ПИД регулирование . Соотношение величин чистого запаздывания и постоянной времени объекта управления. Настройка ПИД регулятора.

SCADA. Назначение. Возможности. Примеры применения в АСУТП. Основные пакеты.

Задача регистрации информации в реальном времени и последующего командного управления может быть решена либо на уровне программного обеспечения концентратора (контроллера верхнего уровня), либо на уровне SCADA-системы. При этом речь идет о больших потоках данных о процессе, поступающих от большого количества датчиков (нескольких сот) в реальном масштабе времени и с высокой частотой (периоды опроса – порядка секунд и даже долей секунд). На уровне АСУТП эта информация нужна для оперативного управления технологическим процессом. В настоящее время основным программным средством АС в нефтегазовой отрасли является ПО SCADA. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) – это система супервизорного управления и сбора данных. Управление в АСУТП может быть реализовано с использованием SCADA-систем как отечественных, так и зарубежных производителей, например:

 Trace Mode (AdAstra, Россия);

 Infinity (Elesy, Россия);

 GENIE (Advantech, Тайвань);

 Genesys (Iconics, США);

 Real Flex (BJ, США);

 FIX (Intellution, США);

 Factory Suite, InTouch (Wanderware, США);

 Citect (CiTechnologies, США) и др.

К SCADA-системам предъявляются особые требования:

- соответствие нормативам " реального времени" (в т.ч. и " жесткого реального времени" );

- способность адаптироваться как к изменениям параметров среды в темпе с этими изменениями, так и к условиям работы информационно- управляющего комплекса;

- способность работать в течение всего гарантийного срока без обслуживания (бесперебойная работа годами);

- установка в отдаленных и труднодоступных местах (как географически - малообжитые районы, так и технологически - колодцы, эстакады).

Основные возможности SCАDA-систем:

- сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;

- архивирование и хранение информации для последующей обработки (создание архивов событий, аварийной сигнализации, изменения технологических параметров во времени, полное или частичное сохранение параметров через определенные промежутки времени);

- визуализация процессов;

- реализация алгоритмов управления, математических и логических вычислений (имеются встроенные языки программирования типа VBasic, Pascal, C и др.), передача управляющих воздействий на объект;

- документирование, как технологического процесса, так и процесса управления (создание отчетов), выдача на печать графиков, таблиц, результатов вычислений и др.;

- сетевые функции (LAN, SQL);

- защита от несанкционированного доступа в систему;

- обмен информацией с другими программами (например, Outlook, Word и др. через DDE, OLE и т.д.).

Аппаратная открытость устройств SCADA это поддержка или возможность работы с оборудованием различных производителей с использованием ОРС технологии.

Современная SCADA не ограничивает выбор аппаратуры нижнего уровня, т.к. предоставляет большой набор драйверов или серверов ввода- вывода.

Если для программной системы определены и открыты используемые форматы данных и процедурный интерфейс, то это позволяет подключить к ней внешние, независимо работающие компоненты, в том числе разработанные отдельно программные и аппаратные модули сторонних производителей. Для подсоединения драйверов ввода-вывода к SCADA используется стандартный динамический обмен данными OLE (Object Linking and Embeddung), включение и встраивание объектов. Типичная последовательность действий при программировании SCADA- системы:

1) Разработать алгоритм связи SCADA с аппаратной частью АС.

2) Разработать и отладить программную поддержку этих алгоритмов

связи.

3) Сформировать статические изображения рабочих окон экранов

диспетчерского управления: фон, заголовки, мнемосхема процесса и т.д.

4) Сформировать динамические объекты для каждого окна. Как правило, динамические объекты создаются с помощью специализированного графического редактора самого SCADA-пакета по жестко заданному алгоритму или на основе набора библиотечных элементов с последующим присвоением параметров (например, рукоятка на экране).

5) Реализовать алгоритмы отображения, управления, архивирования, документирования в модулях проектирования экранных форм, архивирования, аварийного управления и базе данных.

