Лекция 5. Общие сведения об автоматических регуляторах. Основы теории автоматического регулирования. Типы регуляторов

Под регулированием будем понимать процесс поддержания или изменения по заданным условиям некоторой величины (показателя) с помощью целенаправленного воздействия — управления.

Показатель – величина (информация), на знании которой основывается процесс регулирования.

Критерий – заданное условие, ограничение, накладываемое на показатель регулирования Ω. Наиболее часто употребляемые критерии имеют вид:

равенства: a) Ω = const

неравенства:

интегрального условия:

дифференциального условия:

С задачей регулирования тесно связана задача слежения. В этом случае задающий сигнал (условие) испытывает зависимость от времени.

К необходимости регулировки приводит изменение желаемого режима функционирования системы из-за внешних воздействий со стороны ОС или изменения свойств элементов системы и/или свойств взаимодействия элементов системы между собой.

Если регулирование происходит без непосредственного участия человека то оно называется автоматическим. При этом функции, которые выполнял человек субъект управления:

1. наблюдение за показателями состояния ОУ

2. измерение показателей

3. определение отклонения показателей от заданного критерия

4. выработка регулирующего воздействия

5. применение регулирующего воздействия

должны реализовываться специально созданным для этого устройством управления – автоматическим регулятором. При этом на человека уже возлагаются другие функции:

6. контроль за работоспособностью (исправностью) регулятора.

7. принятия управления «на себя», в случае обнаружения неисправности регулятора.

8. вызова наладчика для устранения обнаруженного неисправленного регулятора.

9. выявление неисправности

10. приведение устройства в работоспособное состояние -ремонт

В настоящее время при автоматизации регулирования производственных процессов широко используются компьютерные технологии. Задачи автоматического регулирования представляют «нижнюю» группу задач в иерархии управления производством и они решаются с помощью систем типа SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) или DCS (Distributed Control Systems). Оба указанных типа систем относятся в отечественной классификации к классу Автоматизированных Систем Управления Технологическими Процессами (АСУТП). Системы типа SCADA и DCS относятся к классу MMI (Man-Machine Interface) или HMI (Human-Machine Interface) и обеспечивают «человеко-машинный интерфейс» в смысле обеспечения двухсторонней связи «оператор – технологическое оборудование». Далее под классом MMI (HMI) систем будем понимать такие системы, которые реализуют функции отображения, представления технологической информации и позволяют оператору оказывать на него (технологический процесс) влияние.

С точки зрения общих принципов управления принципиальной разницы между системами SCADA и DCS нет. Однако углубленный анализ специализированной литературы приводят к тому, что системы типа SCADA тяготеют к серверной архитектуре. Сервер осуществляет сбор информации от контроллеров, её обработку и передачу им управляющих воздействий. Этот же сервер – узел управления может быть рабочим местом оператора. К классу DCS можно отнести однородные системы, распределенные не только территориально, но и композиционно в смысле равноправных разнофункциональных узлов.

Замена оператора автоматическим регулятором имеет свои плюсы и минусы. В частности, устранение человека из контура управления уменьшает влияние «человеческого фактора» - свойства человека ошибаться (неверно выбирать управляющее воздействие) в обстановке, совершенно к этому не располагающей или систематически сознательно нарушать предписание требований безопасности.

Дата добавления: 2015-01-03