Исследование характеристик и совершенствование настройки каналов регулирования, реализуемых контроллерами в составе программно-технических комплексов АСУТП энергоблоков тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Голубев, Антон Владимирович

• Голубев, Антон Владимирович
• кандидат технических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат технических наук Голубев, Антон Владимирович

Основные сокращения.

Введение.

1. Анализ особенностей управляющих функций АСУТП средствами $ ПТК сетевой организации. Постановка задачи исследования.

1.1. Характеристика технической структуры современных АСУТП.

1.2. Анализ параметров ПТК в составе АСУТП.

1.3. Анализ особенностей реализации функции автоматического регулирования в составе полномасштабных АСУТП.

1.4. Постановка задачи исследования.

1.5. Выводы.

2. Разработка методики исследования частотных характеристик контроллеров в составе ПТК АСУТП.

2.1. Классификация факторов, влияющих на работу АСР в составе контроллеров ПТК.

2.2. Методика исследования управляющих каналов ПТК.

2.3. Функциональная и программно-техническая структура экспериментального стенда.

Ш 2.4. Выводы.

3. Исследование влияния системных факторов на преобразование входного сигнала в контроллере.

3.1. Исследование влияния системных факторов на ограничение величины квантования сигнала по времени.

3.2. Исследование влияния системных факторов на величину квантования сигнала по уровню.

3.3. Исследование влияния величины квантования сигнала по времени на запаздывание в канале регулирования.

3.4. Выводы.

4. Исследование особенностей функционирования регулирующих алгоритмов.

4.1. Предварительные замечания.

4.2. Исследование и анализ ПИ-преобразования в алгоритме РАН.

4.3. Исследование и анализ ПД - преобразования в алгоритме РИМ.

4.4. Исследование и анализ ШИМ - преобразования в ЦИП.

4.5. Выводы.

5. Рекомендации по проектированию и настройке автоматических систем регулирования на базе ПТК сетевой организации.

5.1. Методика выбора физического диапазона датчика.

5.2. Методика выбора времени цикла контроллера.

5.3. К расчету систем управления с микропроцессорными контроллерами

Ремиконт Р-210.

5.4. Рекомендации по разработке алгоритмов канала регулирования.

5.5. Рекомендации по проектированию и вводу в действие АСР.

5.6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование характеристик и совершенствование настройки каналов регулирования, реализуемых контроллерами в составе программно-технических комплексов АСУТП энергоблоков»

В настоящее время большинство электростанций страны стоят перед проблемой модернизации физически и морально устаревших систем контроля и управления (СКУ). Модернизация СКУ нацелена, как правило, на создание новых АСУТП, которые должны обеспечить непрерывный контроль и эффективное управление технологическим оборудованием.

Специфика современных АСУТП главным образом связана с тем, что они являются распределенными системами и их основными системообразующими компонентами являются программно-технические комплексы (ПТК) сетевой организации [3, 4, 10, 36]. В связи со сложностью и многокомпонентностью программно-технической структуры АСУТП существует проблема эффективности реализации функции автоматического регулирования в составе всей системы. Задача автоматического регулирования является одной из многих функций, выполняемых ПТК, и должна рассматриваться в определенной взаимосвязи с ними. Кроме этого, имеется ряд дополнительных параметров и факторов, связанных с сетевой архитектурой ПТК и влияющих на динамические свойства (частотные характеристики) алгоритмов регулирования в контроллерах ПТК.

Исследованиям динамических характеристик средств автоматического регулирования, первичных и измерительных систем всегда уделялось особое внимание. Начиная с 60-х годов этой проблемой занимались ведущие отраслевые НИИ и организации.

Исследования динамических характеристик первичных и измерительных систем, приведенные в работах ученых МЭИ (В.П. Преображенского, Г.П. Иванова, Н.П. Бувина и др.) [62, 14, 37, 63], были направлены на повышение качества и надежности измерений технологических параметров.