Данные технологических процессов в нефтегазовой отрасли специфичны. Они, как правило, могут быть представлены в виде временных рядов «значение – время». Для их сбора и хранения практически любой Данные технологических процессов в нефтегазовой отрасли специфичны. Они, как правило, могут быть представлены в виде временных рядов «значение – время». Для их сбора и хранения практически любой SCADA-пакет должен иметь в своем составе подсистему регистрации исторических данных (архив) с возможностью последующей выборки требуемых для анализа данных и их представления в виде трендов. Основное отличие SCADA друг от друга в том, что одни работают лучше с каким то видом (типом) оборудования, другие с другим типом. В данном курсе в качестве программной основы АС для нефтегазовой отрасли рассматривается система InfinityLite ЗАО ЭлеСи. Его полнофункциональная конфигурация включает в себя:

1. InfinityServer. обеспечивает непрерывный мониторинг технологического процесса и передачу сигналов телеуправления в системы автоматики в режиме реального времени. Его основные характеристики:

2. InfinityHistoryServer. обеспечивает сбор и хранение истории технологического процесса, и доступ клиентских приложений к архиву исторической информации, аккумулирование исторических данных.

3. InfinityReports. предназначен для подготовки сводок и отчетов на основе оперативных и исторических технологических данных для анализа состояния автоматизированной системы в режиме реального времени, а также хранение и предоставление сформированных отчетов пользователю.

4. InfinityTrends. используется для построения трендов на основе перативных, исторических данных, а так же для представления трендов в табличном виде.

5. InfinityAlarms это отображение сообщений о событиях и авариях, отображение оперативных сообщений в режиме реального времени и просмотр истории сообщений за произвольный период.

6. InfinityHMI. это управление технологическим процессом и отображение в режиме реального времени информации о ходе выполнения технологического процесса.

Контроллер. Устройства ввода вывода. Типы УВВ. Требования выбора УСО.

Основная задача АС- это выполнение алгоритмов автоматизированного управления технологическим процессом (ввод сигналов измерений, вычисление регулирующего воздействия, вывод сигналов управления исполнительным органом). Для решения этих задач используется программируемый логический контроллер (ПЛК), который включает в себя процессорный модуль и модули ввода-вывода (рис.4.1). ПЛК включает в себя процессорную часть и устройства сопряжения с окружающими объектами (УСО). Для этого УСО осуществляют, в случае необходимости, нормализацию сигналов (приведение к унифицированному уровню сигналов), преобразование их в цифровой код и ввод/ выводные операции.

Рис.4.1 Пример устройства ввода/ вывода ПЛК

Процессорная часть осуществляет централизованное управление УСО, различные виды вычислений, в том числе вычислительное масштабирование сигналов и логическое обеспечение протоколов обмена информационными кадрами с окружающими объектами.

Как видно из рисунка 4.1, к модулям ввода/вывода с помощью электрических кабелей подключаются датчики и исполнительные механизмы. В зависимости от того, служит ли модуль для ввода сигналов с датчиков в систему управления или выводит управляющие сигналы на исполнительные устройства, модули осуществляют, соответственно, аналого-цифровое или цифро-аналоговое преобразование.

Модули ввода/вывода базового назначения бывают 4 типов: модули аналогового и дискретного ввода/вывода.

Модули аналогового ввода (AI, analogue input). Они принимают от датчиков, подключенных к его входам, электрические сигналы унифицированного диапазона, например: 0-20 или 4-20 mA (токовый сигнал); 0-10 V или 0-5 V (потенциальный сигнал); миливольтовый сигнал от термопар (TC) или сигнал от термосопротивлений (RTD) (в случае неунифицированного сигнала для ввода данных необходим специальный модуль - нормализатор). Внутреннее устройство (АЦП) преобразует их в цифровой код.

Пусть в технологическом процессе используется датчик давления с диапазоном измерений 0-6 бар и токовым выходом 4-20 mA. Датчик измеряет давление P, которое в данный момент равно 3 бар. Так как датчик линейно преобразует значение измеряемого давления в токовый сигнал, то на выходе датчика будет:

I вых = 4 + 3/6*(20-4) = 12 mA;

Вход модуля AI, настроенный на те же диапазоны (4-20 mA и 0-6 бар), принимает сигнал 12 mA и делает обратное преобразование:

P = 6*(12-4)/16 = 3 бар.

Соответствие диапазона электрического сигнала между входом модуля и выходом подключенного к нему датчика обязательно для корректной работы системы.

Модули дискретного ввода (DI, discrete input). Принимают от датчиков дискретный электрический сигнал, который может иметь только два значения: или 0 или 24 V (в редких случаях 12, 48 В постоянного тока, 120 В переменного тока). Вход модуля DI также может реагировать на замыкание/размыкание контакта в подключенной к нему цепи. К DI обычно подключают датчики контактного типа, кнопки ручного управления, статусные сигналы от систем сигнализации, приводов, позиционирующих устройств и т.д.

