1 Функціональна схема асутп

У відповідності з державними стандартами, будь-яка АСУТП може бути представлена як сукупність підсистем, що взаємодіють між собою в процесі експлуатації для підтримання заданих значень регульованих параметрыв технологічного процесу у відповідності з прийнятим критерієм управління (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Склад підсистем АСУТП

Інформаційна підсистема – це сукупність технічних засобів для сприйняття, передачі на відстань і подання інформації у формі, зрозумілій для оператора-технолога. До неї входять прилади: 1) чутливі елементи − датчики, 2) вимірюючі пристрої та перетворювачі, 3) лінії зв’язку, 4) система дистанційної передачі показань.

Логіко-обчислювальна підсистема – це сукупність технічних засобів переробки інформації і формування команд управління за заданими законами і критеріями управління, побудованих на базі аналогових і цифрових елементів, обчислювальних і логічних пристроїв.

Виконавча підсистема – це сукупність технічних засобів, що формують регулюючі впливи на об’єкт управління і представляють собою виконавчі механізми та регулюючі органи.

2 Структурна схема Автоматичного регулятора

До складу АСУТП входять локальні автоматичні системи регулювання (АСР) технологічних змінних. Найпростіша одноконтурна АСР складається з двох основних ланок, включених за принципом негативного зворотного зв’язку (рисунок 2.1). Технологічний об’єкт управління (ТОУ) включений в ланку прямого зв’язку АСР, а автоматичний регулятор – в ланку негативного зворотного зв’язку.

–

Регулюючий вплив

М(t), %

Рисунок 2.1 – Структурна схема одноконтурної автоматичної системи регулювання

Об’єкт управління – це сукупність:

1) регульованого апарату (РА), тобто технологічного об’єкту, стан якого вимірюється в фізичних одиницях вхідних і вихідних змінних (^°С, Па, м³/с тощо),

2) вимірюючого перетворювача (ВП), що вимірює фізичну змінну РА і перетворює її у сигнал для дистанційної передачі показань, що в більшості випадків є електричним (струмовим або за напругою), в деяких – пневматичним, гідравлічним, цифровим тощо.

3) регулюючого органу (РО), що перетворює положення виконавчого механізму в регулюючий вплив. Прикладом дросельного РО є одно- або двосідельний клапан, шиберна або поворотна заслінки.

Таким чином, коефіцієнт передачі технологічного об’єкта управління в цілому визначається як добуток коефіцієнтів передачі його складових частин:

K_ОУ = K_РО · K_РА · K_ВП .

Автоматичний регулятор (АР) – це сукупність взаємодіючих технічних засобів автоматизації (ТЗА):

а) елемента порівняння (ЕП), що формує сигнал відхилення ε(t) поточного значення регулюваного параметру X_а(t) від заданого значення z(t) (сигнал неузгодження)

ε(t) = z(t) – X_а(t).

В залежності від зміни сигналу завдання у часі системи автоматичного регулювання поділяються на:

1) автоматичні системи стабілізації, для яких z(t) = const,

2) автоматичні слідкуючі системи, в яких завдання є функцією іншого технологічного параметру, z(t) = f(Х_аi),

3) автоматичні системи програмного регулювання, в яких завдання є функцією часу, z(t) = f(t),

б) регулюючий прилад (РП), що формує закон регулювання. РП за принципом дії може бути аналоговим або цифровим. Закон регулювання може бути типовим лінійним (П, ПІ, ПІД), а також може бути нелінійним або нечітким тощо.

Оскільки елемент порівняння, регулюючий прилад і виконавчий механізм а автоматичному регуляторі включені послідовно, то коефіцієнт передачі регулюючого приладу K_РП знаходиться з виразу

,

де оптимальне значення коефіцієнта передачі автоматичного регулятора K_Р визначається з таблиць або за номограмами та формулами для типових перехідних процесів регулювання.

в) виконавчий механізм (ВМ), що підсилює до необхідної потужності вихідний сигнал регулюючого приладу та виконує переміщення регулюючого органу, положення якого визначає величину регулюючого впливу.