О схемах ПИД регулирования

[Anton Evgenevich]

Всем добрый день!

Встретил в регламенте одной из установок по производству кокса следующие параметры (убрал привязки к объектам):
Регулирование расхода сырья с коррекцией по расходу.
Или там же:
Регулирование расхода с коррекцией по температуре.

В литературе встречается подобное, но нет описания принципа работы таковых схем.
Какие это схемы регулирования - каскадные или регулирование соотношением?
Если есть ссылки на литературу - буду благодарен.

Всем спасибо!
С уважением, Антон Евгеньевич.

[VADR]

Всё зависит от конкретного объекта. Наиболее часто - каскадный регулятор: один ПИД-регулятор (обычно - более медленный в силу особенностей технологии) даёт задание для другого (более шустрого). К примеру, в регуляторе расхода с коррекцией по температуре обычно целевой параметр - температура, регулятор даёт задание второму регулятору, который управляет расходом охлаждающей среды. Такая схема применяется, если в технологии куча возмущений (например, давление охлаждающей среды "гуляет"), которые сводят на нет попытки прямого управления клапаном. Но нередко бывают и более сложные схемы коменсации. Например, во "внутреннем" контуре может использоваться дифференциальная составляющая не по "своему" измерению, а по измерению "внешнего" контура. Вариантов на самом деле немало.

[Anton Evgenevich]

VADR, спасибо за ответ!
"Регулирование расхода с коррекцией по температуре", насколько я понял, нельзя отнести к конкретной схеме управления из-за недостатка информативности определения?
Если возможно, подскажите, пожалуйста, литературу по этой теме.

С уважением, Антон Евгеньевич.

[VADR]

Не совсем так. Дело в том, что промышленная автоматика не является вещью самостоятельной: задача всё-таки исходит от технологии. И технология же диктует применение тех или иных способов регулирования в различных ситуациях. Тем не менее даже на одинаковых технологических объектах могут быть разные схемы управления (в т.ч. компенсации регуляторов) - на эту тему не одна диссертация написана, некоторые объекты обрастают жутким количеством возможных схем. К примеру, возьмём такой объект, как регулятор температуры перегретого пара после котлоагрегата. Технология диктует весьма небольшой допустимый диапазон изменения температуры, что накладывает ограничение на перерегулирование. Кроме того, сам объект состоит как минимум из двух частей: пароперегреватель и пароохладитель. Пароперегреватель - штука неуправляемая (сколько тепла сможет передать, столько и передаст) и весьма инертная (время между изменением температуры на входе и выходе иногда составляет десятки секунд). Пароохладитель, напротив, штука шустрая (изменение расхода конденсата на впрыск сказывается на температуре за пароохладителем через 2-3 секунды). В итоге лично я видел три различных схемы:
1. Обычный ПИД-регулятор. На входе - температура, на выходе - положение клапана на впрыске конденсата в пароохладитель. Видел всего однажды и был сильно удивлён, что такая схема работает. Впрочем, нередко такое регулирование приводило к забросу воды из пароохладителя в пароперегреватель и останову котла, так что рабочей её можно назвать с очень большой натяжкой.
2. Каскадный регулятор. В системе - 2 ПИД-регулятора. Первый управляет подачей конденсата в зависимости от температуры пара за пароохладителем. Ввиду "шустрости" пароохладителя настройки регулятора также расчитаны на быструю работу. Второй регулятор формирует задание для первого в зависимости от целевого параметра - температуры пара на выходе пароперегревателя, по сути осуществляя коррекцию работы внутреннего контура. Из-за инертности самого пароперегревателя этот регулятор делается более медленным. Схема рабочая, одна из основных используемых, но по слухам :) на некоторых котлах может не справляться.
3. По сути тот же каскадный регулятор, но дифференциальная составляющая "внутреннего" контура формируется не из "своего" входного сигнала, из входного сигнала "внешнего" контура. Каким именно образом это может улучшить характеристики системы - не знаю :). Но работает. Держу "про запас" на случай, если на каком-то из объектов вторая схема окажется нерабочей.
Кроме того, во второй и третьей схемах дополнительно могут меняться параметры настройки регуляторов в зависимости от расхода проходящего пара - тоже по сути коррекция.
Так что дело скорее не в недостатке информативности определения, а в недостатке информации об объекте управления и его особенностях.
Вот насчет литературы вряд ли что могу подсказать. Как то уже подзабыл, что в какой книге взял, а что на реальных объектах подсмотрел.

