20.06.2018
 
 

 

Регулятор в современных АСУ ТП. ПИД-регулятор
Автоматизация - Автоматизированные системы управления

регулятор в современных асу тп. пид-регулятор

Что такое регулятор? Этот термин пришел из теории автоматизированного управления. Регулятором называется устройство, которое следит за функционированием объекта управления и, постоянно анализируя его состояние, вырабатывает определенное управляющее воздействие (сигнал управления).  Очевидно, что сам по себе регулятор  — это вещь бестолковая. Однако он начинает приносить пользу, когда его включают в контур регулирования и настраивают в соответствие с требуемыми характеристиками управления (термины “регулирование” и “управление” здесь употребляются как синонимы). В общем случае каждый контур регулирования можно рассматривать как некоторую систему, состоящую непосредственно из самого объекта регулирования и регулятора, который через исполнительное устройство может влиять на регулируемый параметр объекта. Работа регулятора осуществляется на основе постоянного анализа регулируемого параметра, характеризующего состояние объекта, для чего к входу регулятора подключают датчик. Информационная связь между датчиком, измеряющим регулируемый параметр, и входом регулятора  называется обратной связью. Так образуется замкнутый контур управления, а сама система управления называется замкнутой. Вообще понятие “обратная связь” (feedback) является фундаментальной категорией в теории управления. Именно благодаря наличию обратной связи с объектом становится возможным реализовывать действительно качественное, можно сказать, зрячее управление.

Как же реализован регулятор в современных АСУ ТП? Хватит казенных фраз, теперь все по порядку. Определение регулятора, приведенное выше, было взято из энциклопедии и, честно говоря, не очень удачное. Регулятор — это не обязательно отдельное устройство. Дело в том, что в современных АСУ ТП функции регулятора реализуются в рамках прикладной программы управления на уровне контроллера. Так один промышленный контроллер может программно реализовать до тысячи регуляторов. Это современный подход к построению систем управления; тем не менее, локальные регуляторы, выполненные в виде отдельных устройств, по сей день активно используются там, где не требуется столь мощного функционала. Не стрелять же из пушки по воробьям!

Какие регуляторы бывают? Совершенно разные: предельные двухпозиционные регуляторы (on/off control), пропорциональные регуляторы (P-регуляторы), регуляторы с таймером или задержкой (timer control, delay control) и т.д. Апофеозом развития регуляторов явилось появление пропорционально-интегро-дифференциального регулятора (ПИД-регулятора, PID по-английски), который во многих случаях позволил достичь оптимального качества управления, и о котором далее пойдет речь. В современных АСУ ТП PID-регулирование является фундаментальным элементом управления непрерывными процессами, этакой основой всех основ.

Как работает ПИД-регулятор? ПИД-регулятор — это звено в контуре управления с обратной связью, используемое для поддержания заданного значения измеряемого параметра. ПИД-регулятор измеряет отклонение стабилизируемой величины от заданного значения (так называемой уставки) и генерирует управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально этому отклонению, второе пропорционально интегралу отклонения и третье пропорционально производной отклонения. Если какие-то из составляющих слагаемых не используются, то регулятор соответственно называют пропорционально-интегральным, пропорционально-дифференциальным, пропорциональным и т. п.

Назначение ПИД-регулятора заключается в поддержании некоторой величины PV на заданном значении SP с помощью изменения другой величины OP, где

PV – измеряемый параметр (process value);

SP – заданное значение измеряемого параметра (уставка, setpoint);

OP – управляющее воздействие (output);

Разность (SP-PV) называется ошибкой или рассогласованием.

Как уже сказано, выходной сигнал OP определяется тремя слагаемыми:

OP = P + DI + TI = KP * (SP-PV) + KDI * d(SP-PV)/dt + KTI * ∫(SP-PV)dt;

Однако в большинстве реальных систем используют несколько другую формулу выходного сигнала, в которой пропорциональный коэффициент находится за скобкой:

OP = Pp * ((SP-PV) + PD * d(SP-PV)/dt + PI * ∫(SP-PV)dt),.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Диспетчеризация пунктов:

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОПЕРАТИВНОГО ДИСТАНЦИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ КАНАЛИЗАЦИОННЫ

News image

Заказчик: МУП «Водоканал Воронежа», Воронеж Описание технологического процесса: Городские канализационные стоки попадают в приёмную ёмкость. При достижении уровнем в приёмной ёмкости определён...

