pocket guide on industrial automation (chapter 1 3 ) (hướng dẫn về tự động hóa công nghiệp )
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (537.58 KB, 16 trang )
BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP HCM
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
----------
ĐỀ TÀI TIỂU LUẬN :
POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
(CHAPTER 1 & 3 )
(“HƯỚNG DẪN VỀ TỰ ĐỘNG HÓA CÔNG NGHIỆP” )
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
MỤC LỤC
Đề mục
Chương 1. Giới thiệu
Chương 3. Điều khiển quá trình
3.1. Các khái niệm cơ bản kiểm soát
3.2. Nguyên tắc của hệ thống điều khiển
3.3. Chế độ điều khiển trong điều khiển vòng kín
3.4. Điều chỉnh của Closed Loop kiểm soát
3.5. Thác kiểm soát
3.6. Khởi tạo của một hệ thống thác
3.7. Nuôi mong Kiểm soát
3.8. Điều khiển feedforward dẫn
3.9. Điều khiển feedforward tự động
3.10. Thời gian phù hợp như điều khiển feedforward
3.11. Vượt qua thời gian chết quá trình
3.12. Lời giải thích đầu tiên hạn (miễn phí xáo trộn PV)
3.13. Giải thích thứ hai hạn (dự đoán PV)
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
Trang
CHƯƠNG 1 : GIỚI THIỆU
LỜI NÓI ĐẦU
Xã hội trong nỗ lực hàng ngày của nó đã trở nên quá phụ thuộc vào tự động
hóa mà nó là khó có thể tưởng tượng cuộc sống không có kỹ thuật tự động hóa.
Ngoài các sản xuất công nghiệp mà nó là phổ biến liên quan, bây giờ nó bao gồm một
số của khu vực bất ngờ. Thương mại, kỹ thuật bảo vệ môi trường, giao thông kỹ thuật,
nông nghiệp, xây dựng kỹ thuật và kỹ thuật y tế được nhưng một số khu vực tự động
hóa đang đóng một vai trò nổi bật. tự động hóa kỹ thuật là một môn học cắt ngang
đòi hỏi kiến thức tỷ lệ thuận trong phần cứng và phát triển phần mềm và các ứng
dụng của họ.
Trong quá khứ, tự động hóa kỹ thuật chủ yếu được hiểu như là kỹ thuật điều
khiển đối phó với một số của các thành phần điện và điện tử. Hình ảnh này đã thay
đổi kể từ khi máy tính và phần mềm đã thực hiện theo cách của họ vào mọi thành
phần và yếu tố thông tin liên lạc và tự động hóa.
Kỹ sư tự động hóa công nghiệp thực hiện rất nhiều trách nhiệm trong nghề
nghiệp của họ. Không đòi hỏi miền khác rất nhiều chất lượng từ rất nhiều quan điểm
của các chức năng, nhưng với những hạn chế đáng kể vào ngân sách. Giám đốc dự
án công nghiệp dự án tự động hóa có hạn chế nguồn tài nguyên quan trọng, xem xét
từng thay đổi yêu cầu của quản lý của mình, cố gắng để chấp nhận sự tăng tốc nhanh
chóng của sự thay đổi công nghệ, đồng thời cố gắng để duy trì độ tin cậy và an ninh
không thể phá vỡ của các nhà máy và các công cụ của nó.
Cuốn sách này được xây dựng để hướng dẫn bạn qua một vòng đời precised
của khác nhau hoạt động tự động hóa của thực vật. Có một số lượng sách mà bao
gồm khác nhau các khía cạnh của tự động hóa nhưng đây là tất cả bao gồm.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
CHƯƠNG 3. ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH
3.1. Các khái niệm cơ bản kiểm soát :Hệ thống điều khiển quá trình cơ bản nhất bao gồm
một
vòng
điều
khiển
như
thể
hiện
trong
hình
3.
