15.08.2018
 
 

 

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 диспетчеризации и мониторинга Энергоучет сахарного к

News image

Объект контроля: Объектом контроля является технический учет всех материальных и энергопотоков сахарного комбината: газа, пара, воды, конденсата, сырья и продукции. Сахарный комбинат состоит из д...

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 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...

 

Теория АСУ:

Контроль измерительных приборов

News image

Для обеспечения единообразия, верности и правильного применения мер и измерительных приборов установлен определенный порядок их контроля. Для этой цели организована Государственная служба мер и изме...

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...

Отопление больших помещений с помощью газа

News image

Когда мы говорим об отоплении промышленных помещений, большинство специалистов сразу думает о большой котельной, трубах, вентиляторных конвекторах, регулирующих клапанах, вентиляторах и т.д. Устойчи...

Принцип и функционирование устройства

News image

Подвесные газовые обогреватели воздуха представляют особенную комбинацию классических напольных обогревателей воздуха и подвесных вентиляторных конвекторов, которые пользуются водой из котельной. ...

Рекомендации по планированию и строительству газовой котельной

News image

1. Требования к помещению котельной Высота потолков — не ниже 2,5 м. Площадь — не менее 4 кв. м на каждый котел

 
 

Программные решения в автоматизации:

О встроенных языках

News image

Большинство утверждений, по мнению авторов статьи в СТА очевидных, мне таковыми не кажутся и порождают много вопросов, например, о языках программир...

Интернет и управление технологическими процессами

News image

Сегодня Интернет и мобильная связь самые динамично развивающиеся отрасли. Эти технологии окружают нас повсюду: трудно представить себе современный б...

Описание встроенных Web-серверов

News image

Каждый из указанных модулей содержит 1 сервер HTTP и 1 сервер FTP. Для создания и последующего обслуживания Web-сайта в контроллере пакет Web Uti...

Базы данных реального времени (БДРВ) и Internet-решения

News image

Поскольку БДРВ поддерживают SQL-запросов, то для организации доступа с технологической информации возможен стандартный подход как к обычным реляцион...

Задачи сервера

News image

В системе CiTect сервер выполняет пять функций. Во-первых, сервер ввода/вывода является выделенным коммуникационным сервером, организуя обмен информ...

Резервирование

News image

Ещё одним отличительным свойством Citect является то, что среди стандартных функций здесь предусмотрено дублирование. Сервер В/В может дублироваться...

 

Примеры удачного внедрения:

Хочу машину как у соседа

Одним из флагов, которым размахивают некоторые продавцы ERP-систем, является заявление: В нашей системе накоплен и реализован мировой опыт ведения ...

Парус

(Компания Парус , Россия) Парус - комплексная система, которая позволяет организовать бухгалтерский учет в полном объеме, учет основных фондо...

Нормирование работ

Работы по нормированию операций на «Тоёте» несколько отличаются от обычных. Они определяют главным образом последовательность и режим различных опер...

ПТК ОРУ (КРУЭ)

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

Функциональный состав БЭСТ-5

Система управления предприятием состоит из набора функциональных элементов - приложений. Каждый такой элемент автоматизирует определенное направлени...

Работа системы

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