Система дистанционного мониторинга ЦТП Уфы. АСКУЭ

News image

Реализованная система диспетчеризации и управления обеспечивает выполнение следующих функций: регулирование температуры отопления по графику и температуры горячего водоснабжения (ГВС); регулирование...

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕМ СКЛАДСКОГО КОМПЛЕКСА

News image

Заказчик: ООО «Юг Логистик - сервис», г. Москва Описание технологического процесса: Объектом мониторинга и удалённого управления являются системы электрооборудования и отдельные агрегаты складск...

 

Теория АСУ:

Автоматизация технологических процессов

News image

Автоматизация технологического процесса – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без н...

Применение автоматизированных тепловых пунктов - ключ к энергосбережению в систе

News image

Существующие системы централизованного теплоснабжения были спроектированы в условиях социалистического хозяйства, и этот факт в значительной степени определяет их низкую энергетическую эффективность...

Основные принципы и правила построения схем управления и сигнализации

News image

Принципиальные электрические схемы отражают принципы действия систем управления, сигнализации, измерения, регулирования и взаимодействие между отдельными элементами системы, а также способ электропи...

Диспетчеризация подсистемы водоснабжения

News image

Подсистема водоснабжения осуществляет, управление работой насосов, контролируя, при этом, поддержание необходимого давления или уровня. Для достижения равномерной выработки ресурса насосов выполн...

Дифференциальная составляющая

News image

Дифференциальная составляющая противодействует предполагаемым отклонениям регулируемой величины, как бы предугадывая поведение объекта в будущем. Эти отклонения могут быть спровоцированы внешними во...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Динамическая платформа управления производством

News image

Для интеграции возможно применение динамической платформы управления производством, благодаря которой данные свободно перемещаются между ключевыми у...

Преимущества и недостатки

News image

Основными преимуществами Remote Scripting для разработчика являются прозрачность, простота и гибкость решений для веб-базированного доступа к технол...

Управляем техпроцессом через Интернет с мобильного телефона

News image

Как уже упоминалось в начале статьи, Интернет и мобильная телефония направления, развивающиеся сегодня очень бурно. На стыке этих двух технологий ро...

Интеграционный слой

News image

Интеграция разнородных подсистем в единую систему диспетчеризации технологического процесса позволяет сконцентрировать важную информацию о процессе ...

Поддержка работы с внешними устройствами

News image

Использование любого программного пакета класса InTouch имеет смысл тогда, когда прикладная задача может легко взаимодействовать с устройствами типа...

Предложение от компании Шнейдер Электрик

News image

Как было отмечено выше, концепция Transparent Factory компании Шнейдер базируется на трех основных положениях: 1. Следующим поколением сетей пром...

 

Примеры удачного внедрения:

БОСС - КОРПОРАЦИЯ - система для крупных организаций

Разработана для автоматизации управления финансово-хозяйственной деятельности корпораций, производственных и торговых объединений на базе Oracle 7...

SAP R/3 - пример крупной системы

Все компоненты системы R/3 настраиваются на конкретное предприятие и позволяют обеспечивать внедрение эволюционным путем. В состав системы входят ...

БЭСТ

(Интеллект-Сервис, Россия) БЭСТ - комплексная система, которая позволяет организовать бухгалтерский учет в полном объеме, учет основных фондов, ...

Система «канбан»

Многие называют систему «Тоёта» системой «канбан». Такое определение некорректно. Система «Тоёта» представляет собой метод организации производства ...

Совокупная стоимость владения

Покупая автомобиль, опытный шофер обязательно поинтересуется, каков расход топлива на 100 км, какое именно топливо и масло нужно и сколько оно стоит...

Активизация человеческого фактора

Система управления производством «Тоёты» позволяет достичь различные цели (оперативное регулирование производства, гарантия качества, активизация са...