Автоматизированная настройка регуляторов для АСУТП в среде визуального моделирования Simintech
Автор: Устименко В.В., Чубарь А.В., Михайленко Л.А.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Информатика, вычислительная техника и управление
Статья в выпуске: 3 т.21, 2020 года.
Бесплатный доступ
Для успешного протекания технологического процесса требуется постоянное поддержание технологических параметров на требуемом уровне, что обеспечивается применением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Классическим решением данной задачи является применение управляющих устройств различного типа, выбор которых напрямую зависит от рассматриваемой системы и предъявляемых к ней требований. Лидирующую позицию среди регуляторов АСУТП последние десятилетия занимает пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор, эффективность применения которого в технологическом процессе определяется быстродействием и точностью его работы. Данные качества напрямую зависят от правильности настройки параметров регуляторов, для синтеза которых необходимо использование современных систем автоматизированного проектирования. В работе рассматривается метод автоматизированной настройки ПИД-регулятора динамической системы высокого порядка с обратной связью на примере системы автоматического регулирования температуры в помещении. В качестве среды разработки модели системы, а также процесса ее анализа и оптимизации используется современная российская среда динамического моделирования технических систем SimInTech, используемая на ряде предприятий атомной, нефтеперерабатывающей и аэрокосмической отраслей. Приведены основные компоненты системы, передаточные функции ее элементов. Дано поэтапное описание процесса создания проекта из типовых блоков и субмоделей программного обеспечения, взаимодействующих через единую базу данных сигналов с применением встроенного языка программирования. Подробно описано и проиллюстрировано использование встроенного блока оптимизации среды визуального моделирования SimInTech для автоматизированного поиска параметров регулятора ПИД-типа. Перечислены выявленные в ходе реализации проекта преимущества и недостатки данного метода настройки.
Моделирование, пид-регулятор, асутп
Короткий адрес: https://sciup.org/148321982
IDR: 148321982 | DOI: 10.31772/2587-6066-2020-21-3-337-346
Список литературы Автоматизированная настройка регуляторов для АСУТП в среде визуального моделирования Simintech
- Denisenko V. [PID Regulators: construction and modification principles. Part 1]. Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii. 2006, No. 4, P. 66-74 (In Russ.).
- Denisenko V. [PID Regulators: construction and modification principles. Part 2]. Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii. 2007, No. 1, P. 78-88 (In Russ.).
- Denisenko V. [PID Regulators: implementation issues. Part 1]. Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii. 2007, No. 4, P. 86-97 (In Russ.).
- Denisenko V. [PID Regulators: implementation issues. Part 2]. Sovremennye tekhnologii avtomatizatsii. 2008, No. 1, P. 86-97 (In Russ.).
- Gebel E., Pastukhova E. Teoriya avtomatizatsii tekhnologicheskikh protsessov opasnykh proizvodstv: uchebnoe posobie [The theory of automation of technological processes of dangerous productions: training manual]. 2017, Omskii gosudarstvennyi tekhnicheskii univer-sitet Publ., P. 59-61 (In Russ.).
- Leva A., Cox C., Ruano A. Hands-on PID autotuning: a guide to better utilisation. IFAC Professional Brief. P. 84. Available at: https://www.ifac-control.org/ publications/list-of-professional-briefs/pb_final_ levacox-ruano.pdf/view (accessed 28.08.2020).
- Ustimenko V. V., Chubar A. V., Myznikova V. A. [Fuzzy Regulators Construction in the SimInTech Environment]. Kosmicheskie apparaty i tekhnologii. 2019, No.1(27), P. 22-27 (In Russ.).
- Ustimenko V. V., Chubar A. V., Myznikova V. A. [Using of fuzzy regulators in dynamic systems]. Aktual-nye problemy aviatsii i kosmonavtiki: materialy V Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii, posvyashchennoi Dnyu kosmonavtiki [Actual problems of aviation and cosmonautics: materials of the V International scientific-practical conference dedicated to the Day of Cosmonautics]. Krasnoyarsk, 2019, Vol. 1, P. 593-594 (In Russ.).
- Ustimenko V. V., Chubar A. V., Rusin D. S. [Application of the genetic algorithm to optimization of a system of controlling of an autonomous object parameters with using an environment of dynamic modelling SimIn-Tech]. Robototekhnika i iskusstvennyi intellekt: materialy XI Vserossiiskoi nauchno-tekhnicheskoi konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem [Proceedings of the X Vseross. scientific and technical conference with int. participation "Robotics and artificial intelligence"]. Krasnoyarsk, 2019, P. 261-266 (In Russ.).
- Entsiklopediya ASUTP [Encyclopedia APCS] (In Russ.). Available at: https://www.bookasutp.ru/ Chapter5_1.aspx (accessed 28.08.2020).
- Kartashov B. A., Shabaev E. A., Kozlov O. S. et al. Sreda dinamicheskogo modelirovaniya tekhnicheskikh sistem SimInTech: Praktikum po modeli-rovaniyu sistem avtomaticheskogo regulirovaniya: uchebnoe posobie [He environment of dynamic simulation of technical systems SimInTech: Workshop on modeling systems of automatic regulation: a training manual]. Moscow, DMK Press Publ., 2017, P. 241-243.
- Spravochnaya sistema SimInTech [SimInTech help system] (In Russ.). Available at: http ://help .simintech.ru/ #o_simintech/o_simintech.html (accessed 28.08.2020).
- Khabarov S., Shilkina M. Osnovy modelirovaniya tekhnicheskikh sistem. Sreda SimInTech: uchebnoe poso-bie [Basics of modeling technical systems. SimInTech Environment: a training manual]. Moscow, Lan Publ., 2019, 120 p.
- Monakhov O. Pakety prikladnykh programm MVTU, MATLAB, SIMINTECH i ikh primenenie v ucheb-nom protsesse na spetsial'nosti "Upravlenie v tekhnicheskikh sistemakh": Uchebno-metodicheskoe po-sobi. [Application packages of MSTU, MATLAB, SIMINTECH and their application in the educational process on the specialty "Management in technical systems": Educational and methodical aids]. Moscow, Ros-siiskii universitet transporta Publ., 2019, 92 p.
- Pozharkova I. N., Chubar A. V., Grishchenko I. A. etc. [Process simulation in SimInTech visual simulation environment]. Sibirskii pozharno-spasatelnyi vestnik. 2018, No. 2, P. 29-37 (In Russ.).
- Vadutov O. Nastroika tipovykh regulyatorov po metodu Tsiglera-Nikol'sa: metodicheskie ukazaniya k vypolneniyu laboratornoi raboty dlya studentov, obucha-yushchikhsya po napravleniyam 210100 "Elektronika i nanoelektronika" i 201000 «Biotekhnicheskie sistemy i tekhnologii» [Setting of typical regulators by the Ziegler-Nicolls method: methodological guidelines for laboratory work for students studying in the areas of 210100 "Electronics and nanoelectronics" and 201000 "Biotechnical systems and technologies"]. Toms, Tomskii politekhnicheskii universitet Publ., 2014, P. 5-7.
