19. Основные понятия управления процессом.

Управление – целенаправленное воздействие на любой объект или протекающий в нем процесс, в результате которого происходят качественные и количественные изменения, влияющих параметров, определяющих состояние объекта или процесса. Факторами, характеризующими технологический процесс, являются также количество и вид переменных и управляющих воздействий.

Переменная – это аналоговая или дискретная величина (параметр), принимающая различные значения и характеризующая либо состояние ТОУ, либо процесс его функционирования, либо его результаты.

Управляющее воздействие – воздействие (сигнал, совокупность сигналов, команда), вырабатываемое комплексом средств автоматизации АСУТП по определенному алгоритму, предназначенное для целенаправленного влияния (непосредственного или через персонал) на процесс функционирования ТОУ и характеризующееся специфической (присущей только ему) логической структурой на цифровом уровне и линией связи с управляемым органом на физическом уровне.

Формально управление можно представить как результат работы алгоритма управления (Ау) в зависимости от цели и полноты информации:

U=Ay (I, Z), I-полнота информации,

Z- цель управления.

Схема управления объектом

Возмущающие воздействия

Схема управления системы

Технология управления как информационного процесса состоит из следующих этапов:

1. Получение информации о состоянии объекта управления и внешних условий.

2. Получение решения на основе заданной цели и критерия управления.

3. Выработка управляющих сигналов.

4. Переработка сигналов в управляющее воздействие на ОУ.

5. Изменение в состояния ОУ.

При преобразовании полученной информации с целью получения необходимого решения, необходимо знать цели управления и критерии эффективности (2 этап). Решение может быть получено:

1.логическим

2. математическим путем на основе соответствующих моделей.

Совокупность и последовательность логических вычислений и операционных воздействий, которые нужно осуществлять для получения соответствующего критерия управления решения называется алгоритмом управления.

Объект управления – это динамическая система, характеристики которой изменяются под влиянием возмущающих и управляющих воздействий.

Технологический процесс характеризуется большим количеством параметров, которые делятся на три группы:

-- входные параметры, которые характеризуют материальные и энергетические потоки на входе в аппарат.

-- внутренние режимные параметры, которые характеризуют условия протекания процесса в объекте.

-- выходные параметры характеризуют материальные потоки на выходе из аппарата (состав конечных продуктов).

Любой объект управления подвержен возмущающим воздействиям, которые нарушают нормальный ход процесса:

Внешние возмущающие воздействия поступают в объект управления извне, вследствие изменения входных параметров, некоторых выходных параметров и изменения параметров окружающей среды.

Внутренние возмущающие воздействия возникают внутри самого ОУ вследствие, например, загрязнения и коррозии внутренних поверхностей аппарата, изменения активности катализатора и т.д.

Управляющая система – совокупность обслуживающего персонала и автоматических устройств, связанных с задачей управления.

Автоматические устройства, входящие в состав управляющей системы делят:

-- устройства контроля,

-- устройства регулирования,

-- устройства программного управления,

-- устройства сигнализации,

-- Устройства блокировки и защиты,

-- средств вычислительной техники.

Устройства контроля (КИП) служат для получения информации о состоянии ОУ и условиях их работы.

Устройства регулирования предназначены для поддержания постоянного заранее заданного значения параметров процесса (стабилизирующий регулятор) или для изменения значения параметров ОУ по заранее заданному или неизвестному закону (экстремальные, программные, следящие регуляторы и т.д.)

Устройства программного управления предназначены для управления каким-либо процессом, в следствие, включения или выключения различных механизмов, машин, аппаратов по заданны параметрам, являющимся функцией времени. Они предназначены для управления объектами периодического действия.

Устройства сигнализации предназначены для оповещения обслуживающего персонала о возникновении тех или иных событий в ОУ, путем подачи звуковой или световой сигнализации.

Различают технологическую сигнализацию и сигнализацию положения.

Технологическая сигнализация может быть

а) предупредительной , б) аварийной.

Устройства блокировки предназначены для предотвращения неправильной последовательности включенных и выключенных механизмов, машин, аппаратов. Эти устройства играют важную роль при комплексной автоматизации, когда несколько объектов автоматизации управляются как единое целое.

Устройства защиты предназначены для предотвращения аварий. Если нарушается нормальный режим работы ОУ, то они так воздействуют на работу ОУ, чтобы предаварийное состояние ОУ не перешло в аварийное, а иногда они сами восстанавливают нормальный режим работы.

Система управления – совокупность ОУ и управляющей системы. Эффективность работы системы управления оценивается показателем эффективности, в качестве которого выбирается один или несколько выходных параметров ОУ.

По цели управления система управления подразделяется – это стабилизирующие и оптимизирующие.

В стабилизирующих системах управления целью управления является поддержание показателя эффективности на постоянно заданном уровне. применение стабилизирующих систем управления целесообразно для стационарных ОУ, когда условия протекания процесса изменяются редко и незначительно. Для управления сложными нестационарными ОУ целесообразно применять системы, способные при различных ситуациях в объекте находить оптимальное значение показателей эффективности.

В оптимизирующих системах управления показатель эффективности находится как оптимальное значение (максимальное или минимальное) при соблюдении ограничивающих условий. Показатель эффективности оптимизирующих систем управления – это критерий оптимальности.

Режим выполнения функции АСУТП, при котором комплекс средств автоматизации АСУТП:1. представляет персоналу АСУТП информацию о технологическом ОУ, в выбор и реализацию управляющих воздействий производит персонал АСУТП – это автоматизированный «ручной» режим.

2. вырабатывает рекомендации по управлению, а решение об их использовании принимает и реализует персонал АСУТП – это автоматизированный режим «советчика», и режим диалоговый.

3. автоматически изменяет уставки и (или) параметры настройки систем локальной автоматики ТОУ – автоматический режим косвенного управления.

4. вырабатывает и реализует управляющее воздействие непосредственно на исполнительные механизмы ТОУ – автоматический режим прямого (непосредственного) управления.