09.08.2022
 
 

 

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:

GPRS-диспетчеризация на базе модемов WRX

News image

Распределенные системы сбора и передачи информации на базе GPRS сетей Большинство существующих систем с использованием GSM сетей для передачи данных работают в режиме модемного соединения двух уз...

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...

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...

 

Теория АСУ:

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...

Модульные котельные

News image

Модульные котельные установки применяются для отопления частных домов и коттеджей, различных помещений в промышленности и сельском хозяйстве. Модульные котельные безопаснее, надежнее и экономичес...

Регулирование температуры воды в подающем трубопроводе

News image

В этом случае осуществляется регулирование температуры в подающем трубопроводе, которая является регулируемой величиной. Она косвенным образом влияет на температуру в помещении. Регулирование позвол...

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...

Принцип погодозависимого регулирования

News image

Поясним, каким образом осуществляется поддержание комнатной температуры с учетом изменений уличной. При настройке контроллера устанавливается так называемая температурная кривая, отражающая зависимо...

 
 

Программные решения в автоматизации:

SCADA-системы на ярмарке в Ганновере и особенности организац

News image

На традиционной Ганноверской выставке-ярмарке, состоявшейся весной 1999 года, были представлены следующие SCADA-системы: · хорошо известные на н...

Пакет SuiteVoyager

News image

Специальный пакет SuiteVoyager от Wonderware поставляет масштабируемое, расширяемое средство разработки информационных порталов. Портал это просто W...

Опыт практического использования

News image

Приложения IIS особенно предпочтительны для VB-разработчиков, поскольку создавать веб-приложения они могут в привычной для них среде разработки Visu...

Инструментарий для интеграции разнородных подсистем

News image

Исторически на каждом предприятии сосуществуют разнообразные подсистемы: DCS, SCADA, ERP, которые в большинстве случаев функционируют независимо дру...

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 применениясистемы WizFactoryдля управления по Intern

News image

Одно из первых применений SCADA-системы WizFactory построение оригинальной системы управления складскими запасами исходного сырья для производства р...

 

Примеры удачного внедрения:

SAP R/3 - пример крупной системы

Все компоненты системы R/3 настраиваются на конкретное предприятие и позволяют обеспечивать внедрение эволюционным путем. В состав системы входят ...

Проектирование и организация технологических процессов

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

ПТК ВК

Программно-технический комплекс вибрационного контроля гидроагрегата – ПТК ВК предназначен для технологического контроля вибрационных парметров гидр...

Финансово-управленческие системы

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

Производство по принципу «точно вовремя»

Принцип производства необходимых деталей в необходимых количествах в нужное время обозначается термином «точно вовремя» (jush-in-time). Он означает,...

Внедрение системы

Внедрение рассматриваемой концепции означает широкую перестройку всего процесса осуществления организационной стратегии. В этой связи важны два с...