1. Điều này có bốn thành phần chính đó là:
• Một đo lường của nhà nước hoặc tình trạng của một quá trình
• Một bộ điều khiển tính toán một hành động dựa trên giá trị đo này
chống
lại
một
giá
trị
đặt
trước
hoặc
mong
muốn
(bộ
điểm)
•
Một
tín
hiệu
đầu
ra
do
việc
tính
toán
điều
khiển
là
được sử dụng để thao tác các hành động quá trình thông qua một số hình thức của thiết bị truyền
động
• Các quá trình tự nó phản ứng với tín hiệu này, và thay đổi trạng thái của nó hoặc
điều kiện
Hình
3.1
:
Điều khiển
Thiết lập điểm
Kiểm
soát
đầu
Đầu vào xáo trộn
Kết
quả
đầu
ra
vào
Hành
động
kiểm
Thiết bị
truyền
soát
động
Quá trình
Đo lường
Biến quá trình
Sơ đồ khối cho thấy các yếu tố của một vòng điều khiển quá trình.Hai trong số các tín hiệu quan
trọng nhất được sử dụng trong điều khiển quá trình này được gọi là
•
Quá
trình
biến
đổi
hay
PV
•
thao
tác
biến
đổi
hay
MV
Trong điều khiển quá trình công nghiệp, biến quá trình hoặc PV được đo bằng một
thiết bị trong lĩnh vực và hoạt động như một đầu vào cho một bộ điều khiển tự động trong đó có
hành động dựa trên giá trị của nó. Ngoài ra, PV có thể là một đầu vào cho một dữ liệu
hiển thị để các nhà điều hành có thể sử dụng đọc sách để điều chỉnh quá trình này thông qua
điều khiển bằng tay và giám sát Biến để được thao tác, để có thể kiểm soát các PV, được gọi là
Thao tác biến. Nếu chúng ta kiểm soát lưu lượng đặc biệt ví dụ, chúng ta thao tác
một van để kiểm soát dòng chảy. Ở đây, Vị trí của van được gọi là thao tác,Biến và dòng chảy đo
thành quá trình biến.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
3.2.
Nguyên
tắc
của
hệ
thống
kiểm
soát
:
Để thực hiện một công việc hiệu quả của việc kiểm soát quá trình, chúng ta cần phải biết làm thế
nào kiểm soát nhập chúng tôi đang đề xuất dùng sẽ ảnh hưởng đến đầu ra của quá trình này. Nếu
chúng ta thay đổi các điều kiện đầu vào chúng ta cần phải biết những điều sau đây:
•
Sẽ
tăng
sản
lượng
hay
giảm?
•
Chúng
ta
sẽ
nhận
được
bao
nhiêu
phản
ứng?
•
Nó
sẽ
kéo
dài
bao
lâu
cho
sản
lượng
để
thay
đổi?
.
• Điều gì sẽ là đường cong đáp ứng hoặc quỹ đạo của phản ứng?
Những câu trả lời cho những câu hỏi đang được tốt nhất bằng cách tạo ra một hình toán học mối
quan hệ giữa đầu vào được lựa chọn và đầu ra của quá trình này trong
câu hỏi. Thiết kế điều khiển quá trình sử dụng một kỹ thuật rất hữu ích của sơ đồ khối mô hình
hóa để hỗ trợ trong các đại diện của quá trình và hệ thống điều khiển của nó. Các Phần dưới đây
giới thiệu các nguyên tắc mà nên áp dụng cho thực tế nhất kiểm soát tình hình vòng lặp.Các nhà
máy quá trình được thể hiện bằng một khối đầu vào / đầu ra như thể hiện trong hình 3. 2
Đầu vào xáo trộn
Kiểm soát
đầu vào
Quá trình
Kết quả
đầu ra
Sơ đồ khối cơ bản cho quá trình này được kiểm soát
Trong hình 3. 2, chúng ta thấy một tín hiệu điều khiển sẽ hoạt động trên một đầu vào
quá trình, được gọi là "chế tác biến. Chúng tôi cố gắng lái xe đầu ra củaxử lý một giá trị cụ thể
hoặc thiết lập điểm bằng cách thay đổi các đầu vào. Các đầu ra có thểcũng bị ảnh hưởng bởi các
điều kiện khác trong quá trình hoặc bởi những hành động bên ngoài nhưnhững thay đổi về áp lực
cung cấp hoặc trong chất lượng của vật liệu được sử dụng trongquá trình. Đây là tất cả coi như
'xáo trộn nguyên liệu đầu vào và kiểm soát hành động của chúng tôi sẽ cần phải vượt qua ảnh
hưởng của họ cũng như có thể.Thách thức đối với các nhà thiết kế quá trình kiểm soát là để duy
trì quá trình kiểm soátbiến ở các giá trị mục tiêu hoặc thay đổi nó để đáp ứng nhu cầu sản xuất
trong khithế cho những rối loạn có thể phát sinh từ các đầu vào khác. Vì vậy, ví dụ, nếu chúng ta
muốn giữ mực nước trong bể chứa ở độ cao liên tục trong khi những người khác được vẽ ra từ nó,
chúng ta sẽ thao tác các dòng chảy đầu vào để giữ mức độ ổn định.Giá trị của một mô hình quy
trình là nó cung cấp một phương tiện thể hiện những đườngsản lượng sẽ phản ứng với các hành
động đầu vào. Điều này được thực hiện do có toán học mô hình dựa trên các định luật vật lý và
hóa học ảnh hưởng đến quá trình này.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
Ví dụ trong hình 3. 3, một xe tăng mở với diện tích mặt cắt ngang A cung cấp với một dòng
của Q1 nước có thể kiểm soát hay thao tác. Các chảy ra từ xe tăng đi qua một van với điện trở R
với sản lượng Q2 dòng chảy. Mực nước hoặc chịu áp lực trong bình được ký hiệu là H. Chúng tôi
biết Q2 sẽ tăng như H tăng và khi Quý 2 Quý 1 bằng mức độ sẽ trở thành ổn định.