Исследования аналоговых регуляторов (РПИ, РП-2, РУ4-26, БРМ-11 и др.), выполненные в работах: ЦНИИКА (Е.П. Стефани, Ш.Е. Штейнберга, Л.О. Хвилевицкого, М.А. Ястребенецкого и др.); ВТИ (Н.И. Давыдова, В.Д. Миронова и др.); МЭИ (В.Я. Ротача, Г.Б. Беляева, В.Ф. Кузищина и др.) показали, что в действительности закон функционирования реального аналогового регулятора может сильно отличаться от заданного и неучет этих различий приводил к резкому ухудшению качества регулирования [9, 62, 105]. Это привело к появлению термина -область нормальной работы (ОНР) [105] регулятора, представляющей собой пространство амплитуд и частот входного сигнала, а также параметров настройки регулятора, в которой амплитудно-частотные и фазо-частотные характеристики реального регулятора отличаются от соответствующих характеристик идеального регулятора не более, чем на некоторые заранее установленные значения. Для широкого перечня аналоговых регуляторов того времени были определены их реальные динамические свойства, уточнены линейные динамические модели и области нормальной работы, что позволило в то время выполнить большой объем работ по вводу систем автоматизации нового энергетического оборудования.

Переход к цифровым средствам регулирования еще острее обозначил указанную проблему. Известно, что механический перенос свойств непрерывных систем на дискретные возможен далеко не всегда [59]. При переходе от аналоговых регуляторов к цифровым необходимо, чтобы цифровая система обладала теми же свойствами, что и непрерывный аналог. Анализ методов численных реализаций цифровых (импульсных) систем регулирования показал, что применимость того или иного метода может зависеть от множества факторов (характера задачи управления, динамики объекта, возможности реализации и др.). Поэтому численный алгоритм, заложенный в цифровой регулятор, реализует передаточную функцию непрерывного закона регулирования приближенно [42, 50, 59, 71, 100, 103].

В современных программно-технических комплексах ключевую роль в реализации управляющих функций, как правило, играет фирменное алгоритмическое обеспечение контроллеров, которое состоит из фиксированного набора типовых программных блоков (типовых алгоритмов), выполняющих преобразование сигналов в цифровой форме [2]. При этом применение, для реализации цифровой системы регулирования, тех или иных аппаратных средств оказывает влияние на функционирование алгоритмов и контура автоматического регулирования в целом [15,32, 51,70].

Опыт применения первых микропроцессорных контроллеров для построения систем автоматического регулирования показал, что при их использовании в сложных многоканальных системах часто нарушается заданный режим управления [34, 88]. Исследования алгоритмов функционирования первых отечественных автономных микропроцессорных контроллеров (серии Ремиконт Р-100), выполненные в ИГЭУ (Ю.С. Тверской, A.M. Демин), выявили что квантование сигналов как по времени, так и по уровню существенным образом влияют на способность программного обеспечения (ПО) контроллеров выполнять заданные функции. Исследования показали, что декларируемые "виртуально-непрерывные" законы преобразования сигналов адекватно выполняются при определенных ограничениях на выявленные факторы [84, 88].

Техническая структура современных АСУТП на базе ПТК является сложной, многокомпонентной и многосвязной и задача автоматического регулирования является одной из многих функций выполняемых программно-техническими комплексами и должна рассматриваться в определенной взаимосвязи с ними [24, 53, 76]. Например, взаимовлияние программных алгоритмов может привести к чрезвычайно высокой трудоемкости технологической наладки системы управления. Модификация алгоритмической схемы в отдельном канале регулирования может изменить время выполнения программы, что повлияет на динамические характеристики каналов регулирования в контроллере [87, 76, 11].

Однако фирмы производители ПТК как правило не приводят данные об особенностях реализации и функционирования алгоритмов (в частности, алгоритмов регулирования) в составе всей системы.

Важно, чтобы алгоритмическая база ПТК была максимально приближена к идеальным (теоретическим) алгоритмам, от этого во многом зависит качество управления [34, 73, 75, 88]. Таким образом, для правильного выбора и эффективного использования средств автоматического регулирования, необходимо знать не только ее технические параметры, принципы действия, но и учитывать реальные динамические характеристики управляющих каналов. Поэтому исследование динамических характеристик каналов управления и разработка рекомендаций по проектированию и вводу в действие автоматических систем регулирования в составе АСУТП на базе ПТК представляет актуальную научно-техническую задачу.