Пусть в технологическом процессе используется насос. Когда он не работает, его статусный (выходной) контакт разомкнут. Соответствующий дискретный вход модуля DI находится в состоянии “0”. Как только насос запустили, его статусный контакт замыкается, и напряжение 24 V идет на клеммы входа DI. Модуль, обнаружив напряжение на дискретном входе, переводит его в состояние “1”.

Модули дискретного вывода (DO, discrete output). В зависимости от внутреннего логического состояния выхода (“1” или “0”) возбуждает на клеммах дискретного выхода или снимает с них напряжение 24 V. Есть вариант, когда модуль в зависимости от логического состояния выхода просто замыкает или размыкает внутренний контакт (модуль релейного типа).

Модули DO могут управлять приводами, отсечными клапанами, зажигать светосигнальные лампочки, включать звуковую сигнализацию и т.д. В качестве выходных устройств в этом модуле применяется промежуточные реле, например, 3SJ5 или РЭК.

Модули аналогового вывода (АО, analogue output). Действуют как AI, только в обратном направлении. Для этого в модуле используются цифро- аналоговые преобразователи (ЦАП).

Пусть в технологическом процессе используется регулирующий клапан с управляющим входом 4-20 mA. Пусть принято решение использовать его наполовину (т.е. на 50%). Выход АO, к которому подключен вход клапана, генерирует ток I вых:

I вых = 4 + (20-4)*0.5 = 12 mA;

Регулируемый клапан, обнаружив на своем входе ток 12 mA, переходит на 50% открытия.

Соответствие диапазона электрического сигнала между выходом модуля и входом, подключенного к нему исполнительного механизма, обязательно.

Модуль ввода/вывода также характеризуются канальностью – числом входов/выходов, а, следовательно, и количеством сигнальных цепей, которые к нему можно подключить. Например, модуль AI 4 – это четырехканальный модуль аналогового ввода. К нему можно подключить 4 датчика. DI 16 – шестнадцати- канальный модуль дискретного ввода. К нему можно подключить 16 статусных сигналов с какого-нибудь агрегата.

В современных системах расположение модулей ввода/вывода на DIN- рейке строго не регламентировано, и их можно устанавливать в произвольном порядке. Однако один или несколько слотов, как правило, резервируются под установку интерфейсного модуля. Одним их жестких требований, предъявляемых к современным подсистемам ввода/вывода, – это возможность “горячей” замены модулей без отключения питания (функция hot swap).

Современный рынок средств автоматизации предлагает широкий спектр аппаратных и программных устройств для построения надежных и удобных в эксплуатации систем. Не существует отрасли промышленности, в которой не было бы потребности применения контроллеров. Одними из их главных преимуществ является снижение, вплоть до полного исключения, влияния, так называемого человеческого фактора на управляемый процесс, сокращение персонала, минимизация расходов сырья, улучшение качества исходного продукта, и в конечном итоге существенное повышение эффективности производства.

Одной из важнейших особенностей микроконтроллера является наличие разного типа стандартных интерфейсов (RS 485, CAN и др.). Интерфейс служит для двух целей: первая это организация связи устройства с другими устройствами (с компьютером или интеллектуальным датчиком), а вторая – связь микроконтроллера с другими микросхемами на плате. В тех случаях, когда автономное устройство работает вне какой-либо системы, и не требуется передачи или прием данных от другого устройства, тогда интерфейс нужен лишь для связи микроконтроллера с другими микросхемами. Коммуникация между контроллером и подсистемой ввода/вывода

Такая коммуникация возможна благодаря интерфейсному модулю, поддерживающему один из принятых коммуникационных протоколов: Profibus DP, Modbus RTU, Modbus +, CAN, DeviceNet, ControNet и т.д. Вообще, насчитывается более 50 стандартов промышленных шин.

Коммуникационная шина работает по принципу ведущий-ведомый (master-slave). Только ведущее устройство на шине может инициировать обмен данными. Ведомые устройства пассивно прослушивают все данные, идущие по шине, и только в случае получения запроса от ведущего устройства отправляют обратно ответ. Каждое устройство на шине имеет свой уникальный сетевой адрес, необходимый для однозначной идентификации. Узлы ввода/вывода, как правило, являются ведомыми устройствами, в то время как контроллеры – ведущими.

