Научная исследовательская работа Алгоритмы контроля и управления в АСУ ТП. НИР. 3. Алгоритмы контроля и управления в асу тп алгоритмы контроля в асу тп
 Скачать 21.68 Kb.
|
|
3. Алгоритмы контроля и управления в АСУ ТП Алгоритмы контроля в АСУ ТП Алгоритмы централизованного контроля предназначены для сбора и передачи измерительной информации от датчиков, установленных на технологическом процессе, а также для первичной обработки этой информации с целью: определения текущих и прогнозируемых значений измеряемых величин и оценки неизмеряемых искомых величин по косвенным параметрам; вычисления учетных и технико-экономических величин по косвенным параметрам; обнаружения нарушений и неисправностей на производстве, требующих немедленного управления. Результаты первичной обработки являются теми исходными данными, по которым рассчитываются все выходные параметры алгоритмов управления. Большинство результатов первичной обработки используется для оперативного формирования управляющих воздействий, поэтому соответствующие задачи первичной обработки должны решаться в реальном масштабе времени. К задачам контроля относятся: линеаризация и коррекция, фильтрация и сглаживание сигналов датчиков, экстра- и интерполяция данных по дискретным замерам, контроль достоверности получаемой информации, вычисление различных статистических характеристик сигналов датчиков, оценка состояния объекта при наличии шумов измерений и доступных измерению ряда переменных, выявление аварийных ситуаций и диагностика. После определения комплекса выходных величин, выданных подсистемой контроля, и установления совокупности измерительных средств, они могут быть использованы в качестве источников исходной информации на автоматизируемом объекте для разработки блок-схем переработки сигналов датчиков в искомые выходные величины подсистемы централизованного контроля. Для этого следует воспользоваться разделением всего процесса переработки измерительной информации на ряд последовательно выполняемых типовых операций. Последовательность выполнения операций следующая: аналитическая градуировка датчиков; экстра- и интерполяция дискретно измеряемых величин; контроль достоверности информации о процессе; определение суммарных и средних значений величин за заданные интервалы времени; коррекция динамической связи между измеряемой и искомой величиной и т.д. Необходимо по каждой заданной выходной величине произвести набор операций, осуществляющих ее формирование из имеющихся измерительных сигналов, и указать последовательность выполнения этих операций. Алгоритмы управления в АСУ ТП Для решения основной задачи АСУ ТП, заключающейся в оптимизации функционирования технологического объекта (ТО), необходимо обеспечить решение ряда частных задач, которые подразделяются на три типа: стабилизация параметров техпроцесса при различных возмущениях; программное управление технологическим циклом; автоматическая оптимизация техпроцесса в ходе выполнения производственной программы. Решение этих задач описывается алгоритмами, которые называютсяалгоритмами управления.Алгоритмы управления определяют порядок подачи управляющих воздействий на исполнительные устройства АСУ ТП. Они должны обеспечивать программирование работы АСУ ТП в соответствии с заданным критерием оптимальности (целевой функцией) функционирования управляемого ТО. В зависимости от характера функционирования ТО и его составных частей алгоритмы управления АСУ ТП делятся на три группы: алгоритмы стабилизации значений управляющих параметров на уровнях, обеспечивающих оптимальный ход техпроцесса; алгоритмы оптимального программно-следящего управления в рамках технологического цикла; алгоритмы автоматической оптимизации техпроцесса в процессе его реализации. Последние применяются в тех случаях, когда оптимальные параметры техпроцесса не могут быть определены и заданы заранее. Алгоритмы стабилизации управляющих параметров Алгоритмы стабилизации предназначены для поддержания значений параметров АСУТП на заданном уровне. Известны два основных приема стабилизации: по отклонению и по возмущению. При стабилизации по отклонению измеряется отклонение регулируемого параметра от заданного значения, а затем вырабатывается управляющее воздействие, обеспечивающее ликвидацию возникшего по той или иной причине отклонения. Если регулирующее воздействие достаточно действенно, то возникшее отклонение будет в конце концов ликвидировано, но предотвратить отклонение таким способом невозможно, так как регулирующее воздействие формируется только после возникновения отклонения. При стабилизации по возмущению сигнал, пропорциональный возмущающему воздействию, подается в регулирующее устройство, где преобразуется таким образом, чтобы в месте воздействия возмущения было сформировано управляющее воздействие, равное по величине и противоположное по знаку возмущающему воздействию. В таком случае возмущение может быть полностью скомпенсировано и тогда не сможет вызвать отклонение регулируемого параметра от заданного значения. Однако такое отклонение может иметь место в силу наличия возмущений какой-либо иной природы. Если скомпенсировано возмущение электропривода нагрузкой, то отклонение регулируемого параметра данного электропривода от заданного значения может быть вызвано, например, изменением температуры окружающей среды и многими другими факторами. Кроме того, стабилизация параметров АСУ ТП осложняется дополнительно тем обстоятельством, что АСУ ТП являются многосвязными системами, у которых изменение одного параметра приводит к изменению многих других взаимно влияющих друг на друга параметров. Каждый управляемый параметр АСУ ТП задается особым задающим воздействием (уставкой). Совокупность звеньев АСУ ТП, ведущих от задающего воздействия к месту формирования параметра, для управления которым предназначено данное задающее воздействие, будем называть каналом управления. Управляемые координаты АСУ ТП зависят, как правило, не только от значения «своего» управляющего воздействия и внешних возмущений, но и от других управляющих воздействий, предназначенных для управления другими параметрами АСУ ТП. Управляющие воздействия других каналов управления являются для рассматриваемого канала внутренними (в рамках АСУ ТП) возмущающими воздействиями. Также и внешние возмущения могут воздействовать на различные каналы управления по-разному. Взаимное влияние каналов управления друг на друга принято учитывать в виде перекрестных связей этих каналов. Модели многоканальных объектов с перекрестными связями представляют собой многомерные системы, описываемые алгебраическими и дифференциальными уравнениями. Задача стабилизации параметров в многомерной системе решается как путем учета и компенсации возмущений, являющихся причиной отклонения параметров от заданных значений, так и путем ликвидации возникших отклонений. Многоканальные управляющие системы, в которых с заданной точностью достигается компенсация действия возмущений, называются инвариантными по отношению к компенсируемым возмущениям. Рассмотрим пути достижения инвариантности стабилизируемых параметров АСУТП по отношению к внешним и внутренним возмущениям, считая модель системы автоматизации линеаризованной. |