Разработка асутп в системе трейс моуд:задачи и перспективы, страница 8

При необходимости проектировщик может написать свои специфические функции на языке Техно IL, сохранить их в соответствующих разделах библиотеки функций и встраивать в программы FBD  в статусе стандартных функциональных блоков.

Рис. 3. Диалог редактирования IL-программ редактора базы каналов

Кроме того, на том же языке могут быть написаны метапрограммы (до 16 программ на 1 узел системы), управление вызовом которых осуществляется специальным системным каналом.

Задачи, решаемые модулем адаптивного регулирования

Реализованные в ТРЕЙС МОУД алгоритмы адаптивного регулирования позволяют решать следующие задачи:

§  регулирование по стандартным ПИ и ПИД алгоритмам;

§  регулирование  по усовершенствованному ПИД алгоритму;

§  самонастройка параметров ПИ и ПИД алгоритмов в процессе управления объектом.

Эти задачи можно решать для контуров регулирования, в которых применяются как пропорциональные  исполнительные механизмы, так и интегрирующие. В последнем случае следует использовать адаптивный ПДД алгоритм в сочетании с ШИМ  преобразованием.

Цифровое управление процессом по усовершенствованному ПИД алгоритму

Усовершенствованный ПИД алгоритм, в отличие от стандартного, не отрабатывает дифференциальную и пропорциональную составляющие при изменении задания. Это позволяет сократить динамическую погрешность. Однако переходный процесс регулирования при смене задания затягивается.

Использование усовершенствованного алгоритма оправдано в тех случаях, когда нельзя допускать перерегулирования, а время переходного процесса не является самым значимым параметром.

На приведенных ниже рисунках показаны переходные процессы при использовании стандартного и усовершенствованного алгоритмов регулирования.

Рис. 1. Стандартный ПИД алгоритм

Рис. 2. Усовершенствованный ПИД алгоритм

Структурная схема адаптивной системы управления

Следующий рисунок демонстрирует структурную схему регулятора с использованием предлагаемого алгоритма самонастройки.

Рис. 3. Структурная схема адаптивного регулятора

Самонастройка параметров ПИД алгоритма

Самонастройка осуществляется параллельно с процессом регулирования. Для определения оптимальных настроек к выходу ПИД регулятора добавляется пробный гармонический сигнал. В процессе адаптации амплитуда колебаний на выходе объекта удерживается в рамках заданного ограничения. По умолчанию используется диапазон амплитуд 0.3 – 0.7%. Он в большинстве случаев не превышает допустимой погрешности регулирования.

На приведенном ниже рисунке показан процесс самонастройки регулятора в условиях наличия сильных шумов в тракте измерения.

Рис. 4. Процесс самонастройки при наличии шумов

Что даёт применение адаптивного регулирования?

Реализованные в ТРЕЙС МОУД алгоритмы адаптивного регулирования позволяют:

§  осуществлять настройку всех существующих контуров регулирования одновременно;

§  получить оптимальные по точности регулирования настройки ПИД регулятора;

§  практически не нарушать в процессе самонастройки нормальный ход технологического процесса;

§  повторять самонастройку либо по команде пользователя, либо периодически для нестационарных объектов управления.

Предложенные алгоритмы обладают следующими особенностями:

§  работают в условиях высокого уровня шумов и случайных возмущений;

§  поддерживают исполнительные механизмы любых типов;

§  требуют минимум входных параметров;

§  сохраняют работоспособность автоматического регулирования на этапе самонастройки;

§  настраиваемые контуры регулирования могут находиться как в ручном, так и автоматическом режимах работы.

Адаптивный алгоритм настройки может быть распространён на всю совокупность контроллеров, подключённых к ТРЕЙС МОУД.