ПЛК представляют собой устройства, предназначенные для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления. Они реализуются на базе микропроцессорной техники и работают в локальных и распределенных системах управления в реальном времени в соответствии с заданной программой. По техническим возможностям, которые определяют уровень решаемых задач, ПЛК делятся на классы: нано-, микро-, малые, средние и большие. Первоначально они предназначались для замены релейно-контактных схем, собранных на дискретных компонентах - реле, счетчиках, таймерах, элементах жесткой логики. Сейчас они также решают, как вычислительные, так и коммутационные задачи.

Программировать ПЛК, как правило, рекомендуется на языках стандарта IEC-61131.3. Для тех, кто привык к релейно-контактным схемам, рекомендуется работать с языком, созданным на их основе (Ladder Diagram), а тем, кому понятней электронные схемы, могут воспользоваться языком функциональных блоковых диаграмм (Functional Block Diagram). Опытные программисты могут использовать возможности всех языков.

Современный рынок контроллеров и программно-технических комплексов весьма разнообразен. Выбор наиболее приемлемого варианта представляет собой многокритериальную задачу, решением которой является компромисс между стоимостью, техническим уровнем, надежностью, комфортностью, затратами на сервисное обслуживание, полнотой программного обеспечения и многим другим.

Поэтому важно выделить их основные характеристики и свойства, на основании которых можно сделать выбор при построении систем управления.

В качестве таких характеристик при выполнении проекта АС предлагается семь обобщенных показателей:

· характеристики процессора;

· характеристики периферийной части ПЛК;

· характеристики каналов ввода/вывода, поддерживаемых контроллерами;

· коммуникационные возможности;

· условия эксплуатации;

· техническая поддержка;

· программное обеспечение.

Удаленный ввод/вывод применяется для систем, в которых имеется большое количество датчиков и других полевых устройств, находящихся на достаточно большом расстоянии (1000 и более метров) от центрального процессора. Это относится и к объектам нефтегазовой отрасли, часто находящимся на больших расстояниях от пунктов управления. Такой подход позволяет уменьшить стоимость линий связи за счет того, что модули ввода/вывода размещаются вблизи полевых устройств.

Коммуникационные возможности контроллеров.

К параметрам контроллеров, характеризующим их способность взаимодействовать с другими устройствами системы управления, относятся:

· количество и разнообразие портов в процессорных модулях;

· широта набора интерфейсных модулей и интерфейсных процессоров;

· поддерживаемые протоколы;

скорость обмена данными и протяженность каналов связи

Функциональная схема автоматизации по ГОСТ 21.404-85. Примеры ФСА.

Схема функциональная – это схема, которая разъясняет процессы, протекающие в отдельных функциональных цепях установки или АС в целом. Схемами функциональными пользуются для изучения принципов работы изделий (установок), а также при их накладке, контроле и ремонте. Функциональная схема автоматического контроля и управления предназначена для отображения основных технических решений, принимаемых при проектировании систем автоматизации технологических процессов. Объектом управления в системах автоматизации технологических процессов является совокупность основного и вспомогательного оборудования вместе с встроенными в него запорными и регулирующими органами.

Функциональная схема является техническим документом, определяющим функционально-блочную структуру отдельных узлов автоматического контроля, управления и регулирования технологического процесса и оснащения объекта управления приборами и средствами автоматизации. На функциональной схеме изображаются системы автоматического контроля, регулирования, дистанционного управления, сигнализации, защиты и блокировок.

Все элементы систем управления показываются в виде условных изображений и объединяются в единую систему линиями функциональной связи. Функциональная схема автоматического контроля и управления содержит упрощенное изображение технологической схемы автоматизируемого процесса. Оборудование на схеме показывается в виде условных изображений.

При разработке функциональной схемы автоматизации технологического процесса необходимо решить следующие задачи:

· задачу получения первичной информации о состоянии технологического процесса и оборудования;

· задачу непосредственного воздействия на ТП для управления им и стабилизации технологических параметров процесса;

· задачу контроля и регистрации технологических параметров процессов и состояния технологического оборудования.

При разработке функциональной схемы определяют:

1) целесообразный уровень автоматизации технологического процесса;

2) принципы организации контроля и управления технологическим процессом;

3) технологическое оборудование, управляемое автоматически, дистанционно или в обоих режимах по заданию оператора;

4) перечень и значения контролируемых и регулируемых параметров;

5) методы контроля, законы регулирования и управления;

6) объем автоматических защит и блокировок автономных схем управления технологическими агрегатами;

7) комплект технических средств автоматизации, вид энергии для передачи информации;

8) места размещения аппаратуры на технологическом оборудовании, на щитах и пультах управления.

