1.5 Алгоритм системы автоматического контроля САК

Функции должны выполняться техническими системами контроля автоматически, без вмешательства оператора. Поэтому для управления системой используется специальное управляющее устройство. Рассмотрим наиболее распространенный вариант, когда в качестве такого устройства используют ЭВМ.

В зависимости от количества контролируемых параметров применяемая ЭВМ может быть более сложной или более простой, но в этом случае она должна обеспечивать получение информации от всех датчиков системы, ее анализ, хранение (при необходимости) и представление оператору. Все эти действия могут быть выполнены одновременно, поэтому при создании системы контроля определяется очередность получения информации от датчиков, способы анализа информации и порядок ее представления оператору, т.е. разрабатывается алгоритм системы контроля.

Сначала проверяется готовность ЭВМ и оборудование. Проверка готовности ЭВМ обычно предусматривается производителями ЭВМ потому она происходит автоматически при ее включении. Одновременно проверяется готовность внешних устройств, подключенных к ЭВМ.

Поверка оборудования при включении предполагает, в первую очередь, проверку исходного состояния исполнительных механизмов и исходных значений, параметров технологического оборудования. Она производится путем опроса датчиков, которые отвечают за работоспособность данной технологии. Опрос датчиков на этом этапе не чем не отличается от дальнейшего опроса датчиков в ходе технологического процесса, только производится он гораздо реже.

Когда ЭВМ и оборудование готовы, задаются регламенты границы и предельные значения технологических параметров, после чего начинается опрос датчиков этих параметров. Если контролируемый параметр находится в пределах регламентных границ, т.е. с ним все в порядке то проверяется условие «Опрошены все датчики?». При ответе «Нет» система переходит к контролю очередного параметра, если же ответ будет «Да» то это означает что окончание процесса контроля.

Информацию об итогах контроля выводится оператору на дисплее ЭВМ в виде сообщения, а также в виде таблиц, графиков, диаграмм или представляет на мнемосхемах, отражающих ход технологического процесса. При этом, как правило, информация выдается оператору в соответствующем цвете. Если параметр находится в регламентных границах, то его значение на диаграмме и мнемосхеме отображается зеленым цветом; если за пределами диапазона номинальных значений, то желтым цветом; параметр превышает предельные, значения то красным.

При положительном ответе на дисплее оператора выделяется сообщение об аварийной ситуации, которое обычно помещается в специальном окне на экране и может дублироваться другими средствами оповещения. Если же предельное значение не превышено, то система переходит к опросу очередного датчика, а информация о выходе параметра за пределы диапазона будет сообщена оператору по окончании опроса всех датчиков, как об этом уже было сказано.

После опроса всех датчиков процесс контроля технологических параметров может быть завершен, а может повториться сразу или через некоторое время, заданное оператором.

По аналогичному алгоритму работают системы автоматической диагностики состояния технологического оборудования. Диагностика очень похожа на проверку готовности оборудования к работе, но ее цель является не только определение возможности начать технологический процесс, но и прогноз работоспособности оборудования в ближайшем будущем. Датчики, установленные в различных точках оборудования, предают в ЭВМ информацию о параметрах, которые изменяются в процессе этих параметров, рассчитывает вероятное время наступления недопустимых отключений в работе оборудования и сообщает об этом оператору.

Для различных систем регулирования важен характер затухания переходного процесса. Так, затухание переходного процесса может происходить медленно или быстро: медленно - значит система долго выходит на новый установившийся режим, т.е. она обладает недостаточным быстродействие, и следовательно, применение ее ограниченно; если затухание процесса в САР происходит быстро, то система обладает высокой степенью работоспособности. Переходный процесс может быть с большим или малым отклонением регулируемого параметра от заданного значения. Следовательно, устойчивость необходимое, но недостаточное условие работоспособности САР. Достаточно условием является качество процесса регулирования, которое оценивается по форме переходного процесса, полученного в результате единичного скачкообразного возмущение.

Продолжительность регулирования Т_р - это длительность переходного процесса с момента отключения регулируемой величины от заданного значения до момента возвращения ее регулятором к заданному значения или новому установившемуся значения с заданной точностью.

Переходной процесс заключается тогда, когда отклонение регулируемой величины x(t) от нового установившегося значения x_уст не будет превышать допустимых пределов.

Перерегулированием д называется отношение амплитуды второй полуволны ?x₂ колебательного переходного процесса к амплитуде колебаний в первом переходе ?x₁, выраженное в процентах: д=(?х₂/?х₁)*100

Степень затухания ш - отношение разность между положительными амплитудами первого и второго периода колебательного процесса величины амплитуды первого периода колебательного, выражение в процентах: ш=[(?х₁ - ?х₂₎/ ?х₁ ]*100

Статическая ошибка д_с - максимальное статичное отклонение регулируемой величины от номинального ее значения в конце переходного процесса, которое получается при максимального возможных в данной системе возмущения. Принято статическую ошибку выражать в процентах от номинального значения регулируемой величины х_ном т.е. Ю=(д_с/х_ном)*100

Для реальных автоматических систем регулирования статическая ошибка не должна превышать 0,03…0,05% от х_ном. Обычно величина допустимой статической ошибки задается технологическими требованиями к процессу регулирования.

Максимальное динамическое отклонение ?х_max=?х₁=?х представляет собой величины максимального отклонения регулируемого параметра от заданного. Эта величина соответствует первой полуволне переходного процесса регулирования.

Отклонение называют динамическими, поскольку оно имеет временной характер.

Величина динамического отклонения ограничивается технологическими требованиями к процессу регулирования.