ЖУРНАЛ СТА №4/2019

В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е Р А процесса и выходной сигнал контроллера передаются в циф- ровой форме или посредством сигналов тока, напряжения (рис. 3). Когда всё включено и работает, ПИД-регулятор получает сигнал переменной процесса, сравнивает его с уставкой и вы- числяет разницу между двумя сигналами, также называемую ошибкой ( E – Error). Затем на основании величины ошибки и констант настройки ПИД-регулятора контроллер рассчи- тывает соответствующий выходной сигнал, который устанав- ливает регулирующий клапан в правильное положение для поддержания температуры на заданном уровне. Если темпе- ратура поднимется выше заданного значения, контроллер уменьшит степень открытия клапана, и наоборот. ПИД- КОНТРОЛЬ ПИД-регуляторы имеют три режима управления: пропор- циональный, интегральный и дифференциальный. Каждый из трёх режимов по-своему реагирует на возникновение ошибки. Размер и характер отклика, создаваемого каждым ре- жимом управления, регулируется путём изменения соответ- ствующих настроек контроллера. Р ЕЖИМ ПРОПОРЦИОНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ Главной движущей силой в контроллере является режим пропорционального управления. Он изменяет сигнал на СТА 4/2019 93 www.cta.ru MAQ ® 20 PID-регулятор Dataforth – это программ- ный пропорционально-интегрально-диффе- ренциальный (PID) контроллер для управле- ния промышленными процессами и оборудо- ванием с обратной связью в реальном време- ни. Это один из нескольких инструментов сбора и управления данными, встроенных в модулиMAQ ® 20 и программное обеспечение MAQ20-940 ReDAQ ® Shape дляMAQ ® 20. Для работы промышленная система сбора и обра- ботки данных MAQ ® 20 MA1056 на основе коммуникационных модулей MAQ20-COM4 и MAQ20-COM2 с Ethernet, USB и с интер- фейсом RS-232 или RS-485 должна состоять как минимум из одного коммуникационного модуля, магистрали и одного модуля ввода/ вывода. ПИД-контроллер встроен в комму- никационные модули MAQ ® 20 и может после настройки с помощью программного обеспечения ReDAQ ® Shape или команд Modbus работать автономно. После сброса питания контроллер автоматически возобно- вит управление. Для работы на одном комму- никационном модуле MAQ ® 20 можно на- строить до 32 PID-контроллеров. Каждый из них сможет получать данные процесса от лю- бого аналогового модуля ввода или дискрет- ного вводаMAQ ® 20, установленного в систе- ме, и обеспечит выходные сигналы управле- ния процессом через любой аналоговый выход модуля MAQ ® 20 или модуль дискрет- ного вывода в системе. Контроллеры рабо- тают с фиксированной частотой обновления один раз в секунду. Программное обеспече- ние MAQ20-940 ReDAQ ® Shape для MAQ ® 20 имеет специальную панель управления, через которую инженер или оператор может взаи- модействовать с контроллерами. Программа также предоставляет временны́е тренды для мониторинга контроллера и процесса во вре- мени. Одной из отличительных особенностей ПИД-регулятора Dataforth является функция автонастройки, которая используется для упрощения сложной задачи настройки кон- тура управления. Для пользователей с ограниченным или отсутствующим опытом в петлевой настройке ПИД-регуляторов ком- пания Dataforth подготовила несколько под- робных замечаний по этой теме и настоятель- но рекомендует ими воспользоваться. Авто- настройка может быть очень полезна, однако нельзя ожидать, что она найдёт решение для любой задачи и любого контура управления. Для достижения стабильной петли обратной связи может потребоваться базовое понима- ние процессов. Большинство циклов не нуж- даются или не используют составляющую D в PID-регуляторах: пропорционально-интег- рального (PI) управления более чем доста- точно. ■ Контроллер Уставка Выходной сигнал Управляющий клапан Передатчик сигнала Процесс горения Переменная процесса Рис. 3. PID-контроллер управляет процессом автоматически Панель настройки базовых параметров PID-контроллера Отображение переменной процесса ( PV ) и выходного сигнала ( CO ) в программном интерфейсе в процессе работы PID-контроллера