[andrmur]

В англоязычной литературе такой способ управления называется override control.

Иллюстрации к описанному выше:

DeltaV Books on-line, книга "configuration", глава Analog Control Blocks, раздел PID, Application Information.
http://www.easydeltav.com/BOL/10.3/index.html

А еще лучше это иллюстрировано здесь http://www.easydeltav.com/BOL/10.3/sour ... ctionblock:
сначала приведен пример классического двухконтурного управления с "перехватом", а затем этот же алгоритм в исполнении функционального модуля MPC.

[andrmur]

и еще здесь описан пример реализации двухконтурного регулятора на блоках PIDE

http://literature.rockwellautomation.co ... _-en-p.pdf

[Anton Evgenevich]

VADR, здравствуйте!
Согласитесь ли Вы со следующим:

1. Выход с регулятора целевого параметра является уставкой для оконечного регулятора, который, в свою очередь, выдает сигнал на исполнительный механизм. Таким образом, уставка задается только для целевого параметра.

2. Выход с регулятора целевого параметра вносит только корректировку в формирование выходного сигнала оконечного регулятора на исполнительный механизм (скажем, прибавляя или вычитая из уставки оконечного, значение отклонения целевого параметра от установленного значения с определенным коэффициентом передачи). Таким образом, уставка задается как для первого, так и для второго регулятора.

Получается, в обоих случаях влияние на оконечный регулятор будет корректирующим, но только вариант 2 будет являться схемой с коррекцией?

С уважением,
Антон Евгеньевич.

[VADR]

Честно говоря, формализованного определения регулятора с коррекцией я не знаю. Коррекция - суть внесение некоторых изменений в работу регулятора в зависимости от каких-либо факторов. И вариантов здесь множество.

[r_f]

Антон Евгеньевич,
скорее всего вы имеете в виду схему регулирования с упреждением (в англоязычном варианте - feedforward control). Подробнее можно почитать в приложенном файле.

Если у вас будут вопросы, постараюсь ответить на них.

С уважением,
Ренат.

[Владимир Николаевич]

Не мучайся поставь контроллер «РЕМИКОНТ 130» надежная проверенная машина или «МИКОНТ-180» мод1, и делай что хочешь любой закон регулирования, язык программирования «ФАБЛ» можно освоить в течение недели даже электрику. ;)

[Marrenoloth]

Получается, в обоих случаях влияние на оконечный регулятор будет корректирующим, но только вариант 2 будет являться схемой с коррекцией?

Ну да исходя из того, о чем выше написано. Но проблема еще в том, что четкой терминологии нет (8 По крайней мере на великом могучем.

Регулирование расхода сырья с коррекцией по расходу.
Или там же:
Регулирование расхода с коррекцией по температуре.

Что-то мне подсказывает, что тут еще один вариант есть, исходя из того, что расход, как правило, значительно менее инерционен чем температура. Если в зависимости от температуры физические свойства вещества меняются и есть формула зависимости, то есть вариант, что в зависимости от температуры просто малость корректируется уставка расхода, а каскадными схемами тут и не пахнет...

[Enginer]

Всем доброго времени суток. Я студент очник Томского политехнического, поставленный в затруднительное положение.
Вобщем преподаватель хочет от меня получить ответ по схеме регулирования тепловойв нагрузки, которую я привел в отчете о производственной практике. Самовыражение он не принимает, а подобной схемы я не нашел в нескольких популярных изданиях.
Суть вопроса: описать принцип работы системы управления тепловой нагрузкой с помощью импульса по тепловосприятию. В свою очередь импульс по тепловосприятию складывается из расхода пара и производной по расходу топлива. Регулируется расход топлива. В схеме еще присутствует корректирующий регулятор по давлению в паровой магистрали, но это уже отработанный вопрос...
Прошу посильной помощи :)

PS грозит отчислить... принципиальный жуть... :(

[Pashkevich]

Это скорее к технологам вопрос, а не к АСУшникам...

[Alexander]

Не мучайся поставь контроллер «РЕМИКОНТ 130»

Владимир Николаевич не устает втюхивать свое барахло? Некоторые могут подумать, что никто лучше и дешевле Ремиконта с такими задачами не справится....