21.02.2019
 
 

 

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

Заказчик: Комитет по управлению Жилищно-коммунальным хозяйством Администрации г. Новороссийск Объект: I-я очередь системы, включающая потребителей одной из зон водоснабжения (110 узлов учета). ...

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...

Система автоматизации и диспетчеризации теплосетей. Энергоучет

News image

Объект: теплосети (котельные, ИТП) городов Климовск, Подольск, пос. Мещерское Автоматика объекта (контроллер Трансформер, Электротехническая Компания) по его инициативе обеспечивает за минимально...

 

Теория АСУ:

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...

Общность управления процессов в технике

News image

Н. Винеру принадлежала мысль об общности процессов управления в технике, живых организмах и в экономике и необходимости совместной деятельности учёных различных специальностей. Этот вывод подготовля...

Алгоритм - AMACONT

News image

Для дальнейшего использования такой методики, дополняющей основные методы расчёта, которые были изложены выше, требуется доказать, что величина кода (или уровня) механизации и автоматизации связана ...

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...

Использование знаний

News image

Отмечается также развитие и системной интеграции. Руководители современных компаний начинают осознавать, что созданные собственными силами в кустарных условиях информационные системы не могут удовле...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Новый класс продуктов

News image

Для организации информационного потока технологических данных в системы УР ряд крупных разработчиков инструментальных систем (прежде всего, SCADA) п...

Sun

News image

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

Реляционные БД и БД реального времени

News image

Важными компонентами, используемыми на данных уровнях, являются системы управления базами данных (СУБД). Именно они позволяют предоставить пользоват...

Опыт практического использования Java

News image

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

Что в будущем?

News image

Технология Java оказалась весьма привлекательной для разработчиков самых разных систем, включая и телекоммуникационные. Как оказалось, многие опытны...

Очень быстрая Citect

News image

Citect поддерживает три типа тегов: теги трендов, теги SPC и теги переменных. Самыми распространёнными являются теги переменных. Они могут быть цифр...

 

Примеры удачного внедрения:

Клиент-серверные технологии

В настоящее время оптимальным решением для автоматизации крупных и средних предприятий, особенно быстро развивающихся, является использование информ...

ПТК ОРУ (КРУЭ)

Программно-технический комплекс управления оборудованием ОРУ (КРУЭ) – ПТК ОРУ (КРУЭ) предназначен для сбора и обработки данных технологической инфор...

АСУ для предприятий пищевой промышленности: Галактика на Ще

Приняв решение о внедрении комплексной системы автоматизации управления предприятием, специалисты Щелковского витаминного завода, входящего в холдин...

Конвергенция технологий

В соответствии с возросшей вычислительной мощностью компьютеров выросли и возможности прикладного программного обеспечения. Разработка промышленных ...

Как выбрать ERP-систему и оценить ее эффективность?

Обсуждению этих непростых вопросов был посвящен семинар, на котором специалисты центра консалтинга и решений Аргумент рассказали о своем опыте раб...

Проектирование и организация технологических процессов

Рассмотрим порядок проектирования и организации производственных процессов. Первоначально на заводе все пять токарных, фрезерных и сверлильных станк...