Целью настоящей работы является исследование характеристик и совершенствование настройки каналов регулирования, реализуемых контроллерами в составе программно-технических комплексов автоматизированных систем управления.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующее:

• выполнить анализ систем управления, реализуемых средствами контроллеров ПТК, с целью выделения параметров и систематизации факторов, влияющих на динамические характеристики каналов регулирования;

• разработать методику исследования динамических характеристик управляющих каналов ПТК и создать экспериментальную установку, позволяющую проводить как исследование особенностей ПТК, так и максимально приближенные к эксплуатационным режимам испытания автоматических систем регулирования;

• выполнить исследование динамических характеристик каналов регулирования на основе ПИ-закона аналогового и ПД-закона импульсного регулирования и определить границы областей нормальной работы типовых регуляторов;

• разработать рекомендации по проектированию и наладке АСР в составе АСУТП на базе ПТК иерархической сетевой структуры.

Для решения поставленных задач в первой главе проведен анализ особенностей построения АСУТП на базе современных ПТК, показаны особенности функционирования контуров регулирования, выделены параметры, влияющие на работу алгоритмов, реализуемых контроллерами.

Во второй главе систематизированы и классифицированы факторы в соответствии с иерархической структурой АСУТП и их влиянием на работу алгоритмов в контроллере, приведен анализ существующих методов исследования частотных характеристик аналогово-цифровых систем, разработана методика исследования управляющих каналов контроллеров.

Анализ особенностей АСУТП на базе современных ПТК сетевой организации позволил выделить факторы системы автоматического регулирования в составе полномасштабной АСУТП и конкретизировать методику исследования под современный ПТК.

В третьей главе приводится анализ результатов исследования влияния системных факторов на преобразование входного сигнала в контроллерах "Ремиконт". Экспериментальные исследования выполнены на разработанной экспериментальной установке. Выполнены исследования по определению влияния системных факторов на факторы контроллера, системных факторов на величину квантования по времени и влияния квантования сигнала по времени и последовательность соединения алгоритмов на запаздывание в канале регулирования.

В четвертой главе приводится анализ особенностей физической реализации ПИ и ПД преобразования в регулирующих алгоритмах контроллеров "Реми-конт". Проведено исследование динамических алгоритмов аналогового (РАН) и импульсного (РИМ с ШИМ-преобразованием) регулирования. На основе методики определения частотных характеристик получены зависимости точности выполнения "виртуально-непрерывных" законов преобразования в области параметров настройки алгоритмов.

В пятой главе приведены рекомендации по проектированию, наладке и эксплуатации ПТК сетевой организации. Получены аналитические выражения для оценки применимости контроллеров Ремиконт Р-210 для автоматического регулирования при ограничении на величину времени цикла контроллера. Получены аналитические выражения по расчету величины запаздывания в канале регулирования, времени полного хода ИМ для выбора его типа. Усовершенствована методика проектирования АСУТП на базе ПТК сетевой организации с учетом результатов, полученных при анализе автоматических систем регулирования и управляющих каналов контроллеров.

Основные научные результаты и их новизна.

1. Определены и систематизированы новые факторы АСУТП на базе ПТК иерархической сетевой структуры, влияющие на динамические характеристики каналов регулирования цифрового контроллера.

2. Впервые получены экспериментальные частотные характеристики каналов аналогового и импульсного регулирования контроллера и определены ограничения на области нормальной работы алгоритмов по выявленным факторам.

3. Усовершенствован канал импульсного регулирования с алгоритмом широт-но-импульсной модуляции (ШИМ) и исполнительным механизмом постоянной скорости, отличающийся тем, что минимальное время импульса алгоритма ШИМ связано со скоростью изменения сигнала ошибки регулирования.

4. Получены зависимости определения области нормальной работы каналов регулирования контроллеров ПТК при ограничениях на величину запаздывания в канале регулирования, физического диапазона датчиков, времени полного хода ИМ и минимальную длительности импульса ШИМ.

