Разработка мобильного модуля для исследования динамики и отладки алгоритмов регулирования систем локальной автоматики в составе современных распределенных автоматизированных систем

• Автор: Морозов, Роман Борисович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 168 с. : ил.

1 Общие принципы построения и настройки нижнего уровня контроля и автоматического управления современных распределенных автоматизированных систем ВСАОАсистем на примере системы управления горячим водоснабжением на ДТП

1.1 Общие принципы построения и архитектура современных ЗСЛОАсистем на

распределенных и локальных объектах.

1.2 Система автоматизированного управления ДТП на базе контроллеров МОБСАЭ

1.3 Исследование эффективности действующего алгоритма регулирования

температуры ГВС на ДТП

1.4 Выводы об эффективности используемого алгоритма регулирования

температуры ГВС на ДТП и наличии средств для поиска и апробации различных алгоритмов регулирования.
2 Исследования влияния методов численного дифференцирования на динамику систем с ТШДрегулятором.

2.1 Проблема численного дифференцирования в системах с ПИДрегулятором

2.2 Особенности использования ПИДрегулягоров в цифровых контроллерах.

2.3 Структурная схема системы регулирования температуры ГВС на ДТП
2.4 Исследование частоты срабатывания исполнительного реле и точности системы в зависимости от коэффициен та в знаменателе реального дифференцирующего звена
П ИДрегулятора.
2.5 Реализация классического численного метода расчета производной по двум
отсчетам
2.6 Реализация численного дифференцирования на основе интерполяционного
полинома Ньютона
2.7 Общий вывод на основе проведнных исследований
3 Комплекс нрофаммноаппаратиых средств для исследования объектов управления и апробации алгоритмов регулирования
3.1 Трудности исследования объекта управления и промышленной апробации
алгоритмов регулирования
3.2 Принципы структурного построения мобильного модуля
3.3 Интеграция модуля в САУ объекта управления
3.4 Аппаратный состав модуля
3.5 Программный состав модуля.
3.6 Обеспечение возможности интеграции модуля с САУ.
3.7 Методика проведения экспериментов по идентификации элементов системы и общие принципы получения информации об эффективности алгоритмов регулирования
3.8 Общие выводы
4 Идентификация элементов системы регулирования температуры ГВС на ДТП
4.1 Получение переходных характеристик теплообменника.
4.2 Структурная и параметрическая идентификация теплообменника
4.3 Вывод разностного уравнения, описывающего динамику теплообменника.
4.4 Идентификация клапана
4.5 Идентификация возмущения, вызванного случайным потреблением горячей
4.6 Идентификация датчика температуры и приводного двигателя.
4.7 Общие выводы.
5 Динамическая модель системы регулирования температуры ГВС на ДТП.
5.1 Необходимость создания модели системы регулирования температуры ГВС на
ДТП и е общее описание
5.2 Настройка регулятора.
5.3 Постановка экспериментов на модели системы регулирования температуры I ВС
5.4 Выводы о выборе алгоритма регулирования на основе поставленных на модели
экспериментов
6 Промышленная апробация модифицированного алгоритма регулирования температуры ГВС на ДТП
6.1 Оценка эффективности алгоритмов регулирования в рабочем режиме и при
изменении уставки.
6.2 Оценка эффективности алгоритмов регулирования в рабочем режиме при малых
и пиковых нагрузках.
6.3 Общие выводы но функционированию алгоритмов регулирования.
Заключение.
Список литературы


Современная автоматизированная распределенная система диспетчерского контроля и управления1 ЗСАОАсистема это комплекс программных и технических средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на предприятиях. Термин автоматизированный в отличие от термина автоматический подчеркивает возможность участия человека в отдельных операциях, как в целях сохранения субъективного контроля над процессом, гак и в связи со сложностью или нецелесообразностью автоматизации отдельных операций. Составными частями БСА О Асистемы могут быть отдельные локальные системы автоматического управления САУ и автоматизированные устройства, связанные в единый комплекс. Как правило, БСАВАсистема имеет единую систему операторского управления технологическим процессом в виде одного или нескольких пультов управления, средства обработки и архивирования информации о ходе процесса, типовые элементы автоматики датчики, контроллеры, исполнительные устройства. Отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме I сокр. Обеспечение связи с внешними приложениями СУБД, электронные таблицы, текстовые процессоры и т. В системе управления предприятием такими приложениями чаще всего являются приложения, относимые к уровню системы такого класса решают задачи синхронизации, координируют, анализируют и оптимизируют выпуск продукции в рамках какоголибо производства. Рассмотрим функции и архитектуру современных Асистем автоматизированного управления распределенными объектами. К таким объектам относятся магистральные нефте и газопроводы, электроэнергетические системы, теплоэнергетические комплексы. Помимо выполнения функций сбора, хранения и отображения технологической информации ТИ часто возникает необходимость решения сложных инженерных задач, связанных с технологией процесса. Потребность в решении таких задач очень высока, так как грамотное применение алгоритмов помогает повысить надежность и эффективность системы, улучшает ее управляемость, и, нельзя не отметить, экономический эффект. Рассмотрим типичную иерархическую структуру автоматизированной системы управления территориально распределенными объектами Рис. Информация снимается на нижних уровнях иерархии, и, после обработки, передается в вышестоящие по иерархии центры. Деление на уровни системы происходит в силу различной степени детализации управления. В результате информация об объекте управления попадает в центральный диспетчерский пункт, где происходит основная работа по осуществлению контроля и управления распределенным объектом 1. Следует также отметить, что на низшем уровне решается одна из основных задач, решаемых в БСЛОЛсистемах задача автоматического управления технологическими процессами. Именно на этом уровне располагаются контроллеры и регуляторы, способные реализовать заданный алгоритм управления технологическим процессом. Однако, как правило, в состав 8САЭАсистем не включаются средства для выбора наиболее эффективных алгоритмов управления тем или иным технологическим процессом. Это связано с тем, что такие средства еще больше усложняют архитектуру автоматизированной системы управления, увеличивают ее стоимость, хотя потребность в них возникает только на стадии ввода БСАЭАсистемы в промышленную эксплуатацию, когда необходимо найти наиболее эффективные алгоритмы управления технологическими процессами, или при модернизации существующих алгоритмов регулирования с целью повышения качества регулирования. Помимо этого, технический персонал, эксплуатирующий С4Л4системы, из соображений безопасности должен быть лишен возможности проводить эксперименты и настройки регуляторов на действующем оборудовании. Объект управления
Рис. Отсутствие средств для поиска наиболее эффективных алгоритмов управления на стадии наладки системы приводит, как правило, к тому, что для управления технологическим процессом выбирается не самый эффективный с точки зрения поставленных критериев алгоритм управления. В дальнейшем при эксплуатации системы это может привести к преждевременному износу элементов системы, дополнительным затратам на ремонт и обслуживание оборудования, потерям чистой прибыли, чрезмерному расходу энергоресурсов, снижению техникоэкономических показателей системы и другим негативным последствиям.