17.10.2017
 
 

 

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 энергоучета тепловой энергии на тепловыводах Новосиби

News image

Система энергоучета и диспетчеризации охватывает тепловые выводы четырех ТЭЦ в г. Новосибирске и одной ТЭЦ в Новосибирской области. На каждой из пяти ТЭЦ Master SCADA установлены узлы энергоучета...

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЕПЛОВЫХ ВЫВОДАХ НОВОСИБИРС

News image

Заказчик: ОАО «Новосибирскэнерго» Объект: Тепловые выводы 4 ТЭЦ в г. Новосибирске и одной ТЭЦ в области. Состав системы: На каждой из пяти ТЭЦ Master SCADA через ОРС-сервер получает данные от...

СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ТЕПЛИЧНОГО КОМПЛЕКСА

News image

Заказчик: тепличный комплекс «Овощевод», г. Тольятти Описание технологического процесса: Объектом управления является тепличный комплекс, который состоит из двух бригад, к одной из которых отно...

 

Теория АСУ:

Что такое DCS

News image

РСУ (DCS) - наиболее комплексный и, на мой взгляд, самый интересный класс АСУ ТП. РСУ, как правило, применяются для управления непрерывными технологическими процессами (хотя, строго говоря, сфера пр...

Структура комплексных систем диспетчеризации

News image

Стандартная система диспетчеризации состоит из шкафов автоматики (ША) и диспетчерского пункта. В свою очередь шкаф автоматики вмещает в себя свободно программируемый контроллер, оснащенный модулями ...

Автоматизация производства

News image

Автоматизация производства. Введение в Автоматизацию и общие понятия. Автоматизация производства, процесс в развитии машинного производства, при котором функции управления и контроля, ранее выпол...

Использования систем

News image

Правило второе. Нужно обладать информацией о системах, которые Вы собираетесь использовать. Рассмотрим различия на примере котельных пунктов. Современные котельные монтируются на базе одноконтурн...

Применение гидравлических регуляторов

News image

Применение гидравлических регуляторов ограничено спецификой вида энергоносителя сигналов (например, масло не применяется на пожаро - и взрывоопасных производствах). Устройства гидравлической ветви п...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Sun

News image

Изначально Sun нацеливалась на небольшие встраиваемые устройства. Но когда вдруг выяснилось, что Java становится массовым любимцем в Web и Internet,...

Преимущества и недостатки

News image

Как и все чисто серверные программные решения IIS-приложения выполняются полностью на веб-сервере. Поэтому для работы с IIS-приложением из специальн...

Родитель и потомок

News image

После всех этих процедур компилируется прикладная задача. Во время компиляции графика запоминается, а программа на CiCode проверяется на наличие син...

InBatch

News image

Программный пакет InBatch - это гибкая, масштабируемая MES-система, специально разработанная для моделирования и автоматизации процессов смешения и ...

Wonderware

News image

Важный вопрос защита технологической информации от несанкционированного доступа для Web-сервера. В FactorySuite Web Server обеспечивается стандартна...

Java: язык программирования

News image

Синтаксис Java разработан на основе синтаксиса языков С/С++, что весьма облегчает его изучение. Вместе с тем он сохранил многие недостатки этих язык...

 

Примеры удачного внедрения:

ЗАО Киевмлын использует АСУ iRenaissance

В прошлом году компания Softline начала реализацию проекта комплексной автоматизации процессов управления предприятием на ЗАО КиевМлын . АСУ iRenai...

Область применения БЭСТ-5

Система управления предприятием БЭСТ-5 предназначена для использования малыми и средними предприятиями. Она обеспечивает ведение оперативного, бухга...

Как оправдать инвестиции в MES

Несоответствие необходимых затрат и свободных денежных средств — постоянная проблема бизнеса, поэтому любой новый запрос на финансирование всегда бу...

Активизация человеческого фактора

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

Работа системы

В 1998 г. Каплан и Нортон организовали в г. Линкольн (шт. Массачусетс, США) консультационную группу BSC Collaborative, Inc., задача которой заключае...

Временное увеличение нагрузки на сотрудников при внедрении с

На некоторых этапах проекта внедрения временно возрастает нагрузка на сотрудников предприятия. Это связано с тем, что помимо выполнения обычных рабо...