Теория автоматического управления

Теория автоматического управления Лекция 1 Основные определения Управление – определение состояния объекта управления, формирование и реализация управляющих воздействий, направленных на достижение некоторой цели. Объект управления – технологический процесс, осуществляемый в определенном аппаратурном оформлении (реакторы, массообменные колонны, теплообменники, насосы, трубопроводы и т.д.) Цель управления – достижение желаемых результатов функционирования объекта. Управление уровнем жидкости Основные определения Управляемые параметры объекта управления – параметры состояния химико-технологического процесса, воздействие на которые ведет к достижению цели управления (температура, давление, уровень, расход, плотность и др.). Управляющие воздействия - расходы хладагента, теплоносителя и т.п. (выражаемые через положения затвора, клапана, заслонки). Возмущающие воздействия – это «вредные» воздействия, нарушающие ход технологического процесса (изменение расхода вещества, подаваемого в аппарат, изменение температуры теплоносителя, изменение расхода греющего пара в заводской магистрали, влияние температуры окружающей среды) Для управления клапанами и задвижками в системах ГВС, отопления и т.п. применяется регулятор серии DTV. Измерение температуры «потребителя» происходит при помощи датчика температуры – термосопротивление типа Pt100. Температурный регулятор DTV считывает показания датчика и формирует сигналы «открыть» / «закрыть» для управления регулирующим клапаном. Для более точного регулирования к регулятору DTV можно подключить датчик положения задвижки (как правило резистивного типа). В регуляторе DTV есть интерфейс связи RS-485 и поддержка протокола Modbus RTU/ASCII, что позволяет подключить прибор к ПК и вести удаленный мониторинг процесса. Определение входных и выходных переменных процесса теплообмена управляемый параметр – температура нагреваемого вещества на выходе из теплообменника tвых – выходной сигнал объекта управления управляющее воздействие – изменение расхода греющего пара Fвых - входной сигнал объекта управления возмущающие воздействия – изменение температуры нагреваемого вещества на входе в теплообменник tвх, изменение расхода нагреваемого вещества F входной сигнал объекта управления Принципы управления Рис. 1. Пример управления по задающему воздействию Принципы управления Рис. 2. Пример регулирования температуры в химическом реакторе по возмущающему воздействию: 1 – датчик расхода; 2 – регулятор; 3 – исполнительное устройство Принципы управления ε = узд – у ошибка регулирования Рис. 3. Пример регулирования температуры в химическом реакторе по отклонению: 1 – датчик температуры; 2 – управляющее устройство; 3 – исполнительное устройство Принципы управления Рис. 4. Пример комбинированного регулирования температуры в химическом реакторе : 1 – преобразователь расхода; 2 – динамический компенсатор; 3 – сумматор; 4 – исполнительное устройство; 5 - датчик температуры; 6 – регулятор температуры