Практическая ценность работы.

1. Разработаны рекомендации по настройке АСР, реализуемых контроллерами в составе АСУТП, позволяющие на этапах проектирования, наладки и эксплуатации современных ПТК учесть выявленные ограничения и обеспечить требуемое качество автоматического регулирования.

2. Разработана схема импульсного регулирования с алгоритмом ШИМ, которая, при сохранении статической и динамической точности переходного процесса, позволяет уменьшить в 1.5-2 раза по сравнению со стандартным каналом импульсного регулирования количество включений ИМ.

3. Разработаны программные средства, которые могут применяться для исследования частотных характеристик каналов регулирования современных программно-технических комплексов.

4. Разработан экспериментальный стенд (полигон), позволяющий осуществлять как исследование управляющих каналов контроллеров ПТК в составе АСУТП, так и испытание автоматических систем регулирования. Полигон используется в учебно-научном процессе кафедры систем управления ИГЭУ в качестве многоцелевого тренажерного комплекса.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных научно-технических конференциях "Идентификация систем и задачи управления (SICPRO-2005)" (г.Москва, 2005г.), "Теория и практика построения и функционирования АСУТП (CONTROL-2003)" (г.Москва, 2003г.), "Управление и информационные технологии (УИТ-2003)" (г. Санкт-Петербург, 2003) "Повышение качества регулирования частоты в ЕЭС" (г.Москва, 2002г.), "Всероссийский форум "Образовательная среда-2003" (г.Москва, 2003г.), "Энергосбережение на предприятиях металлургической и горной промышленности (новые решения)" (г.Санкт-Петербург, 2003г.), "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (г.Москва, 2005г.), "Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров" (г. Пенза, 2001г.), "Состояние и перспективы развития электротехнологии" IX, X, XI Бенардосовские чтения (г.Иваново, 1999, 2001, 2003г.г.), VII Международной научно-технической конференции "Информационная среда ВУЗа" (г.Иваново, 2000г.), "Повышение эффективности теплоэнергетического оборудования" (г.Иваново, 2002г.), "Планирование, организация и контроль самостоятельной работы студентов" (г. Иваново, 2003г.).

Работы выполнены по плану НИР ИГЭУ и при поддержке грантов Министерства образования Российской Федерации: договор №2.1.1.(15.8).041.133 [2/2001 £, 53] по теме "Учебная лаборатория "Системы автоматического управления технологическими объектами" [98]; грант ТОО-1.2-3174 по теме "Создание комплекса имитационных макромоделей пылесистем по схеме прямого вдувания котлов ТЭС для решения задач управления и диагностирования"[79].

Публикации. По теме диссертации опубликованы 23 научные работы, в том числе 5 статей в центральных журналах, 15 статей в тематических сборниках и 3 отчета о НИР.

Работа выполнена на кафедре систем управления Ивановского государственного энергетического университета им. В.И. Ленина. Автор выражает благодарность коллективу кафедры систем управления за оказанное ими содействие и помощь при выполнении данной работы.

Автор также выражает глубокую признательность сотрудникам НЦРВ ГНЦ "НИИтеплоприбор" и ОАО "НПК "ЭЛАРА" за постоянную помощь и поддержку в развертывании стенда ПТК "Квинт" в Ивановском государственном энергетическом университете.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Голубев, Антон Владимирович

5.6. Выводы

1. Показано, что при разработке общесистемных решений и проектной компоновки ПТК необходимо произвести анализ применимости контроллеров по ограничению на время цикла контроллера в конкретном канале регулирования. При невыполнении условий (5.7, 5.9, 5.10) необходим пересмотр общесистемных решений с целью распределения функций на несколько контроллеров и/или оптимизация технической (сетевой) структуры ПТК в составе АСУТП для уменьшения количества запросов информации от рабочих станций к конкретному контроллеру.

2. Получены выражения для оценки применимости контроллеров Ремиконт Р-210 для автоматического регулирования при ограничении на величину времени цикла контроллера. Показано, что на стадии конструкторского проектирования необходимо производить выбор рабочего диапазона датчика с учетом (5.5) и исполнительного механизма в соответствии (5.18, 5.19). Показано, что на стадии функционального проектирования необходимо вводить дополнительный коэффициент масштабирования с учетом исследований по определению Кпмин и ограничений (5.14).

