19.05.2024
 
 

 

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...

Автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии на ОАО ПЕРМТРАНСЖ

News image

Реализованная на ОАО ПЕРМТРАНСЖЕЛЕЗОБЕТОН АСКУЭ предназначена для осуществления эффективного и достоверного технического автоматизированного учета электроэнергии на заводах и предприятиях различны...

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...

 

Теория АСУ:

Управление отношением (ratio control)

News image

Иногда стабилизация отношения между двумя или большим количеством переменных процесса более значима, чем стабилизация их абсолютных значений. В таких случаях используются системы пропорционального у...

Сервисные функции

News image

Чистый воздух. Для снижения количества вредных выбросов в воздух многофункциональная автоматика способна оптимизировать работу горелки. В установочных параметрах современных контроллеров минимальная...

Автоматизации технологических процессов. Основные сведения о проектировании

News image

Проектная документация по разделу автоматизации технологических процессов в проектах строительства, расширения, реконструкции и технического перевооружения действующих предприятий выполняется соглас...

Автоматизация котельных

News image

Современную котельную невозможно представить себе без систем автоматики, объединивших все последние достижения в области управления тепловыми потоками. Примечательно, что для большинства людей до си...

Модульные ПЛК MATCHBOX компании «Контэл»

News image

Это распределённый контроллер, в состав которого входят: модуль центрального процессора, модули входов/выходов, модули питания и коммуникационные модули. Передача данных между модулями осуществляетс...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Система InTouch

News image

Распространенность и дешевизна PC-совместимых персональных компьютеров с установленными на них программными средствами семейства WINDOWS приводят к ...

Опыт практического использования Java

News image

При использовании описанного выше Java-базированного решения, реализованного в распределенном приложении WAK, были сделаны следующие наблюдения. ...

IndustrialSQL Server (компания Wonderware) и Plant2SQL (Ci T

News image

Основные функции БДРВ, построенные на основе MS SQL Server заключаются в следующем: · сохранение некритичной во времени информации в БД Microsof...

FactoryFocus

News image

Среди всех вариантов InTouch, поставляемых фирмой Wonderware, хотелось бы выделить пакет FactoryFocus. Главная его особенность состоит в том, что он...

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...

Новые технологии и MMI-системы

News image

Каждый, кто имел дело со SCADA-системами системами диспетчерского управления и сбора данных (Supervisory Control and Data Acquisition), при разработ...

 

Примеры удачного внедрения:

Добро пожаловать в Microsoft.Net

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

Сроки окупаемости, эффективность

Это достаточно сложный вопрос даже для специалистов (не верьте тем, кто вам говорит, что это не так). Дело в том, что эффект от применения системы а...

SAP

Компания «Микротест» имеет многолетний практический опыт внедрения корпоративных систем управления предприятием, построенных на базе программного об...

ПТК АУГ

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

Внедрение системы

Внедрение рассматриваемой концепции означает широкую перестройку всего процесса осуществления организационной стратегии. В этой связи важны два с...

ПТК АРЗ

Программно-технический комплекс управления оборудованием водоприемника (предтурбинные затворы, аварийно-ремонтные затворы (АРЗ)) – ПТК АРЗ предназна...