<<
>>

Принципы автоматизированного управления сложной системой

Функции управления в АСУ разделяют между оператором (ЛПР - лицо, принимающее решения) и управляющим вычислительным комплексом

(УВК). Оператор может управлять процессом лишь при условии его представления в логическом или формальном виде и наличии критерия управления, заданного в виде числа или соотношения чисел.

В отличие от этого непременным условием управления технологическим процессом через машину служит его описание и наличие функции цели в виде математических моделей, представленных на языке машин. Перевод математических моделей на язык машин осуществляют с помощью программ. Программа определяет: порядок, в котором машина извлекает из ЗУ ту или иную часть информации; вычислительные операции, выполняемые в определенной последовательности; места хранения результатов вычислений и т. д.

Оператор воздействует на технологический процесс посредством перемещения регулирующих органов, управляемых дистанционно с БЩУ или другого центра с помощью исполнительных механизмов.

В отличие от этого управление исполнительными механизмами в АСУ ТП осуществляют по сигналам, которые вырабатывает (вычисляет) центральный процессор УВК на основе алгоритмов, соответствующих поставленным задачам управления. Последние задают формулами (математическими моделями) и также составляют в виде программ. Вычисленные по программам значения управляющих воздействий при помощи устройств вывода УВК передаются объекту.

Разновидности управления с использованием УВК, встречающиеся в практике проектирования и функционирования АСУ ТП ТЭС рассмотрены ниже.

Управление в режиме советчика оператора. Сигналы измерительной информации x0= {x0i}∈Xи z0={z0i}∈Z , поступающие с объекта, преобразуют с помощью ЦАП в цифровую форму (код) для передачи в УВК. Далее их используют в алгоритмах расчета управляющих воздействий и = {ut}∈Uи ТЭП.

Последние представляют оператору в наглядной форме и регистрируют в случае необходимости. Численные значения upi, u 1iтакже представляют и наглядном виде. Оператор, руководствуясь ими, управляет процессом с по мо щь ю изменения задания автоматическая система регулирования (АСР) или воздействуя на c истему дистанционного управления регулирующими органами.

Преимущество этого вида управления в том, что УВК постоянно "помогает" оператору в его стремлении оптимизировать технологической процесс. Недостаток — в ограниченном числе управляющих воздействий, которые может реализовать оператор в единицу времени.

Например, в переменных или пусковых режимах, когда интенсивность потока выполняемых требований по контролю и управлению становится чрезмерной, оператор может не успеть вовремя выполнить все рекомендации УВК и управление в режиме советчика потеряет смысл.

Следовательно, этот вид управления существенно облегчает работу оператора только в базовом режиме эксплуатации. Он применяется также

при отладке и опробовании новых программ автоматизированного управления, нуждающихся в квалифицированной оценке со стороны операторов, обладающих опытом оптимизации технологических процессов с помощью обычных технических средств.

Супервизорное управление. В режиме супервизорного управления УВК периодически подключают к автоматическим системам непрерывного регулирования. С точки зрения управления технологическими объектами наибольший практический интерес представляют два варианта этого режима: автоматическая коррекция заданных значений регулируемых величин; автоматическая коррекция динамических параметров настройки АСР нижнего уровня.

В первом случае УВК используют в решении задач статической оптимизации ТОУ, во втором — привлекают к решению задач динамической оптимизации.

Автоматическая коррекция заданных значений регулируемых величин. Значения многих технологических параметров (например, содержание O2на выходе из топки, давление пара перед турбиной в скользящем режиме и др.) существенно зависят от нагрузки агрегата и нуждаются в коррекции при переходе с одного уровня нагрузки на другой.

Автоматическую коррекцию заданных значений (критериальное управление) осуществляют в самоорганизующейся системе (СОС), реализуемой с помощью УВК, штатной и переносной аппаратуры.

Автоматическая коррекция параметров настройки АСР. Автоматическую коррекцию параметров настройки АСР осуществляют в самонастраивающейся системе (СНС), реализуемой с помощью УВК, "штатной" и переносной аппаратуры.

Централизованное цифровое управление на основе программно­технического комплекса. Сигнал от первичного измерительного преобразователя через АЦП поступает в арифметическое устройство УВК, сравнивается с заданным значением и преобразуется в соответствии с требуемым алгоритмом управления для данного контура. Результаты вычислений преобразуются устройством вывода УВК в электрический сигнал, воздействующий на исполнительный механизм, установленный на объекте.