Sơ đồ khối của quá trình này được thể hiện trong hình 3. 4
Kiểm soát đầu vào là
vị trí của van
Biến điều khiển
(đầu ra) là mức
trong bể
Qua phần diện tích = A
Xáo trộn là sự thay đổi
trong tỷ lệ rút ra theo
nhu cầu của người sử
dụng
Hình
Sơ đồ khối cơ bản của quá trình bể
Áp suất cung cấp
Kiểm
soát đầu
vào = Y
(mở
van)
3.
Lưu
lượng
xe tăng
= Q2
Van
đầu vào
4
Cửa van
xe tăng
Lưu lượng xe
tăng = Q1
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
Sản
lượng =
H (cấp
xe tăng)
3.2.1.
Ổn
định
:
Một hệ thống điều khiển kín vòng lặp là ổn định nếu không có dao động liên tục. Một ồn ào
và bị xáo trộn tín hiệu có thể hiển thị như là một xu hướng khác nhau, nhưng nó không bao giờ
được bị nhầm lẫn với vòng lặp không ổn định. Các tiêu chí cho sự ổn định là hai điều kiện:
•
Được
lặp
(KLOOP)
cho
các
tần
số
quan
trọng
<1;
•
Vòng
Phase
Shift
cho
các
tần
số
quan
trọng
<180
°.
3.2.2.
Vòng
lặp
cho
tần
số
quan
trọng:
Xem xét tình hình nơi đạt được tổng số vòng lặp cho một tín hiệu với
tần số có một vòng tổng giai đoạn thay đổi 180 °. Một tín hiệu với tần số này là
phân hủy trong độ lớn, nếu đạt được tín hiệu này là dưới 1. Hai người kia
lựa
chọn
thay
thế
là:
•
Dao
động
liên
tục
mà
vẫn
ổn
định
(Loop
Gain
=
1);
•
Dao
động
liên
tục
được
gia
tăng,
hoặc
tồi
tệ
hơn
(Loop Gain> 1).
3.2.3.
Vòng
lặp
giai
đoạn
thay
đổi
tần
số
quan
trọng:
Xem xét tình huống mà tổng giai đoạn chuyển đổi cho một tín hiệu với tần số có một vòng lặp
tổng cộng 1. Một tín hiệu này với sự thay đổi giai đoạn của 180 ° sẽ tạo ra dao động nếu được lặp
lớn hơn 1. Tăng Lãi hoặc chuyển pha mất ổn định một vòng khép kín, nhưng làm cho nó thân
thiện hơn và nhạy cảm.Giảm tăng hoặc chuyển pha ổn định một vòng khép kín tại các chi phí của
làm
cho
nó
chậm
chạp
hơn.
Việc đạt được của vòng lặp (KLOOP) xác định giá trị OFFSET của bộ điều khiển và bù đắp thay
đổi
theo
Set
thay
đổi
điểm.
3.2.4.
Chế
độ
kiểm
soát:
Có năm hình thức cơ bản của điều khiển có sẵn trong điều khiển quá trình:
•
On-Off
•
Điều
biến
•
Open
Loop
•
Cho
Chuyển
tiếp
•
Đóng
cửa
vòng
lặp
Kiểm soát trên-Off: Chiến lược lâu đời nhất để kiểm soát là sử dụng một chuyển đổi cho đơn giản
kiểm soát on-off, như minh họa trong hình 3. 5. Đây là một hình thức liên tục kiểm soát hành
động, và cũng được gọi là kiểm soát hai vị trí. Một on-off điều khiển tuyệt vời là 'bật' khi đo thấp
hơn điểm đặt (SP), và thao tác biến (MV) là giá trị tối đa của nó. Trên SP, bộ điều khiển là 'tắt' và
MV là ở mức tối thiểu.
khoảng cách
hình sin
khác biệt
Tín
hiệu
đầu
vào
Tín
hiệu
đầu
ra
(m)
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
Hình
3.
