20.04.2019
 
 

 

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 МОНИТОРИНГА «ЭНЕРГОУЧЕТ САХАРНОГО КОМБИНАТА» (АСМ «ЭН

News image

Заказчик: ОАО Ольховатский сахарный комбинат , Воронежская обл. (ГК Продимекс ) Описание объекта: Объектом контроля является технический учет всех материальных и энергопотоков сахарного комбин...

АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ВЕНТИЛЯЦИИ И КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ТОРГОВОГО ЦЕНТРА

News image

Заказчик: Группа компаний «Нимал» Описание технологического процесса: Объектом управления и контроля является система кондиционирования здания торгового центра в г. Тула. Решаемые задачи: ...

СИСТЕМА ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ КУРГАНВОДОКАНАЛА

News image

Заказчик и разработчик: МУП «Курганводоканал» Объект: городские сети водоснабжения, пункт водозабора, насосные станции третьего подъема, канализационные насосные станции Состав системы: Сбор...

 

Теория АСУ:

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...

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...

Что такое система PLC

News image

Из самого названия данного класса становится ясно, что основным компонентом системы является программируемый логический контроллер. Системы класса PLC чрезвычайно хороши для управления последователь...

Внедрение информационных систем

News image

Кроме того, внедрение информационных систем позволяет улучшить ряд показателей: Производительность труда (операционная эффективность) имеет отношение к скорости, стоимости и качеству выполнения р...

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 ...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Задачи сервера

News image

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

Проект оценки SCADA-продуктов в CERN

News image

Для выявления наиболее подходящего для задач CERN (построение системы управления детектором) продукта SCADA рекомендуется запустить этап практическо...

InBatch

News image

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

Эффективность и надежность

News image

Заметим, что очень часто системы, которые как и WizFactory функционируют под управлением Windows NT, подвергаются справедливой критике, поводом кото...

Сложность интеграции ПО уровней УП и УР

News image

Сложность интеграции ПО уровней УП и УР заключается том, что касается реального времени, поскольку негарантированное время реакции на событие в техн...

InTouch

News image

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

 

Примеры удачного внедрения:

Проектирование и организация технологических процессов

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

АСУ для предприятий пищевой промышленности: Галактика на Ще

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

Функциональность

Функциональность - это то, ради чего собственно АСУП обычно и приобретают. Это та польза, те возможности, которые она предоставляет. Поэтому если...

Система изнутри

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

Система изнутри

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

SMART-SPRECON – современное решение для построения систем ав

Леонид Орлов, директор отраслевых проектов компании «РТСофт» Рассматривается комплексное решение для АСУ ТП на базе ПТК SMART-SPRECON и РЗА SIEME...