Глубокий разбор сложных систем управления (часть 2)

Thread Content

К сложным системам управления относятся: последовательные системы управления, системы равномерного управления, системы управления по соотношению, системы управления с разделением диапазонов, автоматические селективные системы управления, системы передаточного управления и трехимпульсные системы управления и т. д. В предыдущих и средних частях мы рассмотрели системы управления с последовательным управлением, системы равномерного управления, системы управления по соотношению, системы управления по диапазону и автоматические системы выборочного управления. В этой статье рассматриваются системы управления с передачей сигнала вперед и системы управления с использованием трех импульсов. 6) Система управления с передачей сигнала вперед: отличие системы управления с передачей сигнала вперед от системы управления с обратной связью заключается в том, что при появлении помех система управления с обратной связью регулируется на основе отклонения измеренных значений от заданных значений ； А система управления с фидбеком регулируется в зависимости от величины воздействия помех. Система управления с обратной связью должна такой, чтобы регулятор начинал корректировать параметры только при возникновении отклонений в измеряемом параметре, тем самым компенсируя влияние помех на этот параметр. Однако в некоторых технологических процессах часто наблюдается задержка: к моменту возникновения сбоя параметры, которые необходимо регулировать, требуют определенного времени для изменения. За это время регулятор не может вмешиваться, он отстает от действия сбоя. При использовании системы управления с передачей сигнала вперед, как только возникает помеха, ещё до того, как изменится параметр, который необходимо контролировать, датчик уже определяет величину этой помехи. Затем регулятор вносит соответствующие коррективы. Благодаря таким своевременным и точным корректировкам параметр, который необходимо контролировать, не отклоняется под воздействием помех. В практических задачах управления технологическими процессами редко используется исключительно фидбек-система для регулирования контролируемых параметров. Обычно применяются комбинации фидбек-регулирования с фидфорвард-регулированием, или же регулирование по соотношению с фидфорвард-регулированием. Система управления с тремя импульсами является примером комбинации фидфорвард-регулирования с каскадной системой управления. 7) Система управления трьмя импульсами: наиболее типичным применением системы управления трьмя импульсами является система подачи воды в котел. Уровень жидкости в котловом баке изменяется в зависимости от таких факторов, как изменение нагрузки на парообразование. Когда нагрузка на парообразование резко увеличивается, давление пара в котле мгновенно снижается. В результате кипение воды усиливается, количество пузырьков пара быстро возрастает. Пузырьки появляются не только на поверхности воды, но и под ней. Поскольку объем пузырьков во много раз превышает объем воды, это приводит к повышению уровня жидкости в котле. Поскольку такое повышение уровня жидкости не отражает реальное количество жидкости в котле, его называют «ложным уровнем». Если не ввести систему управления трёх импульсов, контроллер уровня будет отправлять ошибочные сигналы, что приведёт к снижению открытия клапана подачи воды. В результате уровень воды ещё больше снизится, вода в котле будет кипеть интенсивнее, а количество пузырьков пара — резко возрасти. Это создаст опасность взрыва котла. Система управления трём импульсами представляет собой решение для контроля уровня жидкости в котельном баке. В ней учитываются параметры расхода воды и расхода пара; уровень жидкости в баке является контролируемой величиной. С помощью оператора эта величина используется в качестве задания для вспомогательного контроллера расхода воды, что в конечном итоге обеспечивает баланс между уровнем жидкости в баке, расходом воды и расходом пара. Расход пара используется в качестве сигнала фидбека для управления циклом подпетли расхода воды; на самом деле это является схемой управления с комбинацией фидбека и последовательного управления. Выше был приведен лишь пример системы управления с тремя импульсами. На практике, в зависимости от требований процесса, существуют различные схемы управления с тремя импульсами. Также существует управление с одним импульсом и управление с двумя импульсами. Необходимо выбирать подходящую схему управления в соответствии с потребностями.