Значительное внимание уделено существующим пакетам прикладных программ, реализующим оптимальную настройку: Concept, Unity Pro, Трейс Моуд и др. <...> Вторая глава посвящена организации процесса адаптивной настройки системы управления. <...> Рассмотрены выбор алгоритмов и расчет параметров настройки систем управления, особенности технологических объектов и систем регулирования, параметрический синтез типовых регуляторов на основе интерполяционного метода и метода уравнений синтеза, адаптивный ПИД-регулятор с предсказателем, адаптация по переходным характеристикам замкнутого контура и по частотным характеристикам, адаптивный ПИД-регулятор при сигнальном воздействии на систему, реализация адаптивных ПИД-регуляторов в SCADA-системе Трейс Моуд и контроллере Ремиконт Р-130, настройка каскадных (многоконтурных) схем регулирования. <...> Одним из лучших в мире является контроллер Quantum французской компании Schneider Electric, центром компетенции которой является учебно-научный центр «Интеллектуальные системы» при МГТУ им. <...> Пакет Unity Pro для программирования контроллеров на всех пяти языках международного стандарта IEC 61131–3 имеет обширную библиотеку алгоритмов для организации процессов регулирования, в том числе и по автоматической настройке регуляторов. <...> Третья глава посвящена типам данных и пользовательским функциональным блокам, в том числе и диагностическим. <...> Такие функциональные блоки создаются самими пользователями и включаются в общую библиотеку алгоритмов. <...> Рассматриваются редактор прав доступа; настройка параметров проекта и конфигурирование контроллера Quantum; переменные и структура приложения; управление функциональными библиотеками; операторские экраны. <...> 1.1 На рисунке ЗДН – задающее воздействие; ВХ – вход регулятора (регулируемая величина, выход системы); ВЫХ – выход регулятора (регулирующее воздействие); ε – рассогласование (ошибка); ИМ – исполнительные механизмы; Д – датчики; АЦП – аналого-цифровые преобразователи <...>
Программные_средства_оптимизации_настройки_систем_управления.pdf
УДК 62-5(075.8)
ББК 32.965
Д-30
Рецензенты: В.В. Девятков, А.Ф. Егоров
Деменков Н.П.
Д-30 Программные средства оптимизации настройки систем управления:
Учеб. пособие. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана,
2006. 244 с.: ил.
и средств автоматической и автоматизированной настройки систем
управления.
Изложены вопросы автоматизации настройки ПИД-регуляторов
ISBN
Рассмотрены вопросы, связанные с использованием методов
как с методологической зрения, так и с точки зрения их практической
реализации. Значительное внимание уделено существующим пакетам
прикладных программ, реализующим оптимальную настройку: Concept,
Unity Pro, Трейс Моуд и др.
Для студентов, изучающих курсы «Управление в технических системах»,
«Оптимальное управление детерминированными процессами»,
«Управляющие ЭВМ и комплексы», «Проектирование систем управления
производственными процессами», «Алгоритмическое и программное
обеспечение систем управления». Настоящее издание будет полезным
также для широкого круга научных работников, инженеров, аспирантов
и студентов старших курсов технических университетов.
Ил. 177. Табл. 42. Библиогр. 25 наим.