3. Выполнено исследование по повышению надежности работы систем автоматического регулирования с исполнительными механизмами постоянной скорости и широтно-импульсной модуляцией. Показано, что усовершенствованная схема импульсного регулирования с алгоритмом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и исполнительным механизмом постоянной скорости при сохранении статической и динамической точности переходного процесса позволяет уменьшить в 1.5-^2 раза по сравнению со стандартным каналом импульсного регулирования количество включений ИМ. При этом инерционность объекта регулирования практически не оказывает влияния на качество переходных процессов в усовершенствованном канале импульсного регулирования.

Заключение

Специфика современных АСУТП главным образом связана с тем, что они являются распределенными системами и их основными системообразующими компонентами являются программно-технические комплексы сетевой организации. Опыт показал, что для правильного и эффективного использования аппаратуры автоматического регулирования, необходимо знать ее технические характеристики, принципы действия и учитывать динамические характеристики управляющих каналов.

Также, в связи с тем, что система управления, построенная на базе ПТК, представляет собой сложную, многосвязную и многофункциональную программно-техническую систему, а эффективность АСУТП (экономические и экологические показатели оборудования) во многом зависит от качества функционирования автоматических систем регулирования, задача исследования динамических свойств каналов регулирования микропроцессорных контроллеров в составе ПТК является важной и актуальной как для энергетических, так и для промышленных предприятий.

В диссертации впервые получены следующие теоретические и практические результаты.

1. Выполнен анализ ряда известных и широко применимых программно-технических комплексов сетевой организации с целью определения характерных для данного класса систем параметров, которые могут влиять на функционирование алгоритмов автоматического регулирования (динамический закон преобразования сигнала). Система декомпозирована на отдельные составляющие (контроллеры, рабочие станции, сетевые средства, программное обеспечение и др.), для каждого компонента выделены наиболее практически значимые (критические) параметры.

Впервые, по результатам проведенного анализа, систематизированы и классифицированы факторы системы в целом, а также показано их влияние друг на друга и на реализацию заложенного в контроллер ПТК динамического закона преобразования сигнала.

Выделено три группы факторов.

Локальные факторы - параметры настройки конкретного алгоритма, влияющие на реализуемый закон преобразования сигнала; например, для ПИД-закона импульсного регулирования можно выделить: Кп-коэффициент пропорциональности; Ти-время интегрирования; Тд-время дифференцирования; Тим-время полного хода исполнительного механизма; сор - расчетная рабочая частота системы регулирования (определяется динамическими характеристиками объекта регулирования и действующими на него возмущениями);

Факторы контроллера - факторы, влияющие на динамические характеристики каналов регулирования в контроллере; для систем регулирования, построенных на микропроцессорной технике, можно выделить: Тк - время цикла контроллера (квантование по времени); /- количество уровней (значений) квантования сигнала; т-запаздывание в канале регулирования, возникающее в результате цикличности работы контроллера;

Системные факторы - факторы, влияющие на работу всей системы и зависящие от решений, принятых на стадии проектирования АСУТП; например, можно выделить: последовательность соединения алгоритмов, количество алгоритмов в контроллере, количество рабочих станций и др.

2. Разработан экспериментальный стенд (полигон), который представляет собой логически законченный комплекс, позволяющий проводить исследование алгоритмов автоматического регулирования контроллеров ПТК и, максимально приближенное к эксплуатационным режимам, испытание систем автоматического регулирования (апробацию полученных результатов исследований).

Функциональная структура стенда включает в себя две подсистемы:

• подсистему модели объектов управления (предназначена для имитации на полигоне работы технологического оборудования и исполнительных устройств);

• управляющую подсистему (предназначена для контроля состояния технологического оборудования, охватываемого АСУТП, и формирования управляющих воздействий на исполнительные устройства).

