Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Способи управління технологічними об'єктами




Будь-яке управління будується на основі інформації про стан об'єкту управління, співставлення інформації з метою управління та формування по результатам цього співставлення відповідного управляючого впливу. Усі ці задачі вирішуються управляючим пристроєм, в якості якого в системах управління все частіше викорис­товуються засоби обчислювальної техніки (ЗОТ). До них відносяться мікропроцесори, мікроконтролери та персональні комп’ютери.

Використання засобів обчислювальної техніки в управлінні технологічними процесами дає можливість:

• компенсувати програмним шляхом недоліки датчиків (нелінійність характеристики, наявність зони нечутливості та зсуву нуля);

• обчислювати значення вихідних управляючих параметрів технологічного процесу по математичній моделі при відсутності необхідних датчиків;

• розраховувати в автоматичному режимі оптимальну структуру та параметри налагодження цифрових регуляторів при зміні динамічних параметрів об'єкта управління;

• реалізовувати досконалі алгоритми управління, які можуть перебудовуватись програмним шляхом при зміні динаміки об'єкта, технології виробництва, ситуації у ході технологічного процесу;

• враховувати при управлінні не тільки теперішній стан об'єкту, але і його передісторію.

Управління технологічними об'єктами з використанням засобів ОТ можна здійснювати трьома способами:

- управління в режимі радника;

- супервізорне управління;

- безпосереднє цифрове управління.

На рис. 1.6 наведена схема система управління з використанням ЗОГ в режимі радника.

Інформація про стан об'єкта управління знімається з датчиків, оброблюється, і в зручній формі надається оператору (О). Характерна особливість такого режиму - формування впливу на об'єкт управління оператором через виконавчі органи системи.

В режимі супервізорного управління виконується авто­матична корекція уставок локальних регуляторів за допомогою постійного підключення виводів управляючого пристрою через пристрій зв'язку з об'єктом до уставок локальних аналогових регуляторів. В цьому випадку ЗОТ працюють у замкнутому контурі другого рівня управління та використовується для рішення задач статичної оптимізації технологічних об'єктів управління.

При безпосередньому цифровому управлінні передбачається виконання слідуючих операцій:

• визначення в засобах ОТ помилки неузгодженості між задаючим впливом та зчитанним значенням;

• опит датчиків в дискретні моменти часу, перетворення інформації в цифровий код та введення в запам'ятовуючий пристрій засобів ОТ;

• формування управляючого впливу за допомогою алгоритму управління;

• перетворення цифрового сигналу в аналоговий управляючий

вплив та видачу на виконавчий механізм.

Схема системи управління в режимі безпосереднього цифрового управління наведена yа рис.1.7.

Інформаційний зв'язок між системою управління та ОУ здійснюється за допомогою датчиків та виконавчих органів. Відмінною особливістю роботи ЗОТ в режимі безпосереднього цифрового управління є наявність гранично допустимої затримки між моментами введення інформації, обробки та видaчi управляючого впливу.

При реалізації контурів БЦУ застосовуються синхроний та асинхроний принципи зв'язку управляючих ЗОТ з об'єктом. При синхроному обміні процес управління розбивається тактовими імпульсами на такти, за цей час здійснюється знімання даних з ОУ, їх обробка та видача управляючого впливу. Згідно асинхроному обміну в

ЗОТ поступають імпульси від датчиків переривання, при надходженні яких, на деякий час переривається виконання основної програми, запам'ятовується проміжна інформація та виконується підпрограма по сигналу переривання. Після цього здійснюється повернення до перерваної програми.

Таким чином, в режимі БЦП необхідно вирішувати такі задачі:

1. Аналіз ОУ та розробка математичної моделі.

2. Визначення структури системи управління.

3. Проектування алгоритму управління.

4. Вибір оптимального періоду опиту датчиків та видачі управляючого впливу.

5. Вибір типу ЗОТ та розробка системи для реалізації заданих алгоритмів, включаючи виконання вимог до пристроїв зв'язку з об'єктом.

6. Реалізація програмного забезпечення.

 

Структура типового контура БЦУ, який реалізується на базі ЗОТ, наведена на рис. 1.8, в якій ЗОТ виконують функції задаючого, порівнюючого та управляючого пристрою.

 


 

 

 

Вихідна регульована величина y(t) в дискретні моменти часу поступає через комутатор на аналогово-цифровий перетворювач. За допомогою комутатора аналогових сигналів здійснюється квантування неперервного сигналу з періодом квантування Т0, в результаті якого координата y(t) перетворюється в решітну функцію у[nТ0]. На кожному періоді квантування в порівнюючому пристрої визначається помилка регулювання

e[nT0]=G[nT0]-y[nT0], (1.1)

де G[nT0] - вплив, який задається цифровим регулятором.

Обчислювальний пристрій (ОП) на підставі алгоритму БЦУ формує управляючий вплив u[nT0] у вигляді цифрового коду, який через комутатор в кожний період квантування підключається до входу цифро-аналогового перетворювача. За допомогою ЦАП здійснюється перетворення послідовності значень u[nT0] в неперервний сигнал u(t), який залишається постійним на протязі чергового періоду квантування nT0 до з'явлення наступного члена послідовності u[(n+1)T0] рис. 1.9.

ЗОТ в мультипрограмному режимі обслуговують по черзі кожний контур БЦУ, визначають управляючий вплив Ui(nT0), де i = 1,2,...,Р - номер цифрового регулятора. За допомогою регістрів цифро-аналогових перетворювачів виконується запам'ятовування управляю­чого впливу в кожному контурі БЦУ на весь період квантування T0i. Обчислювальний пристрій, за допомогою якого реалізується цифровий регулятор, робить в реальному масштабі часу. Комутатор виконує функції імпульсного модулятора, проходження сигналу через який пов'язано з втратою частини інформації, яка знаходиться у ньому, так як в проміжках між імпульсами U(nT0) характер зміни управляючого впливу U залишається невідомим.

Задача оптимального вибору періоду квантування відноситься до однієї з основних проблем оптимального витрачання машинного часу, затраченого на кожний контур НЦУ. При зменшені Т0 збільшується точність регулювання та завантаження ЗОТ, але не економічно

 

 

витрачається машинний час. При великому Т0 погіршується якість регулювання системи. Тому виникає проблема пошуку компромісного рішення, що задовольняє протиречним вимогам.

Таким чином, вибір зводиться до знаходження залежності точності управління від величини періоду квантування управляючого впливу u[nT0] та управляючою змінною y[nT0].




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 587; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.017 сек.