5
Phản ứng của một hai bộ điều khiển vị trí với một đầu vào hình sin
Kiểm soát điều chỉnh: Nếu đầu ra của một bộ điều khiển có thể di chuyển qua một loạt các
giá
trị,
đây
là
điều
chỉnh
kiểm
soát.
Điều chế kiểm soát diễn ra chỉ trong một phạm vi hoạt động được xác định. Nghĩa là, nó phải có
trên và giới hạn thấp hơn. Kiểm soát điều chỉnh là một hình thức mượt mà của kiểm soát là kiểm
soát bước. Nó có thể được sử dụng trong cả hai vòng mở và điều khiển vòng kín hệ thống.
Điều khiển vòng mở: điều khiển vòng mở được do đó được gọi là bởi vì các hành động kiểm soát
(Điều khiển Đầu ra tín hiệu OP) không phải là một chức năng của PV (quá trình biến) hoặc
tải thay đổi. Kiểm soát vòng lặp mở không tự chính xác, khi các của PV trôi.
Nuôi chuyển tiếp kiểm soát: ăn về phía trước điều khiển là một hình thức kiểm soát dựa trên
dự đoán các biến thao tác đúng yêu cầu để cung cấp theo yêu cầu
biến đầu ra. Nó được xem như một hình thức của điều khiển vòng lặp mở như các PV không được
sử
dụng
trực
tiếp
trong
các
hành
động
kiểm
soát.
Đóng cửa vòng lặp thông tin phản hồi hoặc kiểm soát: Nếu PV, mục tiêu kiểm soát, được sử dụng
để xác định hành động kiểm soát này được gọi là hệ thống điều khiển vòng kín. nguyên tắc được
thể hiện trong hình 3. 6.
đầu ra
điều khiển phản
hồi
thiết lập
điểm
Biến thao
tác
tải
Quá trình
biến
quá
trình
Hình
3.
6
Vòng
điều
khiển
phản
hồi
Ý tưởng về điều khiển vòng kín là để đo PV (Quy trình biến); so sánh
này với SP (Set điểm), đó là mong muốn, hoặc giá trị mục tiêu và xác định một
kiểm soát hành động mà kết quả trong một sự thay đổi của OP (đầu ra) giá trị của một tự động
điều
khiển.
Trong hầu hết các trường hợp, LỖI (ERR) hạn được sử dụng để tính toán giá trị OP.
ERR
=
PV
SP
Nếu ERR = SP - PV đã được sử dụng, bộ điều khiển đã được thiết lập cho SAU
kiểm soát hành động.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
3.3.
Chế
độ
điều
khiển
trong
điều
khiển
vòng
kín
Vòng điều khiển kín nhất có khả năng kiểm soát với ba chế độ kiểm soát
mà
có
thể
được
sử
dụng
riêng
rẽ
hoặc
kết
hợp
•
Điều
khiển
tỉ
lệ
(P)
•
tích
hợp,
hoặc
lập
lại
kiểm
soát
(I)
•
Kiểm
soát
phái
sinh,
hoặc
Tỷ
lệ
(D)
3.3.1.
Kiểm
soát
tỷ
lệ
(P)
Đây là biện pháp chính để kiểm soát. Bộ điều khiển tự động cần phải sửa
các bộ điều khiển OP, với một hành động tỷ lệ thuận với ERR. Điều chỉnh bắt đầu từ
một
giá
trị
OP
đầu
hành
động
điều
khiển
tự
động.
Lỗi tỷ lệ và giá trị dẫn: Điều này được gọi là giá trị bắt đầu bằng tay.
Trước đây, điều này đã được gọi là "thiết lập lại bằng tay". Để có một tự động sửa chữa được thực
hiện, đó có nghĩa là điều chỉnh từ thuật ngữ bắt đầu sử dụng, chúng tôi luôn luôn cần một giá trị
của ERR. Nếu không có một giá trị ERR không có sự điều chỉnh và quay trở lại giá trị của sổ tay.
Băng tỷ lệ: Bộ xử lý nhạc theo tỷ lệ thường được xác định, trong về tỷ lệ phần trăm, như tỷ lệ giá
trị đầu vào, hoặc PV với đầy đủ hoặc 100% thay đổi giá trị sản lượng điều khiển hoặc MV ..
3.3.2.
Tích
phân
(I)
Hoạt động thể thiếu được sử dụng để kiểm soát đối với không OFFSET trong tín hiệu đầu ra. này
nghĩa là nó điều khiển hướng không có lỗi (ERR = 0). Điều khiển tích là bình thường được sử
dụng để hỗ trợ kiểm soát tỷ lệ thuận. Sự kết hợp của cả hai được gọi là PI kiểm soát.
