Einstellungen, die Sie erklären können.
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Noch nicht zu beurteilen
- Nah an der Abschaltgrenze
Eine unruhige Regelung lässt wenig Reserve. Bei einer Störung ist die Abschaltgrenze schneller erreicht, und dann genügt ein unglückliches Zusammentreffen für einen ungeplanten Stopp.
So prüfen Sie es
Suchen Sie die größte Störung der letzten Monate heraus und sehen Sie nach, wie weit der Istwert im Verhältnis zur Abschaltgrenze ausschlug. Kommt er in die Nähe, obwohl die Störung selbst nicht außergewöhnlich war, dämpft die Regelung zu langsam oder schwingt über. Sehen Sie sich auch die letzten Trips an: Schwang einer der Kreise kurz davor schon, hat die Regelung mitgewirkt.
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- Überschwingen oder Schwingung
Der Kreis läuft periodisch in Richtung Alarm- oder Abschaltwert. Das ist die stille Ursache vieler ungeplanter Trips, die niemand als Regelungsproblem erkennt.
So prüfen Sie es
Messen Sie im Trend die Zeit zwischen zwei Spitzen der Schwingung. Eine regelmäßige Schwingung mit fester Periode deutet meist auf die Einstellung hin. Schwingt der Kreis im selben Rhythmus wie ein anderer Kreis oder eine Pumpe, halten sie sich gegenseitig in Bewegung und müssen gemeinsam abgestimmt werden, nicht jeder für sich.
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- Stellgröße am Minimum oder Maximum
Keine Regelreserve heißt keinen Griff auf den Prozess. Hier entstehen Trips, und es deutet oft auf ein Ventil oder einen Bereich hin, der nicht mehr zur heutigen Last passt.
So prüfen Sie es
Zählen Sie, wie oft und wie lange die Stellgröße in der letzten Woche bei 0 oder 100% stand, und bei welcher Last. Passiert es vor allem bei hoher oder niedriger Last, passt das Ventil oder der Bereich nicht mehr zum Arbeitspunkt. Schwingt der Istwert über, sobald die Stellgröße von ihrer Grenze wegkommt, ist der I-Anteil an dieser Grenze weiter aufgelaufen (Windup).
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Wiederkehrende Alarme
Ein pendelnder Prozesswert berührt immer wieder eine Alarmgrenze. Nach einer Weile achtet niemand mehr darauf, und dann fällt der Alarm, der wirklich zählt, nicht mehr auf.
So prüfen Sie es
Zählen Sie im Alarmprotokoll, wie oft dieser Alarm im letzten Monat kam und wie lange er jeweils anstand. Viele kurze Alarme, die von selbst wieder verschwinden, deuten auf einen Prozesswert hin, der um die Grenze pendelt: Dann liegt es meist an der Regelung, nicht an der Grenze. Legen Sie die Alarmzeiten neben den Trend von Istwert und Stellgröße, um zu sehen, ob sie mit der Schwingung zusammenfallen.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Manuelle Eingriffe
Die Anlagenfahrer vertrauen der Regelung nicht. In der Praxis heißt das: den ganzen Tag nachsteuern und eine Fahrweise, die sich von Anlagenfahrer zu Anlagenfahrer unterscheidet.
So prüfen Sie es
Suchen Sie in der Historie, wie oft der Kreis im letzten Monat auf Hand ging oder der Sollwert verschoben wurde, und in welcher Situation: bei einem Lastwechsel, beim Anfahren oder in einer bestimmten Schicht. Passiert es immer in derselben Situation, wissen Sie, wo die Regelung zu kurz greift. Fragen Sie die Anlagenfahrer auch, was sie dann mit der Stellgröße machen: Das ist oft genau das, was der Regler selbst tun sollte.
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- Langsames Ausregeln nach Störungen
Nach jeder Störung liegt der Prozess lange außerhalb der Spezifikation, und die Anlagenfahrer müssen nachsteuern. Deshalb wird oft mit zusätzlicher Reserve gefahren.
So prüfen Sie es
Suchen Sie im Trend eine aktuelle Störung oder Sollwertänderung und messen Sie, wie lange es dauert, bis der Istwert wieder in einem schmalen Band um den Sollwert bleibt. Vergleichen Sie das mit der Zeit, die der Prozess selbst braucht, um auf eine Ventilbewegung zu reagieren. Dauert das Ausregeln um ein Vielfaches länger, verschenkt der Regler Zeit. Wie viel schneller es ohne Überschwingen geht, ergibt sich aus der Prozessdynamik.
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- Bleibende Abweichung vom Sollwert
Der Regler baut den Fehler nicht ab. Meist ein zu schwacher I-Anteil, manchmal ein Ventil an seiner Grenze oder eine Messung, die nicht stimmt.