Схема автоматизации должна быть составлена таким образом, чтобы из нее легко можно было определить:

1. параметры технологического процесса, которые подлежат автоматическому контролю и регулированию;

2. наличие защиты и аварийной сигнализации;

3. принятую блокировку механизмов;

4. организацию пунктов контроля и управления;

5. функциональную структуру каждого узла контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления;

6. технические средства, с помощью которых реализуется тот или иной функциональный узел контроля, сигнализации, автоматического регулирования и управления.

Общепринятым являются два варианта представления функциональной схемы:

по ГОСТ 21.404-85 «Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах» и ГОСТ 21.408-93 «Система проектной документации для строительства. Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов»;

по Стандарту американского общества приборостроителей ANSI/ISA S5.1. «Instrumetation Symbols and Identification».

Примером применения ГОСТ является схема КИПиА, приведенная в приложении ГОСТа 21.408-93 (рис.3.3). На этой схеме показаны:

· канал преобразования информации чувствительного элемента 7а в унифицированный сигнал 7б;

· канал преобразования управляющего сигнала 7в в управляющее воздействие на исполнительный орган (клапан) 7и с возможностью управления им с панели дистанционного управления 7е, индикацией положения ключа и использованием ручного ключа управления 7г;

· канал сигнализации 7д со световыми сигналами HL1/2.

· В шкафу блоков (например, в шкафу релейной автоматики) осуществляется преобразование сигнала измерения для дистанционной передачи.

· На операторском щите осуществляется наблюдение и ручное (контроллерное) управление. Контур управления замыкается исполнительным устройством. На экранах диспетчерского уровня осуществляется мониторинг, управление и конфигурирование АС.

Всем КИПиА, изображенным на функциональной схеме автоматизации, присваиваются позиционные обозначения, состоящие из двух частей: арабских цифр – номера функциональной группы и строчных букв русского алфавита – номера КИПиА в данной функциональной группе (например, 5а, 3б и т.п.).

Буквенные обозначения присваивают каждому элементу функциональной группы в порядке алфавита в зависимости от последовательности прохождения сигнала – от устройств получения информации к устройствам воздействия на управляемый процесс (например, первичный измерительный прибор, вторичный преобразователь, задатчик, регулятор, указатель положения, исполнительный механизм, регулирующий орган).

Рис.3.3 Пример функциональной схемы автоматизации по ГОСТ

Допускается вместо букв русского алфавита использовать арабские цифры (например, 5-1, 3-2 и т.д.).

Позиционные обозначения отдельных приборов и средств автоматизации, таких как регулятор прямого действия, манометр, термометр, и т.п., состоят только из порядковых номеров.

При определении границ каждой функциональной группы необходимо учитывать следующее обстоятельство: если какой-либо прибор или регулятор связан с несколькими датчиками или получает дополнительные воздействия по другим параметрам (например, корректирующий сигнал), то все элементы схемы, осуществляющие дополнительные функции, относятся к той функциональной группе, на которую оказывается воздействие. В частности, регулятор соотношения входит в состав той функциональной группы, на которую оказывается ведущее воздействие по независимому параметру

Примеры схемных обозначений КИП и А и исполнительных устройств. Назначение 1-х, 2-х и 3-х символов КИП и А

Рис.3.3 Пример функциональной схемы автоматизации по ГОСТ

Допускается вместо букв русского алфавита использовать арабские цифры (например, 5-1, 3-2 и т.д.).

Примером применения ANSI стандарта является схема КИПиА приведенная на рис. 3.4.

Здесь можно выделить 4 уровня АС: нижний уровень- это двигатель насоса, уровень щитовых приборов - YSLH и YS, уровень логики блокировок и управления и верхний уровень- сигнализация состояния исполнительных и командных элементов системы автоматизации.

Рис.3.4 Пример функциональной схемы автоматизации по ANSI

В системах технологического контроля и управления часто используются комбинированные и комплексные устройства, например, контроллеры (рис. 3.5).

U Y I R C S A Контроллер U

E/E

Рис.3.5 Пример щитовой части разнесенного варианта функциональной схемы

Такие устройства обозначают прямоугольником произвольных размеров с указанием внутри прямоугольника типа устройства (U- несколько разнородных измеряемых величин; Y- преобразования и вычислительные функции; I- показания; R- регистрация; C- управление; S- включение, отключение, переключение, блокировка; A- сигнализация).