Công thức cho tôi-Control:
3.3.3.
Vi
phân
(D)
Mục đích duy nhất của vi phân là thêm ổn định cho một điều khiển vòng kín
hệ thống. Tầm quan trọng của vi phân (D-Control) là tỷ lệ thuận với tốc độ
của
sự
thay
đổi
(hoặc
tốc
độ)
của
PV.
Kể từ khi tốc độ thay đổi của tiếng ồn có thể lớn, sử dụng D-kiểm soát như một phương tiện
tăng cường sự ổn định của một vòng điều khiển được thực hiện tại các chi phí của khuếch đại
tiếng ồn. Như D-kiểm soát trên riêng của mình không có mục đích, nó luôn được sử dụng kết hợp
P-kiểm soát hoặc PI điều khiển. Kết quả là PD-kiểm soát hoặc PID-Control. PIDControl
chủ
yếu
được
sử
dụng
nếu
D-kiểm
soát
là
cần
thiết.
Công thức D-Control:
OP = K * Tder (Derr / dt)
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
3.4.
Điều
chỉnh
của
Closed
Loop
kiểm
soát
Thường có nhiều và đôi khi mâu thuẫn mục tiêu, khi điều chỉnh một bộ điều khiển trong một hệ
thống điều khiển vòng kín. Danh sách sau đây có chứa nhiều nhất mục tiêu quan trọng để điều
chỉnh của một bộ điều khiển: Giảm thiểu việc tách rời của các lỗi: Mục tiêu ở đây là để giữ khu
vựcbao bọc bởi hai đường, các SP và xu hướng PV, mức tối thiểu.
diện tích lỗi
Hình
3.
7
Thiếu
về
lỗi
Giảm thiểu các thể tách rời của phương lỗi: Như trong hình 3. 8, nó là có thể có một khu vực nhỏ
của lỗi nhưng một độ lệch không thể chấp nhận của PV từ SP trong một thời gian bắt đầu. Trong
trường hợp này, trọng lượng đặc biệt phải được trao cho tầm quan trọng của độ lệch của PV từ SP.
Kể từ khi trọng lượng nhất định là tỷ lệ thuận với độ lớn của độ lệch, trọng lượng được nhân với
lỗi. Điều này mang lại cho lỗi bình phương (phương lỗi = lỗi * trọng lượng). Nhiều bộ điều khiển
tự động hiện đại với và làm việc liên tục điều chỉnh trên cơ sở này.
diện tích lỗi
Hình
3.
8
Thiếu
trên
vuông
lỗi
Kiểm soát nhanh: Trong hầu hết các trường hợp, kiểm soát nhanh chóng là một yêu cầu nguyên
tắc từ một điểm hoạt động của xem. Tuy nhiên, điều này chủ yếu đạt được bằng cách vận hành
bộ điều khiển với một tăng cao. Điều này dẫn đến khá thường xuyên trong bất ổn, hoặc kéo dài
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
giải
quyết
lần
so
với
tác
động
của
quá
trình
xáo
trộn.
Mặc tối thiểu và nước mắt của các thiết bị kiểm soát: Một van hoặc hệ thống servo cho Ví dụ
không nên chuyển không cần thiết thường xuyên, nhanh chóng hoặc vào cực vị trí. Đặc biệt, ảnh
hưởng của tiếng ồn, rối loạn quá trình quá mức và điều khiển không thực tế nhanh phải được xem
xét
ở
đây.
Không vượt qua lúc khởi động: Thời gian quan trọng nhất cho vượt qua là thời điểm bắt đầu
lên của một hệ thống. Nếu chúng ta kiểm soát một chiếc xe tăng mở, chúng tôi không muốn các
xe tăng tràn như kết quả của vượt qua mức. Đáng kể hơn, nếu chúng ta có một chiếc xe tăng
đóng, chúng tôi không muốn bể vỡ. Cân nhắc tương tự tồn tại ở khắp mọi nơi, nơi nguy hiểm của
một số loại tồn tại. Giảm thiểu tác động của các rối loạn được biết: Nếu chúng ta có thể đo rối
loạn, chúng ta có một cơ hội để kiểm soát chúng trước khi hiệu ứng của họ trở nên rõ ràng.
3.4.1.
