Спосіб керування багатопараметричними технологічними об’єктами

Спосіб керування багатопараметричним технологічним об'єктом, який має вхідні, вихідні та збурюючі координати, а також системи автоматичного керування вихідними технологічними параметрами, які складаються з технологічного об'єкта керування, первинних вимірювальних перетворювачів вихідних технологічних параметрів, проміжних перетворювачів, виконавчих органів та регуляторів, при якому з низки каналів керування формують керуючі сигнали, пропорційні відхилен 3 каналів керування формують керуючі сигнали, пропорційні відхиленню поточної величини керуючого параметра від заданої, виділяють як ведучий канал з найменшою величиною керуючого сигналу і здійснюють корекцію заданої величини керуючого сигналу в кожному з каналів пропорційно неузгодженості між керуючим сигналом і керуючим сигналом ведучого каналу з обмеженням швидкості корекції заданої величини, причому обмеження швидкості корекції знімають при зниженні керуючого сигналу ведучого каналу. Недоліком відомого способу є неможливість здійснювати ефективне керування параметрами об'єкта так як корекція заданої величини здійснюється зі статичною похибкою, а при швидкій зміні стану об'єкта керування здійснюється з затримкою, яка дорівнює сталій часу кола корекції. Технічною задачею, на вирішення якої спрямований запропонований спосіб, є підвищення точності керування багатопараметричними об'єктами, швидкодії автоматичних систем керування та оптимізація керування за рахунок уведення випереджуючого сигналу за вхідними впливовими параметрами при швидкій зміні стану об'єкта керування. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в заявленому способі керування здійснюється за принципом відхилення розрахованої за виміряними значеннями вхідних, вихідних і збурюючих технологічних параметрів сталої часу перехідного процесу від заданого її значення, яке задається у формі реального часу. На відміну від відомих способів, в яких керування здійснюється за відхиленням вихідного (або вихідних) технологічного параметра, у заявленому способі керування здійснюється за відхиленням розрахованої сталої часу  перехідного процесу ідентифікованого технологічного об'єкта, яка є функцією як вхідних, так вихідних і збурюючих технологічних параметрів: тобто   f x, y, z , де x  f F ,F2,,Fn  - функція витрат Fn матеріальних 1 потоків (вхідні параметри); y  f T, Q, P, L - функція температури T , концентрації Q , тиску P та рівня L (вихідні параметри); z  f Fz , Tz , Qz , Pz , L z  - функція витрати Fz , температури Tz , концентрації Q z , тиску Pz та рівня L z (збурюючі параметри), від заданого її значення. Це дозволяє досягти наступних результатів: 1. За рахунок того, що стала часу  є функцією вхідних параметрів x , зміна останніх приведе до того, що вона почне змінюватися раніше, ніж вихідні параметри y . Таким чином, система керування має властивості випереджувальної динамічної ланки, за рахунок чого час перехідного процесу зменшується. 2. Так як стала часу  є функцією збурюючих параметрів z , то при подачі в систему керування сигналів збурюючих параметрів з інверсним знаком має місце зменшення похибки системи керу 62220 4 вання, обумовленої зміною цих збурюючих параметрів. 3. Так як стала часу  є функцією багатьох змінних, то вона завжди має деякі оптимальні значення (максимум чи мінімум), при яких технологічний процес є оптимальним, тобто має мінімальний час регулювання й мінімальне перерегулювання. Запропонований спосіб ілюструється кресленням, на якому зображена структурнофункціональна схема системи керування з наступними позначеннями: ВМ1, ВМ2,…, ВМn - виконавчі механізми регулюючих органів; ТОК - технологічний об'єкт керування; БВхП - блок первинних вимірювальних перетворювачів (ПВП) вхідних технологічних параметрів; БВихП - блок ПВП вихідних технологічних параметрів; БЗбП - блок ПВП збурюючих технологічних параметрів; БЦР - блок цифрових регуляторів; БЗЧ - блок задання часу; МК - мікропроцесорний контролер. Запропонований спосіб реалізується наступним чином. За допомогою блока вхідних параметрів (БВхП) вимірюються вхідні технологічні параметри, блока вихідних параметрів (БВихП) вимірюються вихідні технологічні параметри, блока збурюючих параметрів (БЗбП) вимірюються збурюючі технологічні параметри, сигнали яких надходять і запам'ятовуються в мікропроцесорному контролері МК. За відповідним алгоритмом отримана вимірювальна інформація обробляється наступним чином: 1. Визначаються поточні значення коефіцієнтів впливу K iB за основними каналами керування: x1  y1, x2  y2,, xn  yn за формулою xiH yiB  yiH  K iB  yiH xiB  xiH  , де xiH, yiH - нормовані значення вхідного та вихідного технологічних параметрів і-ого каналу об'єкта керування; xiB, yiB - виміряні значення вхідного та вихідного технологічних параметрів і-ого каналу об'єкта керування та записується в пам'ять у порядку збільшення коефіцієнтів впливу (за пріоритетом). 2. За виміряними значеннями технологічних параметрів МК розраховує сталі часу  , ідентифікованого об'єкта керування за кожним каналом керування, які записуються в пам'ять у пріоритетному порядку. 3. За формулою i  i  t 0i , де t 0i - задана стала часу для і-ого регулятора, розраховується  неузгодженість i сигналів регуляторів, котрі формують керуючі сигнали на виконавчі механізми регулюючих органів згідно з пріоритетом. Автоматизована система керування може бути реалізована наступним чином: 5 1. За пріоритетним каналом керування. За допомогою первинних вимірювальних перетворювачів вимірюються вхідні, вихідні та збурюючі технологічні параметри об'єкта керування, розраховується стала часу перехідного процесу за пріоритетним каналом, МК формує сигнал, пропорційний розрахованій сталій часу, який подається на виконавчий механізм ВМ пріоритетного каналу. 2. За всіма каналами керування. За допомогою первинних вимірювальних перетворювачів вимірюються вхідні, вихідні та збурюючі технологічні параметри об'єкта керування, розраховуються сталі часу перехідних процесів за всіма каналами, МК формуються сигнали, пропорційні розрахованим сталим часу, які одночасно або за заданою програмою подаються на виконавчі механізми всіх каналів. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 62220 6 3. За екстремальними каналами. Якщо між деякими вихідними координатами існує екстремум, то він розраховується за відповідним алгоритмом. Система працює наступним чином. За допомогою первинних вимірювальних перетворювачів вимірюються вхідні, вихідні та збурюючі технологічні параметри об'єкта керування, розраховуються сталі часу перехідних процесів за всіма каналами, МК розраховуються екстремуми між вихідними параметрами, сигнали яких подаються на виконавчі механізми відповідних каналів. Як видно з вищенаведеного, запропонований спосіб керування багатопараметричними технологічними об'єктами дозволяє отримати закладені заявником технічні результати. Проведений аналіз патентної літератури показав, що запропонована корисна модель відповідає вимогам "новизна". Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601