Математические каналы и ПИД-регулирование

/ Видеографические регистраторы / Математические каналы и ПИД-регулирование

Версия для печати

Математические каналы и ПИД-регулирование для видеографических регистраторов с цветным дисплеем (29.015/1, 29.013/1, 29.016, 29.017)

* Примечание: в регистраторах 29.010, 29.011, 29.012 математические каналы обеспечивают только функцию корнеизвлечения.

Кроме физических каналов, формирующих результаты путем преобразования информации, полученной при опросе соответствующего аналогового входа, в приборах можно запрограммировать математические каналы, результаты которых получаются путем более сложной математической обработки.

Если информация непосредственно с физического аналогового входа не нужна, то матканал, обрабатывающий данный вход, можно назначить вместо физического. Тогда количество математических каналов может быть:

• для 29.015/1 более 6 (до 12);
• для 29.013/1 более 8 (до 32);
• для 29.016, 29.017 более 8 (до 48).

Математический канал "СЧЕТЧИК". Показания канала этого типа вычисляются в каждом цикле опроса путем вычисления приращения параметра за время от предыдущего опроса до данного и суммирования с накопленной ранее суммой приращений.

Примеры использования:

• для подсчета суммы импульсов: в качестве исходного канала задается импульсный вход;
• для подсчета расхода по информации с импульсного расходомера;
• для подсчета расхода по датчику с выходом 4-20 мА, показывающему разность давления на сужающем устройстве.

Математический канал "СКОРОСТЬ". Показания канала этого типа вычисляются с заданным интервалом времени путем вычисления приращения параметра за время этого интервала, деления его на выраженный в секундах интервал вычисления и умножения на масштабный коэффициент.

Примеры использования:

• для расчета частоты следования импульсов;
• для расчета скорости вращения;
• для расчета скорости изменения температуры и других параметров.

Математический канал "ОТСЕЧКА". Настройка отсечки недостоверных показаний датчиков.

Примеры использования: для отсечки недостоверных показаний датчиков скорости расхода, для которых запрограммировано корнеизвлечение.

Математический канал "СЧЕТ t". В каждом цикле опроса анализируется состояние релейного входа. Если сигнал есть, то к накопленному ранее суммарному времени прибавляется интервал времени от предыдущего до данного опроса.

Пример использования: для учета времени наработки агрегата. После наработки агрегатом заданного времени будет выдан релейный сигнал, а в архиве событий появится запись, например такая: "12.08.2010 21:20 Ресурс насоса истек".

Математический канал "ФОРМУЛА". Обработка информации осуществляется в соответствии с заданной пользователем формулой. В качестве элементов формулы можно задавать:

• информацию физических каналов в виде числе от 1 до 32, соответствующих номерам каналов;
• информацию математических каналов в виде обозначений от М1 до М48, соответствующих номерам математических каналов;
• заданные пользователем константы в виде обозначений от К1 до К30 в режиме "Константы мат.канала "фОРМУЛА". Т.е. можно задать до 30 различных констант. Константы не привязаны к конкретным мат.каналам, одну и ту же константу можно использовать в нескольких матканалах;
• значки математических операций сложения, вычитания, квадратного корня, умножения и деления;
• круглые скобки (), задающие порядок выполнения операций.

В формуле можно задать до 30 символов.

Математический канал "КОНЦЕНТР". Настройка расчета концентрации, измеряемой датчиком с такой зависимостью выходного сигнала: U = J + KxC^1,26 (C - измеряемая концентрация; U - вызодной сигнал датчика).

Примеры использования: на канале, к которому подключен датчик, задать тип датчика, соответствующий выходному сигналу датчика, например, 0-100 мВ. Диапазон результата на этом канале оставить тот, который сформирован по умолчанию для заданного типа датчика.

Алгоритм ПИД-регулирования (только для 29.013/1, 29.016, 29.017)

В приборах реализован классический закон ПИД-регулирования, при котором величина управляющего воздействия складывается из трех составляющих, зависящих от рассогласования между уставкой и фактическим значением параметра: -пропорциональной, интегральной и дифференциальной. Вклад трех последних составляющих в суммарный сигнал управления задается соответствующими коэффициентами. Это позволяет задавать различные типы регулирования:

• пропорциональное (П-регулирование), при котором величина управляющего воздействия пропорциональна рассогласованию;
• пропорционально-интегральное (ПИ-регулирование), при котором величина управляющего воздействия зависит и от текущего рассогласования и от интегрального рассогласования за предшествующее время;
• пропорционально-дифференциальное (ПД-регулятор), при котором величина управляющего воздействия зависит и от текущего рассогласования и от скорости изменения рассогласования;
• пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД-регулятор), при котором величина управляющего воздействия зависит от трех указанных выше составляющих.

Для расширения возможностей ПИД-регулятора предусмотрено также задание полосы накопления интегральной составляющей Пн.

В приборах можно запрограммировать:

• 8 математических каналов для ПИД-регулирования (для 29.013/1);
• 12 математических каналов для ПИД-регулирования (для 29.016, 29.017).

Также предусмотрена возможность ручного управления, т.е. подачи на объект любого постоянного по величине сигнала управления. С помощью ручного управления и отображения графика измерения регулируемого параметра можно легко и удобно экспериментальным путем получать переходные характеристики объекта, позволяющие определять его основные параметры - постоянные времени и транспортное запаздывание и выбирать соттветствующие настройки регулятора.

В качестве исполнительных устройств ПИД-регуляторов могут быть устройства, управляемые ШИМ-сигналом, аналоговым сигналом ЦАП 4-20 мА, а также электрические механизмы МЭО, управляемые релейным сигналом "добавить" и "убавить".

Если исполнительным органом является электрический механизм типа МЭО, то каждый МЭО управляется двумя релейными выходами прибора, один выход формирует сигнал "добавить", второй, с номером на 1 больше первого, - сигнал "убавить". Сигналы "добавить" и "убавить" рассчитываются по приращению значения Рк от данного предыдущего цикла решения. Если приращение положительно, то выдается сигнал "добавить", если отрицательно - "убавить". Сигнал "добавить" или "убавить" представляет собой включение релейного выхода на время, равное Т = Рк*Т_мэо, где Т_мэо - время полного хода МЭО.