Статья:

Реализация одноконтурной системы автоматического регулирования в интегрированной среде разработки TRACE MODE 6

Конференция: LXXII Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Жукова Е.О. Реализация одноконтурной системы автоматического регулирования в интегрированной среде разработки TRACE MODE 6 // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. LXXII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 3(72). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/3(72).pdf (дата обращения: 24.05.2022)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 5 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Реализация одноконтурной системы автоматического регулирования в интегрированной среде разработки TRACE MODE 6

Жукова Елена Олеговна
магистрант, Национальный исследовательский технологический университет МИСиС, РФ, г. Москва

 

Задача регулирования заключается в поддержании выходных величин объекта на заданном постоянном уровне или изменении её по определённому закону. Типовыми линейными законами регулирования являются: пропорциональный (P), пропорционально – интегральный (PI), пропорционально – интегрально – дифференциальный (PID) законы [3, c. 29].

В современных АСУ ТП применяются PID-регуляторы, которые путем подачи на объект единичного воздействия и анализа ответной реакции автоматически выставляют достаточно хорошие коэффициенты, поэтому в данной статье будет рассмотрен пример регулирования по ПИД закону.

Создание экрана одноконтурной системы автоматического регулирования среде разработки TRACE MODE 6

Входные переменные апериодического звена первого порядка:

- коэффициент усиления объекта (Kob);

- постоянная времени объекта (Tob);

- времени запаздывания (Tau).

Входные переменные ПИД регулятора:

- коэффициент усиления регулятора (Kr);

- времени интегрирования (Ti);

- времени дифференцирования (Td);

- величина задания давления (Dv).

Для отображения числового значения входных аргументов были созданы семь графических элементов и один графический элемент (Выход) для выходного значения, как показано на рисунке 1. Аргументы (переменные апериодического звена и ПИД регулятора) вместе с привязками показаны на рисунке 2.

 

Рисунок 1. Изображение экрана

 

Рисунок 2. Аргументы и привязки

 

Программа создания системы регулирования на языке Техно FBD

Для создания системы управления выбраны следующие блоки: из раздела «Арифметические Функции» - вычитание (X–Y); из раздела «Регулирование» - модель объекта (OBJ) и звено PID [2, c. 56]. Программа на языке Техно FBD показана на рисунке 3.

 

Рисунок 3. Программа на языке Техно FBD

 

Расчет ПИД-регулятора

Коэффициенты апериодического звена .

Расчёт параметров регулятора для нахождения всех коэффициентов:

;                                                                                                       (1)

;                                                                                                           (2)

;                                                                                                        (3)

;                                                                                                  (4)

.                                                                                      (5)

1/ = 0,00175                                                                                                           (6)

Результат моделирования (после расчётов) представлен на рисунках 4 и 5.

 

Рисунок 4. ПИД - регулирование (неустановившийся режим)

 

Основным показателем качества системы управления является устойчивость. Понятие устойчивости системы управления связано со способностью системы возвращаться в состояние равновесия после снятия внешних воздействий, которые вывели её из этого состояния [1, c. 47].

 

Рисунок 5. ПИД – регулирование (установившийся режим)

 

В рассмотренном выше примере система через определенный промежуток времени переходит в состояние равновесия (рисунок 4 и 5), следовательно, она является устойчивой, и реализация одноконтурной системы автоматического регулирования произведена правильно.

 

Список литературы:
1. Арефьев, В. Н. Основы теории управления и автоматики: учебное пособие / В. Н. Арефьев, С. К. Киселев. – Ульяновск: УлГТУ, 2014. – 315 с.: ил.
2. Ефимов, И. П. SCADA-система TraceMode / И. П. Ефимов, Д. А. Солуянов. – Ульяновск: УлГТУ, 2010. – 158 с.
3. Ротач, В. Я. Теория автоматического управления: учебник для вузов / В. Я. Ротач. – 5-е изд., перераб. и доп. – Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. – 396 с.: ил.