В целом, техническая и функциональная структура полигона представляет собой систему, идентичную реальной АСУТП, но меньшего информационного масштаба (так называемая полигонная версия АСУТП) и позволяет: • реализовывать на нем локальные СКУ энергоблоков станции, функционирующих в режиме реального времени и охватывающих основные задачи контроля и управления (включая управление типовыми электрическими исполнительными устройствами).

• выполнять на нем все основные работы по вводу новой АСУТП, включающие в себя настройку и наладку контуров регулирования;

• проводить исследование алгоритмической части контроллеров в составе ПТК.

3. С учетом выделенных факторов и их влияния на заложенный динамический закон преобразования сигналов, разработана и апробирована методика исследования динамических характеристик каналов автоматического регулирования контроллеров ПТК сетевой организации.

Проведены исследования по определению влияния системных факторов на величину квантования по времени. Определено минимальное время цикла контроллера Тк в зависимости от разного количества запрограммированных алгоритмов и количества рабочих станций.

Проведены исследования по определению влияния системных факторов на квантование по уровню. Определена минимальная амплитуда (минимальное количество уровней квантования) тестового сигнала, при которой гарантируется заданная точность преобразования сигнала. При уменьшении величины амплитуды тестового сигнала до 2% в выходном сигнале появляется помеха (шум), величина которого по амплитуде соизмерима с величиной квантования выходного сигнала по уровню, что существенно снижает точность вычислений.

Проведены эксперименты по определению квантования по времени и запаздывания в канале регулирования в зависимости от количества алгоблоков в прямой и обратной последовательностях при разных значениях времени цикла контроллера.

4. Впервые выполнено исследование динамических характеристик алгоритмов регулирования контроллеров Ремиконт Р-210 ПТК "Квинт" и получены реальные частотные характеристики регулирующих алгоритмов при различных значениях локальных факторов и факторов контроллера. С помощью разработанной методики определения частотных характеристик получены зависимости точности выполнения динамических характеристик каналов регулирования в области параметров настройки от влияния факторов контроллера Тк и со.

Результаты исследований ПИ-алгоритма показывают, что фазо-частотная характеристика реального регулятора отстает от теоретической, что приводит к опережению преобразования сигнала. При этом с уменьшением Ти < 25 с и увеличением ш>0.05 рад/с увеличивается отставание фазы реального сигнала (уменьшается 5т,). а увеличение Тк времени цикла контроллера усиливает уменьшение значений 5т. Анализ позволяет рекомендовать для применения в системах управления без ввода дополнительных поправок область настроек алгоритма:

• коэффициент пропорциональности Кп>0.1;

• время интегрирования в диапазоне Ти<25с только при Тк<1 с, со<0.05 рад/с.

Результаты исследований ПД-алгоритма показывают, что в области малых значений Ти<25 с реализация реального закона регулирования по фазо-частотной характеристике приближается к теоретическим. Однако с ростом Ти и со>0.05 рад/с точность преобразования сигнала по фазе ухудшается, что приводит к увеличению 5т величины дополнительного запаздывания в алгоритме. При этом увеличение Тк времени цикла контроллера усиливает увеличение значений 5т. Анализ позволяет рекомендовать для применения в системах управления без ввода дополнительных поправок область настроек алгоритма:

• общий коэффициент пропорциональности Кп-Кп*Тим/Ти>0.2;

• коэффициент пропорциональности Кп>0.1;

• время интегрирования в диапазоне Ти^25с только при Тк<1 с, со<0.05 рад/с.

Результаты исследований алгоритма ШИМ показывают, что точность преобразования реального сигнала по фазе зависит от амплитуды входного сигнала. Анализ позволяет рекомендовать область настроек ШИМ:

• А>30% при со<0.075 рад/с с вводом дополнительной поправки по 5т;

• А>60% во всем диапазоне исследуемых частот;

• время импульса в диапазоне Тимп^0.5 с при ш>0.05 рад/с.

5. Разработаны рекомендации по проектированию, наладке и эксплуатации ПТК сетевой организации. Разработана методика настройки каналов регулирования АСУТП на базе ПТК сетевой организации, позволяющая перейти из переопределенной области (2.2) в расчетную область параметров настройки (2.1) путем определения соответствующих ограничений на параметры т™»тк>1> тимп.

