Системы автоматического регулирования (САР)

 

САР решают следующие задачи автоматизации:

1) стабилизация регулируемой величины. Если связь между регулируемыми величинами объекта отсутствует или невелика, применяют системы несвязанного регулирования, состоящие из автономных контуров;

2) каскадное (связанное) регулирование параметров объекта применяют, когда связь между ними велика и ею нельзя пренебречь. Системы связанного регулирования имеют несколько регулирующих устройств (РУ), связанных между собой и воздействующих на исполнительное устройство.

 

Простейшая каскадная САР содержит как минимум 2 контура регулирования.

 

РИС 80

 

В такой системе, выполненной на принципе подчинённого регулирования, внутренний контур (РУ₂ – ИУ – первая часть объекта О₂ с регулируемым параметром Х₂ – датчик Д₂) регулирования подчинён внешнему контуру, (РУ₁, внутренний контур, вторая часть объекта О₁ с регулируемым параметром Х₁) заданное значение которого формируется задатчиком регулируемого параметрами ЗРП.

Примеры каскадных систем:

а) САР температуры нагреваемой в теплообменнике воды, осуществляемой изменением расхода пара, проходящего через теплообменник (контур регулирования температуры является внешним, а контур регулирования расхода пара – внутренним.

 

3) поддержание заданного соотношения между двумя или более регулируемыми параметрами (САР соотношения параметров).

Контур регулирования параметра Х₂ (РУ₂ – ИУ₂ – О₂ – Д₂) связан с контуром регулирования параметра Х₁ (РУ₁ – ИУ₁ – О₁ – Д₁) через блок соотношения БС, который формирует задание контуру регулирования параметра Х₂ в виде функции Х_З2 = f (X₁) параметра Х₁. Обычно функция – линейная. При этом система обеспечивает при регулировании постоянное отношение параметров Х₂ / Х₁ = const.

Пример: система весового дозирования двух и более компонентов.

 

РИС 81

 

4) регулирование с селекцией регулируемого параметра (сигнала рассогласования) – принцип регулирования по ограничивающему параметру.

 

РИС 82

Сигналы рассогласования ε₁ и ε₂, формируемые сумматорами Σ₁ и Σ₂, селектируются (выбирается один из них, например, имеющий большее значение) блоком БСЛ, и далее РУ через ИУ осуществляет регулирующее воздействие U на объект, удерживая параметры Х₁ и Х₂ на заданных задатчиками ЗРП₁ и ЗРП₂ значениях.

Пример: а) САР нагрузки энергоблока (поддерживается на заданном уровне мощность энергоблока с ограничением в пределах допустимого значения перепада давления на последних ступенях турбины.

б) САР нагрузки машин с 2-х двигательным электроприводом (рудничные электровозы, угольные комбайны) – регулирование осуществляется по току наиболее загруженного электродвигателя.

 

5) многоканальное (многоточечное) регулирование, когда одно и то же РУ используется поочерёдно или по другим алгоритмам для регулирования многих однотипных или близких по динамическим свойствам технологических параметров;

6) супервизорное регулирование: РУ работает совместно с УВМ, которая собирает и обрабатывает обширную информацию о ходе тех. процесса и формирует либо корректирует РУ задание (уставку). При выходе из строя УВМ РУ продолжит работу в режиме стабилизации параметра (без коррекции уставки).