Синтез рациональной структуры сар тп. Выбор типа и параметров настройки регулятора

Показатели количественные

Показатели эффективности АСУТП. Режимы работы АСУТП

Качество функций АСУТП оценивается совокупностью показателей эффективности. Эффективность показывает степень соответствия системы ее функциональному назначению. Ее техническое совершенство и ее экономическую целесообразность

1) Время решения задачи. Которое определяется совокупность технических параметров, условием эксплуатации, алгоритмами сигналов и т.д. (время решения - чистое время работы)

2) Время решения задач управления по отлаженным алгоритмам и программам

3) Эффективность производства УВК (управленческий вычислительный комплект).

Показатели надежности

1) Вероятность безотказный работы за некоторое время

2) Время наработки на отказ

3) Среднее время восстановления системы. В сложных системах отказы элементов не приводят к отказу всей системы, а снижают ее эффективность. Поэтому для таких систем в качестве показателя оценки используют коэффициент снижения эффективности, который показывает какую часть идеальной эффективности составляет реальная система (или реальный УВК)

4) Показатель помехозащищенности - показывает какую часть составляет эффективность АСУТП работающая в реальных условия от эффективности АСУТП в идеальных условиях, т.е. в отсутствие помех

5) Экономический показатель - представляет собой относительную оценку технической разработки к приведенным затратам

*****

В процессе разработки САР ТП конкретного регулируемого объект решаются две взаимосвязанные друг с другом задачи. Первой из них является синтез рациональной структуры САР, второй - выбор наиболее подходящего типа и параметров настройки автоматического регулятора (или группы регуляторов - для сложных САР) и другой аппаратуры автоматического контроля, регулирования и управления, необходимой для реализации синтезированной (либо выбранной типовой) структуры САР ТП.

Синтез рациональной структуры САР сводится к разработке схемы взаимодействия регулятора (или регуляторов) с регулируемым объектом, обеспечивающей возможность сравнительно легкого ввода в действие и успешную работу всей аппаратуры САР в пусковых и наладочных режимах, в режиме длительной эксплуатации, остановки, а также в аварийных ситуациях.

Заметим, что синтез рациональной структуры САР не может быть сведен к формальной процедуре. Этот процесс в значительной мере является творческим, разработчик САР должен обладать определенной подготовкой и опытом.

Для успешного решения задачи синтеза рациональной структуры САР ТП разработчик обязан хорошо изучить регулируемый объект, условия его эксплуатации и требования к качеству автоматического регулирования.

В процессе синтеза рациональной структуры САР ТП конкретного регулируемого объекта решаются следующие вопросы:

– определение главных (выходных) и вспомогательных (промежуточных) регулируемых величин объекта, по состоянию которых осуществляется управление ходом ТП и противоаварийная защита;

– определение регулируемых и нерегулируемых возмущающих воздействий и их влияния на изменение главных и вспомогательных регулируемых величин;

– определение регулирующих воздействий и их влияния на изменение главных и вспомогательных регулируемых величин;

– определение взаимозависимости между отдельными регулируемыми величинами и выяснение возможности независимого регулирования от­дельных величин либо регулирования по сложным схемам многосвязанного регулирования;

– определение статических и динамических характеристик регулируемого объекта по различным каналам возмущающих и регулирующих воздействий, их постоянства во времени при различных нагрузках и других условиях эксплуатации регулируемого объекта, влияющих на стабильность указанных характеристик;

– определение требований к качеству регулирования как в установившемся, так и в переходном режиме работы САР; при этом должно учитываться, что завышенные требования к качеству регулирования нежелательны, так же как и заниженные; требования к качеству регулирования должны быть обоснованы;

– выбор методов и аппаратуры для измерения текущих значений главных и вспомогательных регулируемых величин; при этом определяется точность, надежность и инерционность измерительной аппаратуры;

– выбор типов регулирующих органов, определение их расходных характеристик и положения (открытое или закрытое), которое должен занять каждый регулирующий орган при аварийном падении давления питающего воздуха или при исчезновении командного сигнала, поступающего к исполнительному механизму;

– выяснение характера изменения заданного значения каждой регулируемой величины - постоянное, изменяющееся по заранее установленной программе, изменяющееся в соответствии с изменением другой (независимой) регулируемой величины, либо устанавливающееся на оптимальном значении самим регулятором (в том числе на максимально или мини­мально возможном значении);

– определение длины линий связи регуляторов с регулируемым объектом, т.е. расстояния от места измерения каждой главной и вспомогательной регулируемой величины до датчика, от датчика до пункта (щита) управления и от пункта управления до исполнительного механизма.

На основании полученных данных разрабатывается структура САР. Часто выбирается типовая структура из числа известных.

Разработанная (или выбранная типовая) структура вместе с выбранным регулятором (или группой регуляторов) и другой аппаратурой необходимой для нормального функционирования САР во всех ее мах, должна быт всесторонне проанализирована с точки зрения ее рационального использования для конкретного объекта. При этом если иметь в виду, что слишком упрощенная структура может не обеспечить требуемого качества регулирования, а излишне усложненная может оказаться ненадежной и громоздкой в эксплуатации.

27) Этапы развития систем управления

Функции управления осуществлялись оператором путем воздействия на тепловые и материальные потоки. На основе знаний процесса и информации, которую он получал с помощью своих органов чувств.

Связан с появлением средств контроля и регистрации, которые позволии повысить точность работы оператора, что привело к улучшению качества регулирования. Но при этом выработка решений и осуществление регулирующих воздействий осуществлялась оператором.

Введение автоматических регуляторов в цепь с ОС позволило освободить оператора от выработки решений по управлению. Появление локальных систем регулирования. Регулятор сравнивал текущий параметр с заданным и вырабатывал регулирующее воздействие в соответствии с заложенным оператором алгоритмом управления функция оператора заключалось в контроле качества регулирования и изменения параметров настройки регуляторов в случае необходимости. При увеличении числа регулируемых параметров простое увеличение локальных контуров не давало желаемого результата.

Создание централизованных систем управления в которых для обеспечения работы оператора вся информация выводилась на единый пункт. Также монтировалась основная часть регуляторов. При централизованной системе регулирования построение АСУ повышает требования предъявляемые к надежности технических средств. Кроме того, учитывая большие потоки информации, повышение требований к достоверности информации. Такие системы требовали слаженной работы отдельных элементов.

Использование вычислительной техники для обработки информации, а также для выработки управляющего воздействия. Появления систем программного цифрового управления и систем оптимального управления.

Развитие теории автоматического управления и технических средств привело к появлению автоматизированных систем управления техническими процессами (АСУТП). Они были предназначены для выработки и реализации управляющих воздействий на технический процесс в соответствии с принятым критерием оптимальности: минимизации отклонений от заданного, максимальной производительности установки и т.д. Следовательно разновидностью АСУТП являются автоматизированные системы управления производством (АСУП). Эти системы помимо задач выполняемых АСУТП занимается сбором информации о затратах на производство, количестве готовой продукции и др. Экономических показателях.