В отличие от рассмотренных принципов управления в режиме централизованного цифрового управления отсутствуют АСР нижнего уровня. Сигналы, используемые для управления исполнительными механизмами, поступают непосредственно от УВК. Это дает определенные преимущества. Основные из них: отсутствие лишнего звена в системе передачи сигналов управления к объекту; возможность формирования разнообразных по виду (П, И, ПИ и более сложных) законов регулирования в зависимости от сложности задачи и типа технологического объекта управления (наличие или отсутствие существенного запаздывания или самовыравнивания); возможность сочетания в одном и том же контуре различных принципов регулирования (по отклонению и возмущению) и

принципов управления (дуального и критериального), а также изменения алгоритмов управления простой заменой программы вычисления по заданному контуру.

Гибкость системы централизованного цифрового управления практически неограниченна. Тем не менее применение "чистых" систем централизованного цифрового управления нельзя считать перспективным из - за недостаточной надежности отдельных элементов и живучести системы в целом.

Распределенное управление. Централизация управления технологическим процессом с помощью ПТК, высшей формой которого служит цифровое управление, ведет к противо речивым результатам.

С одной стороны, система управления становится высокоавтоматизированной и неограниченно гибкой, с другой - отказ одного из звеньев высшего уровня ведет к потере управления в пределах всей иерархической системы.

Опыт показывает, что АСУ ТП, рассчитанные на централизованное управление сложной системой, ведут к росту издержек на внедрение за счет увеличения капитальных затрат на приобретение дублированных или троированных УВК с повышенной вычислительной мощностью и прокладку дополнительного количества электрического контрольного кабеля в системе связи ПТК с объектами. В то же время появление новейших средств вычислительной техники — микропроцессоров, построенных на больших интегральных схемах (БИС), позволяет, сохранив преимущества цифровых методов обработки информации, разделить общую вычислительную мощность АСУ между несколькими территориально -разобщенными подсистемами, уменьшив затраты на кабель.

Управление с использованием микро-ЭВМ (универсальных модульных станций - УМС) получившее условное название распределенного, становится особенно удобным в системах, построенных по функционально-групповому принципу. Система в целом сохраняет многоуровневую структуру и с точки зрения иерархии целей и принятия решений служит примером четырехслойной системы. Нижний слой образуют автоматические системы стабилизации технологических параметров объекта автоматизации, реализующие простые (типовые) законы регулирования. Второй слой составляют УМС, целью управления которых служит статическая оптимизация ТОУ с помощью АСР и устройств логического управления (УЛУ) нижнего уровня в пределах функциональных групп (ФГ) и функциональных подгрупп (ФПГ) (изменение заданных значений регулируемых параметров, перевод на другой режим работы переключением регулирующих и запорных органов и др.). Обычно ФГ выделяют в результате горизонтальной декомпозиции.

При этом УМС становится высшим уровнем по отношению к ФГ или ФПГ и используется в сочетании с главной или вспомогательной ролью оперативного персонала, имеющего возможность влиять на протекание технологического процесса посредством подсистем дистанционного

управления (СДУ). Третий слой, состоящий из общеблочной УМС, имеет целью оптимизацию общеблочных параметров и режимов (поддержание заданной мощности блока или нагрузок отдельных агрегатов воздействием на системы второго или непосредственно первого слоя, воздействие на вспомогательное общеблочное оборудование и т. п.).

Верхний слой системы распределенного управления образует общестанционная УМС. Она осуществляет оптимизацию технологических процессов в масштабе всей станции перераспределением электрической и экологической нагрузок между отдельными блоками и выполняет другие общестанционные функции (критериальное управление по отношению к блочным системам управления и АСР нижнего уровня, определение статических или динамических характеристик отдельных блоков и др.).

Несомненно, что управление, например, энергооборудованием ТЭС должно быть высокоавтоматизированным, но в то же время децентрализованным или централизованным в разумных пределах. Широкие возможности для такого подхода содержатся в организации управления с использованием микропроцессорной техники.

<< | >>
Источник: Автоматизированные информационно -управляющие системы. Лекция.

Еще по теме Принципы автоматизированного управления сложной системой:

  1. Понятие сложных систем и систем с управлением
  2. ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
  3. Глава II АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
  4. Свойства и оценки сложных систем
  5. Методы классификации при анализе свойств сложных систем
  6. 15. Понятие и значение принципов административного судопроизводства РФ. Система принципов и направление ее развития.
  7. Формирование требований и создание концепций автоматизированной системы учета
  8. Ввод в действие и последующее сопровождение автоматизированной системы учета
  9. Характеристика автоматизированных систем бухгалтерского учета
  10. 69) Система органов власти и управления и избирательная система по Конституции 1918г.
  11. Разработка и утверждение технического задания на создание (ведение) автоматизированной системы учета
  12. Описание работы системы автоматизированного смыслового анализа текстов
  13. Микрюкова В.И.. АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ. Учебное пособие. Киров - 2009, 2009
  14. Автоматизированная библиотечная система ИРБИС в ГПНТБ России
  15. Лекция № 1 Автоматизированные информационно -управляющие системы.
  16. Автоматизированные информационно -управляющие системы. Лекция,