27.06.2019
 
 

 

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 ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОАО ПЕРМТРАНСЖ

News image

Заказчик: ОАО «Пермтрансжелезобетон», г. Краснокамск Пермской обл. – крупнейший производитель железобетонных конструкций, уральского региона, а также по изготовлению продукции дерево - и металлообр...

РЕГИОНАЛЬНАЯ ДИСПЕТЧЕРСКАЯ СИСТЕМА ГАЗОПРОВОДНОЙ СЕТИ

News image

Заказчик: ОАО «Уральские газовые сети», Екатеринбург. Региональная газораспределительная организация Свердловской области. Описание технологического процесса: Наблюдаемыми объектами системы тел...

Автоматизированная система коммерческого учета отпуска питьевой воды потребителя

News image

В г. Новороссийске реализована перва очередь системы коммерческого учета питьевой воды. Функции системы: обеспечение приборного учета потребляемой питьевой воды каждым объектом водопотребления, о...

 

Теория АСУ:

Индивидуальные тепловые пункты

News image

Индивидуальные тепловые пункты обеспечивают помещения и здания горячей водой, вентиляцию и тепло целому строению, либо его частям. ИТП эксплуатируют как на промышленных предприятиях, так и в засе...

Исполнительные устройства

News image

Для того чтобы организовать работу нескольких отопительных контуров с различными, не всегда постоянными температурами, требуются исполнительные устройства. Самыми распространенными являются трех - и...

Диспетчеризация подсистемы водоснабжения

News image

Подсистема водоснабжения осуществляет, управление работой насосов, контролируя, при этом, поддержание необходимого давления или уровня. Для достижения равномерной выработки ресурса насосов выполн...

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...

Рассмотрим комплексные схемы применения PID-регуляторов

News image

Для чего используются PID-регуляторы? Лучше пояснить на примере. Допустим, есть абстрактный технологический процесс. Воду в емкости необходимо нагреть и поддерживать при определенной температуре. Дл...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Ci Technologies строит ПО SCADA Citect на собственном опыте

News image

Бесшовное (гладкое) расширение до сотен тысяч точек в/в и большого числа ПК Примерно год назад на рынке SCADA-продуктов в Нидерландах появился но...

Взлет Java

News image

Java это одна из ключевых технологий, используемых в Internet и Web-платформах как на серверной, так и на клиентской стороне. Браузеры Internet пост...

Основные понятия InTouch

News image

Основными понятиями InTouch являются переменные (tags), база данных реального времени (вся совокупность переменных и механизмы их взаимодействия дру...

InTouch добывает российскую нефть

News image

При разработке системы использованы современные инструментальные программные пакеты, позволяющие практически полностью уйти от старых, рутинных, тре...

О технологиях ActiveX

News image

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

АСУТП и подсистемы АСУП, построенные на технологиях Microsof

News image

Как уже отмечено выше, существует устоявшийся набор стандартных протоколов, позволяющий назвать практически любую SCADA-систему открытой. Наибольшее...

 

Примеры удачного внедрения:

Активизация человеческого фактора

Система управления производством «Тоёты» позволяет достичь различные цели (оперативное регулирование производства, гарантия качества, активизация са...

Как выбрать систему автоматизации управления предприятие

Как бы шаблонно это не звучало, но выбор автоматизированной системы управления предприятием (АСУП) - дело ответственное. И на это есть несколько при...

БОСС - КОРПОРАЦИЯ - система для крупных организаций

Разработана для автоматизации управления финансово-хозяйственной деятельности корпораций, производственных и торговых объединений на базе Oracle 7...

Финансово-управленческие системы

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

Не делает ошибок тот, кто не делает ничего

По мнению многих ИТ-специалистов, выбирающих продукт вместо платформы, опасность, связанная с доработкой ERP-системы, подстерегает сразу с двух стор...

ПТК ИСУ ОУ

Программно-технический комплекс измерений, сигнализации и управления сигнализацией общестанционных устройств – ПТК ИСУ ОУ предназначен для контроля ...