23.02.2018
 
 

 

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 коммерческого учета отпуска питьевой воды потребителя

News image

В г. Новороссийске реализована перва очередь системы коммерческого учета питьевой воды. Функции системы: обеспечение приборного учета потребляемой питьевой воды каждым объектом водопотребления, о...

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ЦТП УФЫ

News image

Функции системы: Описание системы ЦТП УФЫ: Для оптимизации интегральных затрат выбрано решение с применением двух каналов связи. Основной – радиоканал на выделенной частоте 160 Мгц 1200 bps с ...

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...

 

Теория АСУ:

Пропорциональная составляющая

News image

Пропорциональная составляющая стремится устранить непосредственную ошибку (SP-PV) в значении стабилизируемой величины, наблюдаемую в данный момент времени. Значение этой составляющей прямопропорцион...

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...

Автоматика для инженерных систем, автоматика котла

News image

Современные системы отопления — это системы закрытого типа с принудительной циркуляцией. Для монтажа используются трубы малых диаметров, они прокладываются в стенах и полах, что позволяет выгодно ис...

Образцовые и эталонные рабочие приборы

News image

По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые и эталонные. Рабочие приборы подразделяются на технические и лабораторные. Первые предназначены для практических целей измере...

Техника безопасности при эксплуатации и ремонте приборов и средств автоматизации

News image

Электрические приборы и средства автоматизации, приборы, устанавливаемые во взрывоопасных помещениях и наружных установках, должны удовлетворять требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ)....

 
 

Программные решения в автоматизации:

Управление рецептами

News image

Модуль управления рецептами позволяет пользователю легко создавать, модифицировать или загружать в устройства нижнего уровня рецепты или установочны...

InTouch

News image

В рамках предлагаемой статьи вряд ли стоит рассматривать собственно пакет InTouch - за последние полтора-два года в самых популярных отечественных п...

Бесшовная инсталляция

News image

Citect поставляется на компакт-диске и устанавливается бесшовно. Кроме пиктограммы Read Me , есть ещё две: Citect Explorer для запуска системы разра...

Система защиты

News image

InTouch предоставляет мощный набор функций для создания сценариев . Эти функции поддерживают математические и логические вычисления, работу с файла...

Инструментарий для интеграции разнородных подсистем

News image

Исторически на каждом предприятии сосуществуют разнообразные подсистемы: DCS, SCADA, ERP, которые в большинстве случаев функционируют независимо дру...

Об OPC-компонентах

News image

Сейчас все более актуальными становятся вопросы, связанные с новыми технологиями, с применением в SCADA-системах OPC и ActiveX. Не остались они в ст...

 

Примеры удачного внедрения:

ПТК ИСУ ОУ

Программно-технический комплекс измерений, сигнализации и управления сигнализацией общестанционных устройств – ПТК ИСУ ОУ предназначен для контроля ...

ERP-системы управления предприятием

Конкурентоспособность и успешность компаний в условиях рыночной экономики напрямую зависит от их способности к быстрой адаптации и мгновенному реаги...

ПТК АУГ

Программно-технический комплекс автоматического управления гидроагрегатом – ПТК АУГ выполняет функции технологической автоматики и предназначен для ...

Добро пожаловать в Microsoft.Net

Microsoft.Net — это новая платформа Microsoft. Три года назад в качестве методологии интеграции различных приложений Microsoft создала технологию Wi...

ПТК ТМ

Программно-технический комплекс телемеханики – ПТК ТМ обеспечивает функции диспетчерского управления в объеме обмена телеинформацией с системными оп...

Система изнутри

Чтобы не получилось как у М. Жванецкого - снаружи уже можем, теперь бы изнутри , проанализируйте использованные при разработке системы информационн...