17. Программное обеспечение автоматизации

ПО – станции диспетчерского пункта должно осуществлять следующие функции:

1) сбор, обработку информации и управление в реальном времени; 2)сетевой обмен, удаленный доступ и управление; 3) визуализацию данных в реальном времени, + визуализацию архивных данных; 5) управление технологическим процессом с участием оператора (клавиатуры, мыши, …) 6) поддержку распределенных баз данных в реальном времени;

Работает ПО центральной станции под управлением операционных систем реального времени (QNX, MS Windows NT, …), поддерживающих перечисленные функции. Современная технология настройки ПО центральной станции на специфическое технологическое оборудование использует эффективные инструментальные средства – SCADA.

Главным требованием к ПО для ПК являются:

1) автономность, 2) поддержка процессов сбора, анализа информации и управления в реальном времени, 3) возможность дистанционного управления со стороны центральной станции, 4) поддержка локальных баз данных в реальном времени, 4) сетевая поддержка.

ПО распределенной системы включает следующие основные компоненты:

• Текстовое ПО;

• Базовое ПО;

• Прикладное технологическое ПО;

Текстовое ПО выполняет тестирование как отдельных ПК так и системы в целом, включая тестирование и диагностику различных конфигураций.

Текстовое ПО содержит следующие компоненты:

• Программы инициализации и конфигурирования

• Программы для тестирования ПК

• Программы для тестирования, наладки и сбора статистики

• Комплексное тестирование распределенной системы в целом;

• Специализированное тестовое ПО для наладочных пультов, стендов, …

Базовое ПО состоит из набора инструментальных и исполнительных программных средств, ориентированных на построение многоуровневых систем.

В состав исполнительных базовых программных средств входят операционные системы реального времени, управляющие выполнением прикладной программы и устройствами ПК, и сетевые программные средства, обеспечивающие информационный обмен между отдельными узлами и возможность дистанционного доступа и управления в распределенной системе.

Для разработки технологических программ используются следующие инструментальные средства: редакторы, системы программирования (поддержка ассемблеров и языков высокого уровня, + языков технологического программирования), средства отладки и тестирования, + инструментарий для функционально-ориентированных языков программирования, позволяющих с минимальными трудозатратами осуществлять проектирование системы.

Современные средства автоматизации проектирования технологических программ позволяют программировать ПК с использованием библиотеки стандартных программных модулей.

19. Современные ПИД-регуляторы, их модификации

ПИД-рег-р относится к наиб. распространенному типу. 90-95 % рег-ров находятся сейчас в эксплуатации, используют ПИД-алгоритм. «+»: прстота построения и промышленного использования, ясность функционирования, пригодгость для решения практических задач, низкая стоимость. Среди ПИД_рег-ров 64% приходятся\ на одноконтурные рег-ры и 36% -- на многоконтурные.

После появления дешевых микропроцессоров и АЦП в промышленности ПИД-рег-рах используется автоматическая настройка параметров, адаптивные алгоритмы, нейронные сети. Усложнились ПИД-рег-ры – появились с двумя степенями свободы, с принципом разомкнутого управления в сочетании с обратной связью.

Классический ПИД: R – рег-р, P – объект рег-я, r – упарвляющее воздействие, e – сигнал рассогласования, u – вых. величина рег-ра, y – регулируемая величина.

В ых. вел-на описывается:

По преобразованию Лапласа

Частные случаи: п-, ПИ-, ПД-рег-ры.

ПИД и его частные случаи явл. теоретическими идеализациями реальных регуляторов, поэтому для их практического воплощения нужно учесть ограничения, накладываемые реальными условиями применения. Постоянно растущие требования рынка к качественным показателям ПИД -- появление новых модификаций ПИД:

Регулятор с весовыми коэффициентами при установке . В классическом ПИД е равен разности r и y.Но качество рег-я можно увеличить если е вычислять отдельно для П-, Д-, И- составляющих

Где b, c – настроечные весовые коэффициенты. Весовой коэффициент при И- отсутствует—для нулевой ошибки в установленном режиме.

Р ег-р с формирующим фильтром для сигнала установки: Фильтр.Ставится перед рег-ром.

Принцип разомкнутого упр-я в ПИД: «+»: высоеая скорость реагирования на внешние возмущения, не может быть неустойчивой. «-»: невозможность получить высокую точность при неизвестных возмущениях и низкойточности модели объекта. Основным принципом применения разомкнутого упр-я в ПИД явл. разделение разделения задачи проектирования на 2 части: 1) обеспечение робастности и ослабление влияние шумов и внешних возмущений – решается с помощью параметров К, Тi, Тd; 2) обеспечение заданной реакции на управляющее воздействие. Рег-ры обеспечивающие возможность независимого решения этих 2-х задач – рег-ры с 2-мя степенями свободы.