В системах централизованного контроля с применением вычислительной техники, в системах телеизмерения, а также в сложных схемах автоматического управления с общими для разных функциональных групп устройствами все общие элементы выносятся в самостоятельные функциональные группы.

Позиционные обозначения проставляют, как правило, в нижней части окружности, обозначающей прибор, или рядом с ней с правой стороны, или над ней.

SCADA. Назначение. Возможности. Примеры применения в АСУТП. Основные пакеты.

 Trace Mode (AdAstra, Россия);

 Infinity (Elesy, Россия);

 GENIE (Advantech, Тайвань);

 Genesys (Iconics, США);

 Real Flex (BJ, США);

 FIX (Intellution, США);

 Factory Suite, InTouch (Wanderware, США);

 Citect (CiTechnologies, США) и др.

К SCADA-системам предъявляются особые требования:

- соответствие нормативам " реального времени" (в т.ч. и " жесткого реального времени" );

- способность работать в течение всего гарантийного срока без обслуживания (бесперебойная работа годами);

Основные возможности SCАDA-систем:

- сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;

- визуализация процессов;

- сетевые функции (LAN, SQL);

- защита от несанкционированного доступа в систему;

- обмен информацией с другими программами (например, Outlook, Word и др. через DDE, OLE и т.д.).

1) Разработать алгоритм связи SCADA с аппаратной частью АС.

2) Разработать и отладить программную поддержку этих алгоритмов

связи.

3) Сформировать статические изображения рабочих окон экранов

диспетчерского управления: фон, заголовки, мнемосхема процесса и т.д.

ПИД регулирование. Соотношение величин чистого запаздывания и постоянной времени объекта управления. Настройка ПИД регулятора.

ПИД-алгоритм – это пропорционально- интегрально-дифференциальный тип.

Передаточная функция ПИД- алгоритма: W_ПИД(s) = K₁ + K₂/s + K₃s.

Этот алгоритм используется довольно часто, поскольку он сочетает в себе достоинства всех трех типов. Однако следует учитывать то, что эти достоинства реализуются только при его оптимальных настройках, когда настраиваются все три параметра K₁, K₂ и K₃.

С увеличением запаздывания в САР резко возрастают отрицательные фазовые сдвиги, что снижает эффект действия дифференциальной составляющей алгоритма.

Кроме этого, наличие шумов в канале измерения в системе с ПИД- регулятором приводит иногда к значительным случайным колебаниям управляющего сигнала регулятора, что увеличивает дисперсию ошибки регулирования и износ исполнительного механизма.

Поэтому для объектов регулирования с относительно малым уровнем шумов и величиной запаздывания τ > 0, 2T следует выбирать ПИД- алгоритм. Для таких объектов ПИД-алгоритмы позволяют обеспечить хорошее качество регулирования, достаточно малое время выхода на режим и невысокую чувствительность к внешним возмущениям.

Следует иметь в виду также то, что при неточном задании коэффициентов настройки ПИД-алгоритм может иметь худшие показатели, чем двухпозиционный релейный регулятор и даже перейти в режим автоколебаний. Для типовых модулей (программ ПЛК). реализующим П-, ПИ-, ПИД- алгоритмы, известны простейшие аналитические и табличные методы настройки.

ПИД-регулятор – самый сбалансированный из всех регуляторов, построенных на основе типовых звеньев, поэтому широко применяется в различных сферах.

По сути, даное устройство это эволюция ПИ-регулятора.

Пропорциональная составляющая вырабатывает сигнал, который противодействует отклонению регулируемой величины в данный момент времени (идеология чисто П-регулятора).

Интегральная составляющая накапливает результирующее значение, нивелируя, таким образом, недостаток П-регулятора – наличие статической ошибки.

ПИД-регулятор обладает Д-составляющей, которая как бы прогнозирует отклонение от задания и следит за скоростью отклонения, поэтому является самой быстрой в данном алгоритме. По сути, это является преимуществом и недостатком одновременно. Это все стоит учитывать при выборе закона регулирования.

Перед настройкой зоны пропорциональности интегральная и дифференциальная компоненты отключаются, либо постоянная интегрирования устанавливается максимально возможной, а постоянная дифференцирования- минимально возможной. Устанавливается необходимая уставка SP. Зона пропорциональности устанавливается равной 0 (минимально возможной). В этом случае регулятор выполняет функции двухпозиционного регулятора. Регистрируется переходная характеристика.

12 3 4 5 6 Следующая ⇒