УДК 62-5(075.8)
ББК 32.965
ISBN
© МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2006
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ...................................................................................................... 3
Глава 1. Оптимизация настройки систем управления и адаптивные
системы ........................................................................................................ 10
1.1 Постановка задачи оптимизации настройки систем
управления ............................................................................................ 10
1.2. Особенности настройки систем регулирования при разработке,
вводе в действие и эксплуатации ........................................................ 18
1.3. Адаптивная настройка и адаптивные системы управления ............ 26
1.4. Поисковые адаптивные системы управления ............................. 30
1.5. Адаптация с оценкой модели объекта ......................................... 32
Глава 2. Организация процесса адаптивной настройки системы
управления .................................................................................................. 36
2.1. Выбор алгоритмов и расчет параметров настройки систем
управления ............................................................................................ 37
2.2. Особенности технологических объектов и систем
регулирования ....................................................................................... 43
2.3. Параметрический синтез типовых регуляторов ......................... 47
2.3.1. Интерполяционный метод автоматической настройки
регуляторов ..................................................................................... 52
2.3.2. Настройка регуляторов методом уравнений синтеза ............ 53
2.3.3. Адаптивный ПИД-регулятор с предсказателем ................ 54
2.3.4. Адаптация по переходным характеристикам замкнутого
контура и изменением начальных условий ..................................... 55
2.3.5. Адаптация по частотным характеристикам ....................... 58
2.3.6. Адаптивный ПИД-регулятор при сигнальном воздействии
на систему ..................................................................................... 60
2.3.7. Адаптивный ПИД-регулятор в Трейс Моуд ...................... 69
2.3.8. Автонастройка регулятора в Ремиконт Р-130 ................... 71
2.4. Настройка каскадных (многоконтурных) схем регулирования ....... 74
Глава 3. Редактор типов данных пакета Unity Pro ................................... 77
3.1. Типы данных .................................................................................. 81
3.2. Пользовательские функциональные блоки DFB ........................ 105
3.2.1. Программирование счетчика с использованием DFB .......... 108
3.2.2. Использование экземпляров DFB ...................................... 109
3.2.3. Диагностические блоки DFB пользователя ....................... 118
Глава 4. Библиотека алгоритмов регулирования в пакете Unity Pro ..............122
237
Стр.237
4.1. Управление вводом/выводом аналоговых
сигналов (IO Management) ................................................................... 122
4.1.1. Блоки настройки конфигурации ......................................... 123
4.1.2. Масштабирующие блоки .................................................... 125
4.1.3. Отладочные блоки ............................................................... 126
4.1.4. Использование предупреждений ........................................ 127
4.2. Библиотека CONT_CTL. Непрерывные системы управления .........129
4.2.1. Устройства обработки данных (Conditioning) ................... 130
4.2.2. Регуляторы (Controller) ....................................................... 132
4.2.3. Арифметические операции (Mathematics) ......................... 134
4.2.4. Измерение (Measurement) ................................................... 135
4.2.5. Устройства сопряжения с объектом
(Output рrocessing) ......................................................................... 136
4.2.6. Формирование сигналов задания (Setpoint management) ...... 138
4.3. Системы с обратной связью (CLC_INT) ..............................................141
4.4. Управление с обратной связью (CLC) ..................................................142
4.5. Управление с обратной связью – CLC_PRO
(для профессионалов) ...................................................................... 143
Глава 5. Автоматизированная настройка систем регулирования в
пакете Unity Pro ........................................................................................... 155
5.1. Моделирование объекта управления и возмущений ..........................155
5.1.1. Функциональный блок LAG (апериодическое звено) ........... 155
5.1.2. Функциональный блок DEADTIME (запаздывание) ..............157
5.1.3 Функциональный блок FGEN (генератор функций) .............. 160
5.2. Программирование, отладка и управление ПИД-регулятором ........164
5.2.1. Регулятор PI_B ..................................................................... 164
5.2.2. Регулятор PIDFF .................................................................. 170
5.3. Адаптация и автоматическая настройка ПИД-регулятора ................181
Глава 6. Управление проектом в пакете Unity Pro ................................... 194
6.1. Редактор прав доступа ............................................................................194
6.1.1. Создание пользователя Student с профилем Training ............ 194
6.1.2. Определение параметров безопасности проекта .............. 198
6.2. Настройки параметров проекта .......................................................... 198
6.3. Конфигурирование контроллера Quantum ......................................... 202
6.3.1. Конфигурирование локальной корзины
контроллера Quantum .................................................................... 202
6.3.2. Конфигурация сети Ethernet ............................................... 205
6.4. Переменные ..............................................................................................208
6.5. Структура приложения ...........................................................................217
6.5.1. Создание секции ................................................................................ 217
6.5.2. Создание функционального модуля ................................... 219
6.5.3. Создание многозадачного приложения ............................. 223
6.6. Управление функциональными библиотеками ...................................225
6.7. Операторские экраны ..............................................................................228
Заключение .................................................................................................. 233
Список литературы ..................................................................................... 236
238
Стр.238