Phương
pháp
đi
xe
đạp
liên
tục
(Ziegler
Nichols)
Phương pháp này đòi hỏi phải điều chỉnh xác định giá trị quan trọng của lợi ích điều khiển
(KC) sẽ tạo ra một dao động liên tục của một vòng kiểm soát. Điều này sẽ xảy ra khi đạt được
tổng số vòng lặp (KLOOP) bằng một. Giá trị tăng điều khiển (KC) sau đó trở nên được biết đến
như
là
đạt
được
tối
hậu
(KU).
Nếu chúng ta xem xét một chất lỏng vòng điều khiển dòng chảy cơ bản sử dụng:
• Một đo lưu lượng Venturi với một mA đầu ra 4-20 ăn vào ...
• một bộ điều khiển PID do đó có một đầu ra 4-20 mA điều khiển ...
• một thiết bị truyền động van mà lần lượt thay đổi tốc độ dòng chảy của ...
•
quá
trình
này.
Khi sản phẩm của các lợi ích của tất cả bốn trong số những bộ phận cấu thành bằng một,
hệ thống sẽ trở nên không ổn định khi một sự xáo trộn quá trình xảy ra (một tập hợp điểm
thay đổi). Nó sẽ dao động ở tần số tự nhiên của nó được xác định bởi các lag quá trình và thời
gian đáp ứng, và do được lặp trở thành một trong. Sau đó đo tần số dao động (thời gian một chu
kỳ dao động), đây là giai đoạn cuối cùng PU. Ngoài ra, giá trị cuối cùng của KC là đạt được rất
quan trọng trong những bộ điều khiển (KU). Này đạt được giá trị, khi nhân với quá trình tăng
không
rõ
(s),
sẽ
cung
cấp
cho
một
vòng
Đạt
được,
KLOOP,
của
1.
3.4.2. Các giai đoạn có được điều chỉnh vòng khép kín (phương pháp đi xe đạp
liên
tục)
•
Đặt
điều
khiển
trong
điều
khiển
•
Chọn
P-kiểm
soát
để
ERR
=
(SP
•
Đặt
điều
khiển
vào
chế
độ
tự
•
Thực
hiện
một
thay
đổi
Bước
đến
điểm
•
Hãy
hành
động
dựa
trên
những
quan
• Kết luận của Thủ tục chỉnh.
3.4.3.
Damped
phương
pháp
điều
chỉnh
đi
xe
P-Chỉ
PV)
động
Set
sát
đạp
Phương pháp này là một biến thể của phương pháp đi xe đạp liên tục. Nó được sử dụng bất cứ khi
nào đi xe đạp liên tục áp đặt nguy hiểm để xử lý, nhưng một dao động damped của một mức độ
nào
là
chấp
nhận
được.
Các bước điều chỉnh vòng khép kín (phương pháp đi xe đạp damped) như sau:
•
Đặt
điều
khiển
vào
P-Control
Chỉ
•
Chọn
P-kiểm
soát
để
ERR
=
(SP
PV)
•
Đặt
điều
khiển
trong
chế
độ
tự
động
•
Thực
hiện
một
thay
đổi
Bước
đến
điểm
Set
• Hãy hành động dựa trên quan sát.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
3.5.
Thác
kiểm
soát
Nếu OP của điều khiển nhiệt độ TC ổ đĩa SP nhiên liệu mới được thêm vào này điều khiển dòng
chảy FC, sau đó là một tình huống mà các OP của nhiệt độ điều khiển TC đã đẩy dòng chảy đúng
sự thật và không chỉ là một vị trí van. Áp lực lưu lượng nhiên liệu thực tế sẽ không có ảnh hưởng
đến nhiệt độ đầu ra. Này khái niệm được gọi là "kiểm soát thác. Nguyên tắc này được thể hiện
trong hình 3. 9.
3.5.1. Các khái niệm về quá trình diễn biến hoặc PV theo dõi
PV-Theo dõi hoạt động nếu (FC) điều khiển phụ ở chế độ thủ công.
Bộ điều khiển có thể được thiết lập để sử dụng PV-Theo dõi hay không.
Khái niệm này là một nhà điều hành đặt giá trị OP của bộ điều khiển nhiên liệu bằng tay cho đến
khi
họ
tìm
thấy
một
giá
trị
thích
hợp
cho
quá
trình
này.
3.6.
Khởi
tạo
của
một
hệ
thống
thác
Khởi thực sự là một loại chế độ hướng dẫn mà các nhà điều hành không lái xe
giá trị OP của bộ điều khiển chính. (bộ điều khiển nhiệt độ, TC, trong trường hợp này.)
