12.12.2018
 
 

 

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:

СИСТЕМА ДИСТАНЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ЦТП УФЫ

News image

Функции системы: Описание системы ЦТП УФЫ: Для оптимизации интегральных затрат выбрано решение с применением двух каналов связи. Основной – радиоканал на выделенной частоте 160 Мгц 1200 bps с ...

Региональная диспетчерская система газопроводной сети

News image

Заказчик: ОАО «Уральские газовые сети», Екатеринбург. Региональная газораспределительная организация Свердловской области. Наблюдаемыми объектами являются газорегуляторные пункты (ГРП) газопровод...

АВТОМАТИЗАЦИЯ КОМПЛЕКСА ЗДАНИЙ

News image

Заказчик и разработчик: Управленческий центр религиозной организации «Свидетели Иеговы в России». Объект: комплекс зданий (22 корпуса жилых и служебных помещений, пос. Солнечное Ленинградской об...

 

Теория АСУ:

Диспетчеризация подсистемы электроснабжения

News image

Подсистема электроснабжения представляет собой составную часть любого здания, будь то инженерные, жилые или административно-производственные коммуникации. Высокая надежность и эффективность электрос...

Применение автоматизированных тепловых пунктов - ключ к энергосбережению в систе

News image

Существующие системы централизованного теплоснабжения были спроектированы в условиях социалистического хозяйства, и этот факт в значительной степени определяет их низкую энергетическую эффективность...

Основные принципы и правила построения схем автоматизации

News image

Схема автоматизации является документом, определяющим структуру и характер автоматизации технологического объекта и оснащение его устройствами контроля и управления. При выполнении схем автоматиз...

Диспетчеризация подсистемы теплоснабжения

News image

Представленная подсистема используется для регулирования горячего водоснабжения, отопления, управления насосами, котлами и другим оборудованием. Подсистема теплоснабжения не только регулирует, но...

Классификация АСУ ТП

News image

В зарубежной литературе можно встретить довольно интересную классификацию АСУ ТП, в соответствие с которой все АСУ ТП делятся на три глобальных класса: • SCADA (Supervisory Control and Data Acqui...

 
 

Программные решения в автоматизации:

Развитие Internet-технологий в современных информационных си

News image

Необходимость использования технологий Internet/Intranet на производстве обусловлена растущими потребностями в предоставлении информации о процессе ...

SCADA-системы, или муки выбора

News image

У разработчиков SCADA-систем на платформе Windows NT появилась возможность использовать расширение реального времени (RTX), чтобы преодолеть недоста...

Сетевые возможности

News image

Как мы уже упоминали, фирмой Wonderware был разработан специальный протокол (NetDDE) для сетевого расширения протокола DDE. С точки зрения разработч...

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...

SCADA-системы и Internet

News image

Уже привычными стали распределенные системы, объединенные локальной сетью. Но в настоящее время возможно создание систем и на сетях Internet/Intrane...

Преимущества и недостатки Java

News image

Язык программирования Java специально создавался для разработки сетевых приложений и обладает всеми средствами для реализации динамического обмена д...

 

Примеры удачного внедрения:

Необходимость в частичной реорганизация структуры и деятельн

Прежде чем приступать к внедрению информационной системы управления на предприятии обычно необходимо произвести частичную реорганизацию его структур...

ПТК АУГ

Программно-технический комплекс автоматического управления гидроагрегатом – ПТК АУГ выполняет функции технологической автоматики и предназначен для ...

Функциональность для конкретного предприятия

Определив потребности предприятия в автоматизации, вернемся к предложениям поставщиков АСУП. Итак, в системе есть необходимая предприятию функцио...

Производственные системы

Производственные системы включают подклассы средних и крупных интегрированных систем. Эти системы, в первую очередь, предназначены для управления ...

Интегрированные системы управления предприятием

Аналитическая лаборатория Про-Инвест По степени интеграции функций управления выделим четыре класса систем управления предприятием. Примеры наиб...

Интегрируемость, открытость, развиваемость

Важность использования общепринятых технологий обусловлена еще и тем, что они означают также возможность эффективной интегрируемости системы с други...