лекции по сухтп. В системы управления химикотехнологическими процессами значение автоматического управления для развития химической промышленности на современном этапе
 Скачать 2.38 Mb.
|
|
2.5. Комбинированное управление Для комбинированных систем управления характерно использование информации о возмущающем воздействии, задающем воздействии и управляемом параметре (см. рис. 4, г). Комбинированные системы управления имеют более высокое качество управления, чем системы, работающие по отклонению, поскольку информация о значении возмущающего воздействия позволяет устройству управления работать с некоторым предвидением, т. е. компенсировать основное внешнее возмущающее воздействие, вызывающее нарушение номинального режима, раньше, чем появится достаточно большое отклонение текущего значения параметра (температуры) от заданного. Комбинированная система управления обладает точностью и быстродействием. 3. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ Классификация САУ по принципу управления, рассмотренная в предыдущем разделе, не является единственной. Существует много других признаков, которые могут быть положены в основу классификации систем управления. Следует иметь в виду, что важность того или иного признака, отличающего системы управления, определяется конкретной задачей, решаемой в процессе анализа или синтеза САУ. Основанные на каком-то признаке различия систем управления, существенные при решении одной задачи, могут оказаться совершенно незначительными при решении другой задачи. Ниже обсуждаются только некоторые из наиболее часто используемых признаков классификации САУ. 3.1. По характеру изменения задающего воздействия В зависимости от характера изменения задающего воздействия САР с обратной связью подразделяются на три основных класса: автоматической стабилизации, программного регулирования и следящие системы. В системах автоматической стабилизации задающее воздействие представляет собой постоянную величину. Область применения: непрерывные ХТП, в которых управляемый параметр нужно поддерживать на заданном постоянном значении. В системах программного регулирования задающее воздействие является известной функцией времени (изменяется по программе). Такие системы оснащены программными задатчиками, формирующими задающее воздействие, изменяющееся во времени. Область применения: управление периодическими ХТП. В следящей системе задающее воздействие представляет собой неизвестную заранее функцию времени, связанную с внешним по отношению к системе управления параметром, который может изменяться случайным образом. Область применения: управление одним технологическим параметром (ведомым), находящимся в зависимости от значения другого технологического параметра (ведущего), изменяющегося произвольно (например, управление расходом воздуха, подаваемого на горелку, в зависимости от расхода топлива). К следящим системам можно отнести систему регулирования соотношения расходов двух веществ; в такой системе изменение расхода «ведомого» вещества находится в определенном соотношении к изменению расхода «ведущего» вещества. По способу организации основные процессы химической технологии делятся на непрерывные, периодические и циклические. Непрерывные химико-технологические процессы, как правило, должны быть стационарны, т. е. параметры процесса в каждой точке технологического аппарата должны оставаться неизменными во времени (при этом параметры процесса могут изменяться в пространстве от одной точки аппарата к другой). Следовательно, основной задачей автоматических систем регулирования непрерывных процессов является стабилизация технологических параметров. Для периодических процессов характерно изменение во времени параметров в технологическом аппарате в целом или в каких-либо его частях, т. е. эти процессы являются нестационарными. Основной задачей автоматических систем регулирования периодических процессов является изменение технологических параметров в соответствии с заранее заданной программой (программные системы регулирования) или в зависимости от текущего состояния какого-то другого процесса (следящие системы регулирования). Некоторые технологические аппараты работают в циклическом режиме: переменные, характеризующие состояние процесса, периодически изменяются. Примером циклического процесса является регенеративный теплообмен: насадка поочередно контактирует с горячим и холодным потоками, передавая теплоту от одного потока другому. 3.2. По числу контуров По числу контуров прохождения сигналов САУ делятся на одноконтурные и многоконтурные. Такое деление относится к структурам систем управления. Одноконтурная система управления — это замкнутая система управления с одной регулируемой величиной, имеющая одну главную обратную связь (с одним контуром управления). Многоконтурная система управления — это замкнутая система управления, имеющая помимо одного контура главной обратной связи другие главные обратные связи (или местные обратные связи), т. е. это система с несколькими контурами управления. 3.3. По числу управляемых величин По числу управляемых величин САУ делятся но одномерные и многомерные. Одномерные системы управления имеют одну управляемую величину, а многомерные — несколько управляемых величин. Среди многомерных систем управления выделяют системы несвязанного управления и системы связанного управления. Системы несвязанного управления используют одноконтурные САР, не связанные между собой. Объединяет эти контуры управления только общий для них объект управления. В свою очередь системы несвязанного управления делятся на зависимые и независимые. В зависимых системах несвязанного управления процессы управления различными управляемыми параметрами нельзя рассматривать изолированно друг от друга, поскольку на изменение одной из управляемых величин влияют изменения других. В независимых системах несвязанного управления процессы управления различными управляемыми параметрами можно рассматривать изолированно друг от друга, поскольку изменение каждой из управляемых величин не зависит от изменения других. Область применения несвязанного управления: для объектов управления, в которых практически отсутствует взаимное влияние управляемых параметров. Системы связанного управления используют многоконтурные САУ. Чтобы ослабить присутствующее взаимное влияние управляемых технологических параметров, управляющие устройства (контроллеры), предназначенные для управления различными технологическими параметрами одного и того же объекта управления, связывают внешней связью, минуя объект управления. 3.4. По характеру управляющих воздействий В зависимости от прохождения и характера сигнала в системе автоматического управления они делятся также на непрерывные и дискретные (прерывистые). Управление называют непрерывным, если контроллер непрерывно изменяет управляющее воздействие в зависимости от изменения задающего воздействия и управляемой величины. Управление называют дискретным, если контроллер вырабатывает управляющее воздействие, принимающее одно из нескольких возможных значений. Для дискретных (прерывистых) систем характерно, что в них через дискретные промежутки времени происходит размыкание или замыкание цепи воздействия. Системы дискретного (прерывистого) управления подразделяются на импульсные или релейные. В импульсных системах размыкание цепи воздействий выполняется принудительно и периодически специальным прерывающим устройством. Импульсные системы содержат импульсные элементы, способные преобразовать непрерывное изменение входной величины в дискретную импульсную выходную величину. В релейных системах размыкание или замыкание цепи воздействий выполняется одним из элементов системы при непрерывном значении входного воздействия. Релейные системы содержат реле или элементы, имеющие релейную характеристику, которая принимает два значения: минимально и максимально возможное. 3.5. По виду зависимости установившейся ошибки от внешнего воздействия Ранее было введено понятие ошибки регулирования:  Для установившегося состояния системы уравнение принимает вид:  По виду зависимости установившейся ошибки  от внешнего воздействия системы делят на статические и астатические.Систему называют статической по отношению к внешнему воздействию, если при воздействии, стремящемся со временем к некоторому установившемуся значению, ошибка тоже стремится к постоянному значению, зависящему от величины внешнего воздействия. При наличии возмущающих воздействий статические системы не могут точно стабилизировать управляемый параметр. Систему называют астатической по отношению к внешнему воздействию, если при воздействии, стремящемся со временем к некоторому установившемуся значению, ошибка стремится к нулю независимо от величины внешнего воздействия. Одна и та же система автоматического управления может быть статической по отношению к возмущающему воздействию и астатической по отношению к задающему воздействию. Системы автоматической стабилизации, где задающее воздействие сохраняет постоянное значение, обычно бывают астатическими по отношению к возмущающему воздействию, а следящие системы — по отношению к управляющему воздействию. |