Thay vào đó, nhiên liệu điều khiển FC cung cấp điểm thiết lập của nó (SP) giá trị, sao lưu thác
chuỗi để các OP của bộ điều khiển sẽ được lái xe nó (của FC SP) khi hệ thống đang ở chế độ tự
động. Nếu được lựa chọn, PV-Theo dõi có thể xảy ra trong bộ điều khiển chính vì nó sẽ xảy ra
trong chế độ bằng tay bình thường.
3.7.
Nuôi
mong
Kiểm
soát
Nếu trong hệ thống phản ứng một điều khiển quá trình kết, thay đổi lớn và ngẫu nhiên hoặc là
PV hoặc Lag thời gian của quá trình này xảy ra, các hành động phản hồi trở nên rất không hiệu
quả trong việc cố gắng để sửa chữa những chênh lệch quá nhiều.
Những chênh lệch thường lái xe quá trình tốt bên ngoài khu vực hoạt động, và bộ điều khiển phản
hồi có ít cơ hội thực hiện một điều chỉnh chính xác và nhanh chóng sao cho hạn SP.
Kết quả của việc này là chính xác và tiêu chuẩn của quá trình này trở nên không thể chấp nhận.
Điều khiển feedforward được sử dụng để phát hiện và sửa chữa những rối loạn trước khi chúng có
cơ hội xâm nhập và phá vỡ vòng khép kín hoặc thông tin phản hồi đặc.
Điều
khiển
feedforward
có
•
Điều
khiển
feedforward
tay
• Tự động điều khiển feedforward
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
3.8.
Điều
khiển
feedforward
dẫn
Ở đây, như một sự xáo trộn vào quá trình này, nó được phát hiện và đo lường bằng
quá trình điều hành. Dựa trên kiến thức về quá trình này, các nhà điều hành sau đó
thay đổi biến điều khiển bởi một số tiền đó sẽ giảm thiểu tác động của đo xáo trộn trên hệ thống.
Hình thức kiểm soát feedforward dựa chủ yếu vào các nhà điều hành và kiến thức của mình
hoạt động của quá trình này. Tuy nhiên, nếu các nhà điều hành làm cho một sai lầm hoặc là
không thể dự đoán một sự xáo trộn, sau đó biến điều khiển sẽ đi chệch khỏi nó mong muốn giá trị,
và nếu feedforward là kiểm soát chỉ, một lỗi chưa được sửa chữa sẽ tồn tại.
3.9.
Điều
khiển
feedforward
tự
động
Rối loạn mà đang bước vào một quá trình phát hiện và đo lường.
Bộ điều khiển feedforward sau đó thay đổi giá trị của biến thao tác của họ (kết quả) dựa vào các
số
đo
so
với
cá
nhân
thiết
lập
quan
điểm
của
họ
giá
trị.
Bộ điều khiển feedforward phải có khả năng thực hiện một loạt các tính toán, từ simpe hành động
on-off để phương trình rất phức tạp. Những tính toán này có để đưa vào tài khoản của tất cả các
hiệu ứng chính xác mà các rối loạn sẽ có trên biến kiểm soát.
Điều khiển feedforward tinh khiết hiếm khi gặp phải, đó là phổ biến hơn để tìm thấy nó nhúng
vào trong một vòng lặp thông tin phản hồi mà nó hỗ trợ các chức năng điều khiển thông tin phản
hồi bằng cách giảm thiểu các tác động của quá trình rối loạn quá mức.
3.10.
Thời
gian
phù
hợp
như
điều
khiển
feedforward
Thời gian thực hiện cho một quá trình phản ứng theo một hướng (sưởi ấm) khác với thời gian
thực hiện cho quá trình để trở về trạng thái ban đầu của nó (làm mát). Nếu đường cong phản ứng
(hành vi động của phản ứng) của sự xáo trộn quá trình là không bằng kiểm soát hành động, nó
phải
được
làm
bằng.
Thường dẫn / lag bù như các công cụ được sử dụng để có được bằng năng động hành vi. Họ bồi
thường cho các tốc độ khác nhau của phản ứng. Một vấn đề của đặc biệt quan trọng là sự trôi đi
của PV. Người ta có thể được như cẩn thận như một muốn với đánh giá về những rối loạn, nhưng
không bao giờ đạt tình trạng tuyệt đối bồi thường hoàn hảo. Luôn có những yếu tố không chiếm.
Điều này gây ra trôi của PV đó đã được sửa chữa bằng tay theo thời gian, hoặc một thêm điều
khiển phản hồi đã được thêm vào.
3.10.1.
Xử
lý
thời
gian
chết
Vượt qua thời gian đã chết trong một vòng điều khiển phản hồi có thể trình bày một trong những
vấn đề khó khăn cho các nhà thiết kế của hệ thống điều khiển. Điều này đặc biệt đúng nếu
thời gian chết lớn hơn 20% tổng thời gian thực hiện cho PV để giải quyết đến mới
giá trị sau khi một sự thay đổi giá trị SP của một hệ thống.
