23.08.2017
 
 

 

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 УЧЕТА ТЕПЛОВОЙ ЭНЕРГИИ НА ТЕПЛОВЫХ ВЫВОДАХ НОВОСИБИРС

News image

Заказчик: ОАО «Новосибирскэнерго» Объект: Тепловые выводы 4 ТЭЦ в г. Новосибирске и одной ТЭЦ в области. Состав системы: На каждой из пяти ТЭЦ Master SCADA через ОРС-сервер получает данные от...

Система диспетчеризации для РТС и ЦТП

News image

Заказчик: филиал «Северо-Западный» №9 ОАО «МОЭК», г. Москва. Объект диспетчеризации: РТС и ЦТП, а также отдельные узлы учета. Решаемые задачи: система диспетчеризации осуществляет информационн...

СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ И ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ТЕПЛОСЕТЕЙ

News image

Заказчик: ООО «Радуга Хит», Московская область Объект: теплосети (котельные, ИТП) городов Климовск, Подольск, пос. Мещерское Функции системы: Автоматика объекта (контроллер Трансформер, Элек...

 

Теория АСУ:

Дифференциальная составляющая

News image

Дифференциальная составляющая противодействует предполагаемым отклонениям регулируемой величины, как бы предугадывая поведение объекта в будущем. Эти отклонения могут быть спровоцированы внешними во...

Сети сжатого воздуха для приборов и средств

News image

Сети сжатого воздуха для приборов и средств автоматизации должны иметь буферные емкости, обеспечивающие часовой запас сжатого воздуха для работы. Эти требования не распространяются на установки, ...

Управление отношением (ratio control)

News image

Иногда стабилизация отношения между двумя или большим количеством переменных процесса более значима, чем стабилизация их абсолютных значений. В таких случаях используются системы пропорционального у...

Автоматизация технологических процессов

News image

Автоматизация технологического процесса – совокупность методов и средств, предназначенная для реализации системы или систем, позволяющих осуществлять управление самим технологическим процессом без н...

Автоматизация контроля

News image

Вычислительные машины для связи с другими частями системы управления снабжаются устройствами ввода и вывода информации, а также запоминающими устройствами для временного хранения исходных данных, пр...

 
 

Программные решения в автоматизации:

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...

InSupport

News image

Пакет InSupport - это мощное программное средство для обнаружения и устранения неисправностей и ведения технической документации. Оно обеспечивает л...

Пакет программного обеспечения Intouch - система мониторинга

News image

С развитием вычислительной техники развивалась и автоматизация различных областей промышленности. На первых её этапах внедрялись релейные схемы, поз...

Межсетевой обмен в масштабах предприятия

News image

Речь идет об обмене данными между сетями уровней 1, 2 и 3, то есть о том, как сделать прозрачным и простым доступ к данным устройств низовой автомат...

Об OPC-компонентах

News image

Сейчас все более актуальными становятся вопросы, связанные с новыми технологиями, с применением в SCADA-системах OPC и ActiveX. Не остались они в ст...

База данных реального времени

News image

Переменные, входящие в базу данных реального времени, могут быть текстовыми, дискретными, действительными или целыми числами. Они также могут быть п...

 

Примеры удачного внедрения:

Система изнутри

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

Гарантии успешного завершения проекта автоматизации

Гарантии успешного завершения проекта автоматизации - еще один очень важный момент, на который следует обратить внимание при выборе АСУП. Действи...

Активизация человеческого фактора

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

ЗАО Киевмлын использует АСУ iRenaissance

В прошлом году компания Softline начала реализацию проекта комплексной автоматизации процессов управления предприятием на ЗАО КиевМлын . АСУ iRenai...

Работа системы

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

ПТК СКУТО

Программно-технический комплекс системы контроля и управления трансформаторного оборудования – ПТКСКУТО предназначен для решения задач измерения, ре...