17.12.2017
 
 

 

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 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...

Система автоматизации для водопроводно-канализационного и теплоэнергетического х

News image

Система «ГидроДиспетчер» предназначена для автоматизации и диспетчеризации процессов водо-, теплоснабжения и водоотведения. Она позволяет провести автоматизацию и диспетчеризацию полного цикла водос...

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ДЛЯ ВОДОПРОВОДНО-КАНАЛИЗАЦИОННОГО И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО Х

News image

Заказчик: ОАО «Водопроводно-канализационное и энергетическое хозяйство» (г. Нижнекамск, 66 объектов) Назначение системы: Система «ГидроДиспетчер» предназначена для автоматизации и диспетчеризаци...

 

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...

Регулирование температуры. Объекты

News image

Объектом регулирования называют ту часть системы, которая начинается в месте измерения и кончается в месте приложения регулирующего воздействия. Таким образом, объект регулирования - это та часть тр...

Что такое DCS

News image

РСУ (DCS) - наиболее комплексный и, на мой взгляд, самый интересный класс АСУ ТП. РСУ, как правило, применяются для управления непрерывными технологическими процессами (хотя, строго говоря, сфера пр...

О проблемах качества

News image

Но большое разнообразие имеет не только достоинства, но и порождает массу проблем. Я имею в виду не только то, что глаза разбегаются, но и отсутствие объективной информации по предлагаемой технике. ...

Диспетчеризация подсистемы вентиляции и кондиционирования

News image

Данная подсистема осуществляет контроль и управление, на основе сигналов, поступающих от датчиков влажности, температуры, содержания углекислого газа и пыли в воздухе. Зачастую подобные устройства м...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Преимущества для пользователя

News image

Благодаря встроенным Web-серверам многие функции доступны через Internet/ Intranet, такие как: · детальная диагностика системы управления на баз...

Коммуникационные аппаратно-программные решения

News image

Для указанных плат предлагается многоуровневое программное обеспечение. Количество уровней зависит от используемой операционной системы. Так, Applic...

О технологиях ActiveX

News image

Говоря о технологиях Active X, предлагается выделить следующие аспекты: · выбор типов, ActiveX-объектов, используемых в конкретной SCADA-системе...

Система InTouch

News image

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

Remote Scripting

News image

В методе прикладных расширений веб-сервера (IIS-приложений), описанном в части 1, при каждом требовании клиента выполнить чтение или запись значений...

Преимущества и недостатки

News image

Основными преимуществами Remote Scripting для разработчика являются прозрачность, простота и гибкость решений для веб-базированного доступа к технол...

 

Примеры удачного внедрения:

Финансово-управленческие системы

Финансово-управленческие системы включают подклассы локальных и малых интегрированных систем. Такие системы предназначены для ведения учета по одн...

Клиент-серверные технологии

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

Готовность предприятия к автоматизации

При анализе потребностей предприятия и формировании требований к функциональности системы важно обратить внимание на уровень готовности предприятия ...

Система «канбан»

Многие называют систему «Тоёта» системой «канбан». Такое определение некорректно. Система «Тоёта» представляет собой метод организации производства ...

Система изнутри

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

Что важно знать специалистам по автоматизации

Успех внедрения MES зависит от правильного ответа на вопросы: Какие процессы автоматизировать? Как и какими продуктами пользоваться? Сможет ли контр...