Nếu thời gian từ một sự thay đổi trong biến chế tác (đầu ra bộ điều khiển) và một
phát hiện sự thay đổi trong các PV xảy ra, bất kỳ nỗ lực để thao tác các biến quá trình
trước thời điểm chết đã trôi qua chắc chắn sẽ gây ra hoạt động không ổn định của
vòng điều khiển. Hình 3. 10 minh họa lần chết khác nhau và mối quan hệ của họ để
thời gian phản ứng PV.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
thời gian liên tục
độ dốc = tốc độ phản ứng
biến
quá
trình
thời gian chết hiệu quả
3.11.
Vượt
qua
thời
gian
chết
quá
trình
Giải quyết những vấn đề này phụ thuộc rất lớn vào yêu cầu điều hành (s)
của quá trình. Các giải pháp đơn giản nhất là "de-giai điệu" bộ điều khiển để một chậm hơn
tỷ lệ đáp ứng. Sau đó bộ điều khiển sẽ không overcompensate trừ thời gian chết là quá dài.
Tích hợp (tôi chế độ) của bộ điều khiển là rất nhạy cảm với "thời gian chết" như trong
thời gian này không hoạt động của PV (một thuật ngữ ERR là hiện tại) tích hợp là bận rộn
"Cả
đều
nằm
trong"
giá
trị
sản
lượng.
Ziegler và Nichols xác định cách tốt nhất để "de-giai điệu" một bộ điều khiển, để xử lý một
thời gian chết của D phút, là giảm thời gian tích TINT đổi theo hệ số D2 và hằng số tỉ lệ bởi một
nhân tố của D. Thời gian phát sinh TDER liên tục không bị ảnh hưởng bởi thời gian chết như nó
chỉ
xảy
ra
sau
khi
PV
bắt
đầu
di
chuyển.
Tuy nhiên, nếu chúng ta có thể thông báo cho người điều khiển phương khoảng thời gian chết, và
cho nó kiên nhẫn để chờ đợi và có nội dung cho đến thời điểm chết đã được thông qua, sau đó
detuning và làm cho toàn bộ quá trình rất chậm chạp sẽ không được yêu cầu. Đây là những gì
Smith dự báo cố gắng thực hiện.
3.12.
Giải
thích
đầu
tiên
hạn
(rối
loạn
miễn
phí
PV)
Nhiệm kỳ đầu tiên là ước tính của những gì PV sẽ như thế nào trong trường hợp không có bất kỳ
quá trình rối loạn. Nó được sản xuất bằng cách chạy ra bộ điều khiển thông qua một
mô hình được thiết kế để đại diện cho chính xác hành vi của quá trình mà không
dùng bất cứ nhiễu phụ tải vào tài khoản. Mô hình này bao gồm hai yếu tố nối tiếp.
• Đầu tiên đại diện cho tất cả các hành vi quá trình không do thời gian chết. Này thường được tính
như là một khác biệt thông thường hoặc phương trình khác nhau bao gồm ước tính của tất cả các
quá
trình
tăng
và
hằng
số
thời
gian.
• Thứ hai đại diện không có gì nhưng thời gian chết và bao gồm đơn giản của một sự chậm trễ
thời
gian,
những
gì
đi
vào,
đi
ra
sau,
không
thay
đổi.
3.13.
Giải
thích
thứ
hai
hạn
(dự
đoán
PV)
Nhiệm kỳ thứ hai giới thiệu vào con đường phản hồi là một ước tính của những gì PV
sẽ như thế nào trong trường hợp không có cả hai rối loạn và thời gian chết. Nó được tạo ra
bằng cách chạy ra bộ điều khiển thông qua các yếu tố đầu tiên của mô hình (lợi ích và
Nhưng
không
thông
qua
TC)
các
yếu
tố
thời
gian
chậm
trễ.
Do đó dự đoán những gì PV rối loạn miễn phí sẽ như thế nào một khi thời gian chết có trôi qua.
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
Rối loạn thực tế
thiết
lập
điểm
đầu ra
điều
khiển
Biến quá trình thực tế
Quá
trình
rối loạn ước tính
điều
khiển
mô hình
tăng và
hằng số thời
gian
mô hình
thời gian
chết
biến quá trình dự đoán có rối loạn
THE END
ĐỀ TÀI: POCKET GUIDE ON INDUSTRIAL AUTOMATION!
biến quá
trình ước
tính
