7. Оптимизация контрольно-управляющей системы

Н есвоевременная подача аварийных сигналов приводит к возникновению аварийного состояния или к несвоевремен­ному принятию мер по устранению аварийной ситуации. При этом нарушается режим эксплуатация, что может привести к аварии оборудования и нарушению технологического про­цесса и, как следствие, к определенным материальным потерям.

Стоимость датчиков контрольно-измерительной системы определяется как качеством самих датчиков, так и их числом. Стоимость системы передачи информации зависит от сто­имости приемно-передающей аппаратуры, стоимости кана­лов, их помехоустойчивости и других факторов, связанных с надежностью и помехоустойчивостью системы (мощность передатчиков, аппаратурная и процедурная избыточности для реализации методов повышения помехоустойчивости и т.д.).

Вместе с тем расходы на реализацию и функционирование измерительной системы определяют и статическую оценку возможных потерь производства от некачественности каналов и аппаратуры и недостаточного количества последней.

Таким образом, в качестве критерия оптимизации выбора информационной системы используется сумма расходов на реализацию системы и потерь от ее несовершенства и недостаточного количества аппаратурных средств, эта сумма должна быть минимальной.

Зависимости в стоимостном выражении от качественных показателей ИУС могут быть получены:

1) методом непосредственного эксперимента на исследу­емой системе с использованием накопленных эксплуатаци­онных статистических данных по эффективности функционирования обслуживаемой системы при естественных или искусственных измерениях различных показателей ИУС.

2) методом статистического моделирования на ЭВМ фун­кционирования обслуживаемой системы при разных значе­ниях показателей ИУС. Для определения расходов информа­ция подвергается воздействию ошибок, сравнивается с истинной и анализируются экономические последствия от появления ошибок.

Ошибка в любом элементе приводит к увеличению потерь.

Снижения стоимости потерь можно добиться повышением точности и помехоустойчивости переданной информации с применением раз­личных методов, реализация которых требует определенных затрат.

8. Одноконтурная сар

Современные системы автоматического регулирования (САР) обычно используют серийно выпускаемые промышленностью регуляторы.

З десь О - объект управления; ПР - промышленный регулятор; X(t) - управляющее воздействие; Y(t) - процесс на выходе объекта; f(t) - возмущающее воздействие; E(t) = X(t) - У(t) - отклонение регулируемого процесса от заданного (ошибка регулирования); μ (t) - регулирующее воздействие на объект.

Промышленные регуляторы - это универсальные устройства, предназначенные для регулирования самых разнообразных величин и объектов. Их конструкция такова, что к ним могут подключаться различные измерительные преобразователи и исполнительные механизмы. Они состоят из отдельных блоков, выполняющих конкретные операции (усиление, сложение, интегрирование и т.п.). Из этих блоков можно собрать схемы, реализующие практически любые законы регулирования. Современные промышленные регуляторы выполняются на основе микроконтроллеров.

Динамические свойства САР зависят от характеристик объекта и регулятора. Все параметры САР можно разделить на три группы:

• заданные параметры, которые нельзя изменить (например, статические и динамические параметры объекта);

• параметры, которые могут быть выбраны конструктором при разработке регулятора, но не могут быть изменены при настройке;

• параметры, которые можно изменить при настройке (настроечные).

При разработке САР на основе промышленного регулятора возникает задача определения и установки настроечных параметров регулятора по заданным параметрам объекта. Решение этой задачи производится в следующем порядке:

- на основании сведений о регулируемом объекте, характере возмущений, управляющих воздействий и т.п. выбирается достаточно простой типовой закон регулирования;

• производится расчет оптимальной настройки регулятора;

• производится повторный анализ качества работы системы;

• если система не удовлетворяет поставленной задаче, выбирают более сложный закон регулирования;

• если и эта мера не даст удовлетворительные результаты, усложняют структуру САР (вводят дополнительные контуры регулирования, уточняют характер воздействия возмущений и т.д.).