книги из ГПНТБ / Страшун А.З. Программные регуляторы технологических процессов

Некоторые количественные данные, характеризующие приведенные выше аппроксимирующие функции в с о о т ­ ветствии с упомянутыми критериями, приведены ниже.

В случае использования системы аппроксимирующих

можно добиться совпадения по исследуемым критериям аппроксимируемой и аппроксимирующей функций.

Из остальных звеньев наилучшую точность аппрокси­

описываемых выражениями более высокого порядка нерационально, так как при этом не обеспечивается существенного улучшения точности аппроксимации, но усложняется вид передаточной функции аппроксимирую­ щего звена.

С учетом указанных выше соотношений может быть по известным методикам произведен расчет систем автоматического программного регулирования темпера ­ туры, в которых объект регулирования является объек ­ том с распределенными параметрами;

5 0

Рис. 18.

регуляторы с программированием по времени; програм ­ мные регуляторы второй группы встречаются относи - ' тельно редко. Ыа рис. 1 9 и 2 0 приняты следующие обозначения: 1 — объект регулирования, 2 — первичный преобразователь, 3 — элемент сравнения, 4 — измери ­ тельный прибор, 5 — регулирующее устройство, 6 — и с ­

корректируемые или гибкие. Р а з у м е е т с я , между этими видами программ невозможно провести резкой границы,

частотой претерпевают изменения. Причиной тому могут

изменение параметров питающей сети, изменение т е м ­ пературы окружающей среды и т. д. или при невозмож ­ ности проведения точных измерений по ходу протекания процесса и др . ) должна быть отнесена к гибким. В соответствии с существованием упомянутых двух групп программ, имеются две группы программных р е г у л я т о ­

степени, возможность замены или изменения программы без остановки программного задающего устройства ,и установки новой или измененной программы в течение определенного промежутка времени. В гибких програм ­ мных регуляторах обеспечивается возможность значи ­ тельной или полной смены программы без остановки программного задающего устройства. Жесткие програм ­ мные регуляторы используются там, где имеют место жесткие программы с малой частотой их смены или там, где количество таких программ ограничено и между

5 4

значения и величиной регулирующего сигнала. По этому признаку программные регуляторы подразделяются на программные регуляторы интегрального действия (с И -

(с ПДзаконом регулирования), пропорционально-инте­

ние регулируемой величины или ее среднего значения от заданного значения в установившемся р е ж и м е ) , пропор­ циональной заданному значению регулируемой величины или нагрузке. Поэтому при программном регулировании в условиях наличия глубоких и длительных возмущений входной величины (при изменении ее по программе) ж е ­ лательно использование других регуляторов, у которых практически отсутствует статическая ошибка •— р е г у л я ­ торов с ПИ или ПИД - законом регулирования. Р е г у л я т о ­ ры с ПИ-законом регулирования обычно используются с объектами регулирования сравнительно небольшой инер­ ционностью, регуляторы с ПИД-законом регулирования (изодромные с предварением)—с объектами, обладаю ­ щими значительным запаздыванием или инерционностью.

Расчет настроек программных регуляторов не имеет каких-либо принципиальных особенностей по отношению к другим видам регуляторов, поэтому этот вопрос не

программного регулирования были рассмотрены в пре ­ дыдущей главе .

По виду выходного сигнала программные регуляторы могут быть подразделены на программные регуляторы

5 6

непрерывного действия и программные регуляторы дискретного действия. Под программными регуляторами непрерывного действия понимаются регуляторы, в к о т о ­

нала в соответствии с каждым мгновенным значением входного сигнала регулятора. Под программными р е г у ­ ляторами дискретного действия понима"ются регуляторы,

вкоторых происходит процесс преобразования непре ­

рывного сигнала в дискретный (процесс квантования),

ивыходная величина которых имеет дискретную форму. Программные регуляторы дискретного действия в

зависимости от используемого вида квантования под ­ разделяются на следующие группы: программные р е г у ­ ляторы релейного действия (с квантованием по уровню), программные регуляторы импульсного действия (с квантованием по времени) и программные регуляторы релейно-импульсного действия (при наличии комбиниро­ ванного квантования, сочетающего квантование по времени и уровню) .

Наибольшее распространение получили программные регуляторы релейного действия, выгодно отличающиеся своей простотой, малогабаритностью и дешевизной. Основным недостатком этих регуляторов является колебание' регулируемой величины, амплитуда и частота которых зависят от величины зоны нечувствительности регулятора, избытка установленной мощности над п о ­ требляемой, от инерционности объекта регулирования и

степени трехпозиционные и многопозиционные) нашли весьма широкое применение, в особенности, при автома ­ тизации инерционных объектов (например, электриче ­ ских нагревательных печей) п при отсутствии в системе регулирования значительного запаздывания. В этом

^точность выполнения программы. При автоматизации малоинррциошгых объектов пли при наличии в системе

5 7

довательность импульсов, величина амплитуды, д л и ­ тельность или частота повторения которых зависит от величины входного воздействия в отдельные моменты времени; знак импульсов определяется полярностью отклонения регулируемой величины.

К программным регуляторам дискретного действия относятся программные цифровые регуляторы, которые развиваются наиболее интенсивно. Цифровые регуляторы (иными словами регуляторы, основанные на и с п о л ь з о ­ вании элементов дискретной техники), относятся к

величина которых претерпевает в отдельные моменты времени скачкообразные изменения. Уровень скачка определяется составляющей дискретного действия. В интервале между скачками регулирующее воздействие определяется составляющими непрерывного действия. Развитие цифровых регуляторов интенсивно стимулиру ­ ется распространением систем централизованного кон ­ троля, электронных вычислительных машин и других устройств, выполненных на элементах цифровой техники, а также появлением и развитием частотных преобразо ­ вателей, позволяющих в ряде случаев достичь весьма высокой точности измерения. Кроме того, цифровые регуляторы имеют ряд достоинств по сравнению с д р у ­ гими: большая точность, быстродействие, повышенная надежность, удобство настройки и т . п . / 2 2 / . Необходи­ мость создания программных задающих устройств с п о ­ вышенными техническими характеристиками и програм ­ мных задающих устройств для "гибких" программных регуляторов заставила активно использовать элементы дискретной техники для конструирования этих устройств / 2 3 , 2 4 / .

Находят применение также программные регуляторы комбинированного исполнения, состоящие из блоков, выполненных как на дискретных, так и на аналоговых элементах, например, аналоговые регуляторы в с о ч е т а ­ нии с программными задающими устройствами, выпол­ ненными на элементах цифровой техники; на аналоговых

5 9