So prüfen Sie es
Sehen Sie nach, was die Stellgröße tut, solange die Abweichung besteht. Läuft die Stellgröße langsam weiter, ist der I-Anteil zu schwach. Steht die Stellgröße bei 0 oder 100%, hat der Regler keinen Spielraum mehr, und es liegt am Ventil oder am Bereich. Bewegt sich die Stellgröße nicht und sieht der Istwert auffällig flach aus, prüfen Sie zuerst die Messung.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Verhalten hängt von der Last ab
Eine Einstellung für alle Bedingungen funktioniert nur in einem Arbeitspunkt. Außerhalb dieses Punkts greifen die Anlagenfahrer ein, oder der Prozess läuft mit zusätzlicher Reserve.
So prüfen Sie es
Vergleichen Sie zwei Zeiträume im Trend: einen bei niedriger und einen bei hoher Last. Schwingt der Kreis im einen Arbeitspunkt und ist er im anderen träge, ändert sich der Prozess selbst mit der Last. Dann passt ein Parametersatz nie überall, und es braucht eine Abstimmung, die den ganzen Bereich berücksichtigt.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Stellgröße bewegt sich ständig
Unruhe, die das Ventil verschleißt und den Prozess nie wirklich zur Ruhe kommen lässt. Oft ein zu scharfer P- oder I-Anteil, manchmal ein Ventil, das nicht mehr sauber folgt.
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Legen Sie Istwert und Stellgröße eine Stunde lang nebeneinander in den Trend, in einem Zeitraum mit festem Sollwert und konstanter Last. Bewegt sich die Stellgröße in einem festen Rhythmus mit dem Istwert mit, liegt es meist an der Einstellung. Bewegt sich die Stellgröße in Treppen oder Sägezähnen, während der Istwert hängen bleibt und dann plötzlich springt, sehen Sie sich zuerst das Ventil an.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Viel Korrektur, wenig Wirkung
Verdächtig für das Ventil: Haftreibung (Stiction) oder Überdimensionierung. Dann liegt ein Teil des Problems nicht in der Einstellung, sondern im Ventil selbst.
So prüfen Sie es
Prüfen Sie, ob das Ventil hängen bleibt, in Absprache mit dem Anlagenfahrer und bei ruhigem Prozess: Schalten Sie den Regler auf Hand und geben Sie der Stellgröße ein paar kleine Schritte von 0,5 bis 1% in dieselbe Richtung. Reagiert der Istwert erst nach zwei oder drei Schritten, und dann plötzlich, bleibt das Ventil hängen (Stiction). Dann ist die Frage, wie viel der Unruhe vom Ventil kommt und wie viel von der Einstellung; das lässt sich aus den Trenddaten ermitteln.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Reagiert auf Messrauschen
Unnötige Ventilbewegung und Verschleiß. Meist ein fehlendes Filter oder ein D-Anteil, der nicht zum Signal passt.
So prüfen Sie es
Zoomen Sie auf ein paar Minuten Trend mit der höchsten Auflösung, die Sie haben. Springt der Istwert in kleinen, schnellen Schritten auf und ab und folgt die Stellgröße diesen Schritten, verstärkt der Regler Rauschen. Wie viel Dämpfung der Kreis verträgt, ohne bei echten Störungen langsamer zu werden, ergibt sich aus der Prozessdynamik.
Diese Prüfung steht in Ihrer Auswertung. Auswertung anfordern
- Historisch gewachsene Einstellungen
Das Wissen ist weg. Niemand kann begründen, warum der Regler so eingestellt ist, und deshalb traut sich niemand daran.
So prüfen Sie es
Suchen Sie heraus, wann die Einstellungen zuletzt geändert wurden und warum, zum Beispiel in der Parameterliste, im Audit-Log des Leitsystems oder im Änderungsregister. Notieren Sie die aktuellen Werte für Kp, Tn und Tv. Gibt es nirgends eine Begründung, ist das Messen der Prozessdynamik (Totzeit, Zeitkonstante und Verstärkung) der erste Schritt: Daraus ergeben sich Einstellungen, die Sie erklären können.
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Erstellt von Brent Zwart, Process Control Engineer.
Ihre Auswertung ist unterwegs.
Sehen Sie in Ihr Postfach, sicherheitshalber auch in den Spam-Ordner. Innerhalb von ein bis zwei Werktagen folgt unsere persönliche Rückmeldung zu Ihren Antworten.
Lieber gleich ein Gespräch?
Sagen Sie uns, welcher Regelkreis unruhig läuft. In einem ersten Gespräch wissen wir oft schon, ob etwas zu holen ist.