Регуляторы. Виды и их настройка

Билет № 1

1. Обязанности инженера по АСУ ТП в области автоматизации, согласно должностной инструкции (ДИ S005/09-06,07,07 22524 п.4.1-4.12).

Инженер по АСУ ТП обязан:

4.1. Изучать разработанные проектными организациями действующие АСУ ТП с целью использования передового опыта для эксплуатации АСУ ТП.

4.2. Обеспечивать правильную техническую эксплуатацию, бесперебойную работу оборудования АСУ ТП.

4.3. Осуществлять проведение ремонта и испытаний оборудования АСУ ТП с соблюдением инструкций по эксплуатации и обслуживанию.

4.4. Производить своевременное техническое обслуживание оборудования АСУТП.

4.5. Устранять неисправности и сбои в работе АСУ ТП, осуществлять поиск и устранение причин, при невозможности устранения причины неисправности или сбоя представлять отчет о выполненных действиях.

4.6. Изучать причины отказов и неисправностей в АСУ ТП, вносить предложения по их устранению и предупреждению, по повышению качества и надежности АСУ ТП.

4.7. Постоянно взаимодействовать со службами, участвующими в обслуживании технологических участков производства, ежедневно получая от них информацию о необходимости участия отдела АСУ ТП в решении технических вопросов, связанных с обеспечением работоспособности технологических цехов и установок.

4.8. Оказывать методическую помощь подразделениям Общества в расшифровке информации, обработанной средствами АСУ ТП.

4.9. Выполнять работы по настройке контуров регулирования реализованных в АСУ ТП.

4.10. Участвовать в опытной эксплуатации вновь вводимых АСУ ТП.

4.11. Участвовать в мероприятиях по повышению профессиональной квалификации.

4.12. Осуществлять периодический контроль входящей и исходящей документации.

Регуляторы. Виды и их настройка.

Регулятор - управляющий объект.

Регулятор сравнивает задающий сигнал («задание», «уставку», «желаемое значение») с сигналами обратной связи от датчиков и определяет рассогласование (ошибку управления) – разницу между заданным и фактическим состоянием. Если оно равно нулю, никакого управления не требуется. Если разница есть, регулятор выдает управляющий сигнал, который стремится свести рассогласование к нулю. Такая схема показывает управление по ошибке (или по отклонению). Это значит, что для того, чтобы регулятор начал действовать, нужно, чтобы управляемая величина отклонилась от заданного значения. Блок, обозначенный знаком ≠, находит рассогласование. В простейшем случае в нем из заданного значения вычитается сигнал обратной связи (измеренное значение).

Пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор — устройство в управляющем контуре с обратной связью. Используется в системах автоматического управления для формирования управляющего сигнала с целью получения необходимых точности и качества переходного процесса. ПИД-регулятор формирует управляющий сигнал, являющийся суммой трёх слагаемых, первое из которых пропорционально разности входного сигнала и сигнала обратной связи (сигнал рассогласования), второе — интеграл сигнала рассогласования, третье — производная сигнала рассогласования.

Пропорциональная составляющая вырабатывает выходной сигнал, противодействующий отклонению регулируемой величины от заданного значения, наблюдаемому в данный момент времени. Он тем больше, чем больше это отклонение. Если входной сигнал равен заданному значению, то выходной равен нулю.

Однако при использовании только пропорционального регулятора значение регулируемой величины никогда не стабилизируется на заданном значении. Существует так называемая статическая ошибка, которая равна такому отклонению регулируемой величины, которое обеспечивает выходной сигнал, стабилизирующий выходную величину именно на этом значении.

Чем больше коэффициент пропорциональности между входным и выходным сигналом (коэффициент усиления), тем меньше статическая ошибка, однако при слишком большом коэффициенте усиления при наличии задержек (запаздывания) в системе могут начаться автоколебания, а при дальнейшем увеличении коэффициента система может потерять устойчивость.

Интегрирующая составляющая пропорциональна интегралу по времени от отклонения регулируемой величины. Её используют для устранения статической ошибки. Она позволяет регулятору со временем учесть статическую ошибку.

Если система не испытывает внешних возмущений, то через некоторое время регулируемая величина стабилизируется на заданном значении, сигнал пропорциональной составляющей будет равен нулю, а выходной сигнал будет полностью обеспечиваться интегрирующей составляющей. Тем не менее, интегрирующая составляющая также может приводить к автоколебаниям при неправильном выборе её коэффициента.

Дифференцирующая составляющая пропорциональна темпу изменения отклонения регулируемой величины и предназначена для противодействия отклонениям от целевого значения, которые прогнозируются в будущем. Отклонения могут быть вызваны внешними возмущениями или запаздыванием воздействия регулятора на систему.