Показано, что при разработке общесистемных решений и проектной компоновки ПТК необходимо произвести анализ применимости контроллеров по ограничению на время цикла контроллера в конкретном канале регулирования. При невыполнении условий (5.7, 5.9, 5.10) необходим пересмотр общесистемных решений с целью распределения функций на несколько контроллеров и/или оптимизация технической (сетевой) структуры ПТК в составе АСУТП для уменьшения количества запросов информации от рабочих станций к конкретному контроллеру.

Получены выражения для оценки применимости контроллеров Ремиконт Р-210 для автоматического регулирования при ограничении на величину времени цикла контроллера. Показано, что на стадии конструкторского проектирования необходимо производить выбор рабочего диапазона датчика с учетом (5.5) и исполнительного механизма в соответствии с (5.18, 5.19). Показано, что на стадии функционального проектирования необходимо вводить дополнительный коэффициент масштабирования с учетом исследований по определению Кпмин и ограничений (5.14).

6. Выполнено исследование по повышению надежности работы систем автоматического регулирования с исполнительными механизмами постоянной скорости и широтно-импульсной модуляцией. Показано, что усовершенствованная схема импульсного регулирования с алгоритмом широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и исполнительным механизмом постоянной скорости при сохранении статической и динамической точности переходного процесса позволяет уменьшить в 1.5-f2 раза по сравнению со стандартным каналом импульсного регулирования количество включений ИМ. При этом инерционность объекта регулирования практически не оказывает влияния на качество переходных процессов в усовершенствованном канале импульсного регулирования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Голубев, Антон Владимирович, 2005 год

1. Алгоритмические схемы решения типовых задач АСУТП средствами ПТК "Квинт". Учебное пособие/С.А. Таламанов, А.В. Голубев. Под ред. д.т.н., проф. Ю.С. Тверского.- Иван. гос. энерг. ун-т.-Иваново, 2002.- 82с

2. Автоматизация крупных тепловых электростанций/Под ред. М.П. Шальмана. М.: Энергия, 1974. - 240 с.

3. Альперович И.В. Программные комплексы для АСУТП // Приборы и системы управления. 1998. №8.-С.60-65.

4. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента. М.: Наука, 1983. -248 с.

5. Атамалян Э.Г и др. Метод и средства измерения электрических величин. Учебн. пособие для вузов. Под ред. Э.Г. Атамалян. М., "Высш. школа". 1974.-200с.

6. Балакирев B.C., Дудников Е.Г., Цирлин A.M. Экспериментальное определение динамических характеристик промышленных объектов управле-ния.-М.:Энергия. 1967.-232с.

7. Барабанов А.Т., Катковник В.Я., Нелепин А.А и др. Методы исследования нелинейных систем автоматического регулирования, М.: Наука, 1975-447с.

8. Беляев Г.Б., Кузищин В.Ф., Смирнов Н.И. Технические средства автоматизации в теплоэнергетике: Учебн. пособие для втузов// М.: Энергоиздат, 1982.-320 с.

9. Болдырев А.А., Бретман В.В., Громов B.C. Построение АСУТП с помощью программно-технического комплекса "Интегратор" // Приборы и системы управления. 1999. №3.-С.1-6.

10. Боловин Д.А., Громов А.В. Организация критических по времени приложений в многозадачных операционных системах// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003. №1.-С.2-6.

11. Борисова И.Е., Колосов О.С. Численное дифференцирование в алгоритмах автоматического управления // Международная конференция "Информационные средства и технологии": Тез. докл.- М., 1999.-С.155 -159.

12. Бретман В.В. Новое поколение универсальных промышленных контроллеров // Энергетик. 1999. №9.-С.37

13. Бувин Н.П., Преображенский В.П. и др. Динамические характеристики быстродействующих потенциометров КСП4// Труды МЭИ, 1972, вып. 136.

14. Велин А.В., Волович Г.И. Экспериментальное определение частотных характеристик амплитудно-импульсных систем //АиТ. 1986. №1.- С. 34-38.

15. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1964. - 576 с.

16. Вулис А.Л., Качаловский М.А., Кемельмахер Г.Л. и др. Многоуровневая АСДУ в энергетике современные тенденции в организации и разработке // Электрические станции. 1994. №9.-С.13-21.

17. Галата В.Ю., Карандашев А.П., Сидоров В.А., Базов А.П. Технические и программные средства АСУ ТП // Приборы и системы управления. 1996. №3.-С.1-5.

18. Голубев А.В. Анализ факторов, влияющих на динамические свойства управляющих каналов ПТК АСУТП //Тез. докл. межд. научн. технич. конф. "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (XI Бенардосов-ские чтения).- Иваново, 2003.-С.117

19. Голубев А.В. Исследование динамических свойств управляющих каналов программно-технических комплексов // Тез. докл. межд. научн. технич. конф. "Состояние и перспективы развития электротехнологии" (X Бенардо-совские чтения).- Иваново, 2001.-С.73

20. Голубев А.В., Таламанов С.А. Методика исследования динамических свойств управляющих каналов контроллеров ПТК АСУТП // Тез. докл. VII Международной научн.-техн. конф. "Информационная среда ВУЗа". Иваново, 2000.-С. 217-221.

21. Гомон J1.В. УНИКОНТ новая система IBM PC - совместимых промышленных компьютеров//Теплоэнергетика. 1995. №5.-С.39-43.

22. Давыдов Н.И. Об автоматизированных системах управления технологическими процессами на базе микропроцессорных программно-технических комплексов// Энергетик 1998. -№10.-С.30-31.

23. Давыдов Н.И. Опыт разработки АСУ ТП на базе ПТК Квинт // Теплоэнергетика. 1996. №12.-С.42-45.

24. Давыдов Н.И., Дудников И.П., Дудников С.Г. Методика определения частотных характеристик промышленных объектов регулирования // Теплоэнергетика. -1956. -№9.-С.35-42.

25. Давыдов Н.И., Назаров А.А., Смородов Н.В. и др. АСУ ТП теплофикационного энергоблока на базе ПТК Квинт // Теплоэнергетика. 1996. №10.-С.2-7.

26. Давыдов Н.И., Назаров А.А., Смородов Н.В. и др. Применение ПТК Квинт для создания АСУТП теплового энергоблока // Приборы и системы управления. 1997. №11.-С.9-13.

27. Деменков Н.П. Разработка АСУТП на базе промышленных контроллеров и систем оперативного управления // Приборы и системы управления. 1998. №3.-С.4-6.

28. Демонстрационные версии СКУ дубль-блока 300 МВт Костромской ГРЭС (стенд ПТК "Квинт"). Технический отчет. ТО/К-ЗОО-2-99. / Тверской Ю.С., Таламанов С.А., Голубев А.В. и др. Иваново: НПП "ИНОТЭКС".-№ ГР 90200000011.- 1999. Кн.1 - 134 е., кн.2- 113с

29. Жидков А.А и др. Микропроцессорный регулирующий прибор ПРОТАР -прогрессивная замена традиционной аппаратуры //Теплоэнергетика. 1991. №9.-С.10-12.

30. Зоммер В.Б., Лямпе Б., Розенвассер Е.Н. Экспериментальное исследование аналого-цифровых систем в частотной области // АиТ. 1994. №6.-С.170-181.

31. Иванов В.А. Регулирование энергоблоков.-Л.:Машиностроение. 1982. -311с.

32. Испытания системы автоматического регулирования энергоблока, выполненной на устройствах Ремиконт / В.А. Биленко, Ю.И. Гомзяков, С.С. Зорина и др.// Теплоэнергетика.-1988.-№10.-С.11-16.

33. К освоению новой технологии построения АСУТП тепловых электростанций / Ю.С. Тверской, С.А. Таламанов, И.Е. Голубев А.В. и др. // Новое в российской электроэнергетике.-2001. №8. - С. 3-10.

34. Калашников А.А., Ринкус Э.К., Скрыпников С.Н. и др. Оценка техниче37.