Методика расчета временных характеристик элементов автоматизированной системы управления на примере замкнутого контура регулирования давления на участке трубопровода под управлением контроллера "ОВЕН ПЛК100 220"
Автор: Калинин А.О., Посконин М.В., Сарамуд М.В., Лосев В.В., Ковалев И.В.
Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau
Рубрика: Технологические процессы и материалы
Статья в выпуске: 2 т.18, 2017 года.
Бесплатный доступ
Рассматривается проблема временных задержек при передаче информации от первичного преобразователя к управляющему органу в автоматических системах управления технологическими процессами. В настоящее время отсутствуют методики оценки влияния временных задержек информационного сигнала на время реак- ции контура регулирования, что приводит к неэффективному использованию ресурсов систем. Увеличенный временной интервал между изменением технологического параметра и управляющим воздействием также может привести к негативным последствиям. В качестве инструмента для исследования системы выбрана параметрическая идентификация отдельных узлов с последующим составлением циклограммы замкнутого контура регулирования. В процессе синтеза циклограммы временных задержек производится разделение структурной схемы контура регулирования на две составные части: регулятивную (отображает элементы рассматриваемого контура регулирования, непосредственно участвующие в технологическом процессе) и информативную (отображает элементы, не влияющие на процесс автоматического регулирования техноло- гического параметра) карты прохождения сигнала. Разделение на элементы, относящиеся к регулятивной или информативной карте, производится на основании влияния на суммарное время реакции системы рассматри- ваемого контура автоматического регулирования. Учитывая технические параметры каждого узла регуля- тивной карты и общей технической документации, составляется функциональная схема временных задержек каждого элемента в виде графического изображения (циклограммы). Исходя из полученных моделей состав- ляются две циклограммы с максимальным и минимальным быстродействием рассматриваемого контура регу- лирования путем смещения моделей элементов относительно друг друга. В качестве примера приведен расчет отдельного контура регулирования давления воздуха в трубопроводе, состоящего из первичного преобразователя «МЕТРАН 100 ДИ 1051», устройства связи с объектом (УСО) «ЭЛЕМЕР EL 4019», программируемого логического контроллера «ОВЕН ПЛК100 220», УСО «ЭЛЕМЕР EL 4024», исполнительного механизма МЭО-6,3/20-0,63-01, обеспечение связи между контроллером и УСО осуществляется при помощи сетевого интерфейса RS485 (протокол MODBUS RTU).
Время реакции системы, временные задержки, параметрическая идентификация, цикло- граммы регулятивной карты прохождения сигнала
Короткий адрес: https://sciup.org/148177713
IDR: 148177713 | УДК: 621.391
Methods for calculating the time characteristics of the elements of an automated control system on the example of a closed loop for regulating the pressure in a pipeline section under the control of the “OWEN PLC100 220”
This article deals with the problem of time delays in the transmission of information from the primary drive to the governing body with automatic process control systems. Nowadays there are no methods which check the effect of time delays of the information signal on the loop response time, which leads to an inefficient use of system resources. The longer time interval between the change in process variable and control can also lead to negative consequences. As a tool for the study of the system the parametric identification of each selected component followed by drawing a time sequence diagram is used. During the synthesis of the sequence diagrams of time delays, the structural diagram of the control loop is separated into two components: regulative (displays the elements of the control loop directly involved in the process) and informative (maps elements that do not affect the process of automatic adjustment of the process parameter). Separation of the elements related to regulatory or informative map is based on the effect on the total time under consideration of automatic control loop system response. Taking into account the technical parameters of each node of the regulatory chart and the general technical documentation, a model of the functioning of each ele- ment in the form of a graphic image (sequence diagrams) is compiled. Based on the models obtained, two sequence diagrams are compiled with the maximum and minimum speed of the control loop under consideration, by shifting the model of elements relative to each other. As an example, there is a calculation of a separate air pressure control loop in the pipeline, consisting of: a “METRAN 100 DIO 1051” primary transducer, an object communication device (UCO) “ELEMER EL 4019”, a programmable logic controller “OWEN PLC 100 220”, a UEL “ELEMER EL 4024”, 6.3 / 20-0.63-01, the communication between the controller and the USO is carried out using the RS485 network interface (MODBUS RTU protocol).
Список литературы Методика расчета временных характеристик элементов автоматизированной системы управления на примере замкнутого контура регулирования давления на участке трубопровода под управлением контроллера "ОВЕН ПЛК100 220"
- Федоров Ю. К. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП. М.: Инфра-Инженерия, 2011. 576 с
- Шидловский С. В. Математическое моделирование сложных объектов с распределенными параметрами в задачах автоматического управления структурно-перестраиваемых систем//Известия ТПУ. 2006. № 8. С. 19-22.
- Мандель А. С. Экспертно-статистические методы обработки информации в интегрированных системах управления производством и технологическими процессами//Проблемы управления. 2006. № 6. С. 55-59.
- Олссон Г., Пиани Д. Цифровые системы автоматизации и управления. СПб.: Невский Диалект, 2001. 557 с.
- Ходашинский И. А. Идентификация нечетких систем: методы и алгоритмы//Проблемы управления. 2009. № 4. C. 15-23.
- Кувайскова Ю. Е. Методика структурно-параметрической идентификации системы временных рядов//Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2013. Т. 15, № 4-4. C. 914-918.
- Калинин А. О. Общая методология расчета времени реакции системы автоматического управления критических параметров технологических процессов//Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: материалы Всерос. науч.-практ. конф./СибГТУ. Красноярск, 2016. Т. 1. С. 219-221.
- Performanceaspectsof PROFINET IO/H. Kleines //IEEE Transactionsonnuclearscience. 2008. Т. 55, № 1. С. 290-294.
- Poschraann A., Neumann P. Architectureand-modelofProfinet IO//AFRICON. 7th AFRICON Confer-enceinAfrica. IEEE. 2004. Т. 2. С. 1213-1218.
- Климентьев К. Е. Системы реального времени. Самара: Изд-во СГАУ. 2008.
- Третьяков С. А. ControllerAreaNetwork (CAN) локальная сеть контроллеров//Электроника. 1998. № 9. С. 14-16.
- Лопухов И. Сети: от теории к практической реализации. RealTimeEthernet, 2010.
- Алгоритмизация детерминированных моделей технологических циклов автоматизированных систем управления/И. В. Ковалев //Вестник СибГАУ. 2016. Т. 17, № 3. C. 569-574.
- Сердюков О. В. Методика измерения параметров быстродействия современных ПТК для АСУТП тепловых электростанций//Горение твердого топлива: VIII Всерос. конф. с междунар. участием (13-16 ноября 2012 г.)/Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН. C. 941-948.
- Kaczor G., Młynarski S., Szkoda M. Verification of safety integrity level with the application of Monte Carlo simulation and reliability block diagrams//Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2016. Т. 41. С. 31-39.
- К вопросу о состояниях работоспособности структурно-сложных систем автоматического управления/Кузнецов П. А. //Вестник СибГАУ. 2015. Т. 16, № 4. C. 941-945.
