ПИД-А регулятор

Назначение: ФБ "Регулирование аналоговое" используется при построении ПИД регуляторов, имеющего аналоговый выход. Алгоритм как правило сочетается с пропорциональным исполнительным механизмом (позиционером), либо используется в качестве ведущего в схеме каскадного регулирования.

Описание:  Регулятор, формирующий ПИД закон регулирования с аналоговым выходом, выполнен в соответствии со структурной схемой, представленной на рисунке 1.

Sp – задаваемое значение регулируемой величины;

Pv - измеряемое (фактическое) значение регулируемой величины;

Ɛ – рассогласование между заданным и измеряемым значением параметра. Ɛ= Sp- Pv;

Δн – зона нечувствительности;

Кр – коэффициент усиления регулятора;

Ти – время интегрирования регулятора;

Тд – время дифференцирования регулятора.

Зона нечувствительности не пропускает на свой выход сигналы, значения которых находятся внутри установленного значения зоны. Работу зоны нечувствительности поясняет рисунок 2. Зона гистерезиса предотвращает «дребезг» в районе срабатывания зоны.

 ПИД-звено выполняет пропорционально-интегрально-дифференциальное преобразование сигнала и имеет передаточную функцию:

ФБ "Регулирование аналоговое" может использоваться в качестве П, ПИ или ПД-регулятора.

 Для получения П-регулятора следует установить "Ти" = 0 и "Тд" = 0.

 Для получения ПИ-регулятора следует установить "Тд" = 0.

 Для получения ПД-регулятора следует установить "Ти" = 0

 Ограничитель ограничивает выходной сигнал алгоритма по максимуму и минимуму. Уровни ограничения устанавливаются уставками "Макс", "Мин".

Входы / выходы ФБ ПИД-А регулятор.

Имя	Вх/вых.	Тип	Описание
En_Pid	вход	бинарн.	Разрешение (True)/запрет (False) работы регулятора
Pv_Pid	вход	веществ.	Текущее значение параметра
SP_Pid	вход	веществ	Заданное значение параметра
Deadband	вход	веществ	Зона нечувствительности
Kp	вход	веществ	Коэффициент пропорциональности
Ti	вход	веществ	Время интегрирования (сек)
Td	вход	веществ	Время дифференцирования (сек)
Xr	вход	веществ	Значение выхода регулятора в режиме «Ручное»
Auto	вход	бинарн.	Режим работы регулятора (True –Авт.); (False – Ручн.)
Min_out	вход	веществ.	Минимальное значение выхода регулятора
Max_out	вход	веществ.	Максимальное значение выхода регулятора
Out_Pid	выход	веществ.	Выход регулятора
Cycle	выход	веществ.	Время цикла регулятора (мс)

 

Режимы работы регулятора.

Регулятор может быть в двух состояниях:

• Отключен
• Включен

Состояние отключен. Определяется сигналом En_Pid. Если En_Pid = False, то регулятор не работает, т.е. алгоритм не производит вычислений. При этом все выходы обнуляются.

Состояние включен. Определяется сигналом En_Pid. При переходе En_Pid из состояния «False» в состояние «True», т.е. при переходе из состояния «отключен» в состояние «включен» осуществляется инициализация алгоритма ПИД-А регулятора. Осуществляется обнуление всех внутренних переменных и обнуление выходного сигнала. В состоянии «включен» возможны два режима работы ПИД-А регулятора:

• Автоматический
• Ручной.

Режим «Автоматический». В режиме «Автоматический» ФБ выполняет вычисления выходного сигнала ПИД-А регулятора в соответствии с заданным алгоритмом.

Режим «Ручной». В режиме «Ручной» ФБ отключает выход алгоритма от выхода ПИД-А регулятора и подает на выход регулятора значение «Xr», определяемые Оператором или внешним устройством.

Переключения с режима «Ручное» на «Автомат» осуществляется безударно, для чего выход интегральной части ПИД-А регулятора, в режиме «Ручное», корректируется по выходу регулятора:

        Out_Integral:=Out_Pid - Kp*Err - Out_Differential;

Таким образом при переходе с режима «Ручное» в режим «Автомат» обеспечивается безударность по выходу регулятора.

Для обеспечения безударности при переключении с режима «Автомат» в режим «Ручное» необходимо, в программной части обвязки регулятора выполнить в соответствии с рисунком 3.

Обратить внимание: Цикл регулятора должен задаваться равным (немного больше) цикла получения сигнала параметра (Pv) или цикла обмена данными контроллера с аналоговыми модулями УСО.