3.08. Многоконтурные системы автоматического регулирования (системы каскадного регулирования).

Каскадная система автоматического управления (САУ) состоит из нескольких контуров регулирования, каждый из которых регулирует свою технологическую (основную или вспомогательную) величину. Необходимость использования каскадных систем обусловлена тем, что многие объекты управления характеризуются значительной инерционностью и большим временем запаздывания по каналу управления. Эти обстоятельства ограничивают предельные величины коэффициентов передачи автоматических регуляторов, снижают их быстродействие и, как следствие, ухудшают показатели качества регулирования.

В каскадных системах при регулировании основной технологической величины в объекте с большим запаздыванием используются также вспомогательные величины, реагирующие на изменение основных возмущений объекта и регулирующего воздействия с меньшим запаздыванием. В таких случаях стабилизация вспомогательных величин способствует более качественному регулированию основной величины.

Применение каскадных схем эффективно только в том случае, когда запаздывание в контуре регулирования основной величины существенно больше, чем в контуре регулирования вспомогательной величины. При автоматизации химико-технологических объектов чаще всего используют двухконтурные каскадные системы.

3.09. Многоконтурные системы автоматического регулирования (системы связанного регулирования).

Многоконтурные САР делятся на системы несвязанного и связанного регулирования. Характерным для первых является то, что регуляторы в них непосредственной связи между собой не имеют и взаимодействуют только через объект регулирования. В системах связанного регулирования регуляторы различных параметров одного и того же объекта имеют непосредственные взаимные связи помимо связей через объект регулирования.

В системах связанного регулирования применяются дополнительные информационные каналы, благодаря которым внутренние перекрестные связи компенсируются внешними устройствами. Основой построения систем связанного регулирования является принцип автономности. В результате, объект с несколькими взаимно зависимыми регулируемыми величинами искусственно превращается в объект с независимыми (автономными, сепаратными) друг от друга регулируемыми величинами.

3.10. Функциональная структура системы автоматического регулирования.

Информационно-измерительная система (ИСС) – совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи.

Первичный измерительный преобразователь (ПИП) — чувствительный элемент, (сенсор) предназначен для преобразования регулируемого параметра в сигнал измерительной информации в форме, удобной для обработки и дальнейших преобразований.

Нормирующий преобразователь (НП) служит для взаимного согласования входящих в систему управления элементов и дистанционной передачи сигналов по каналам связи.

Регулятор (Р) с помощью элемента сравнения определяет отклонение текущего значения регулируемого параметра от заданного значения и формирует командный сигнал в соответствии с заложенным в нем алгоритмом регулирования. Сигнал, формируемый регулятором, по мощности не всегда достаточен, чтобы управлять ИУ, поэтому регулятор часто снабжается усилителем мощности.

Устройство автоматической системы управления, воздействующее на технологический процесс в соответствии с полученным от регулятора командным сигналом, называется исполнительным устройством (ИУ).

Исполнительный механизм (ИМ) предназначен для усиления мощности командного сигнала, получаемого от регулятора, и воздействия на регулирующий орган (РО).

Регулирующий орган (РО) — техническое средство изменения материального или энергетического потока, влияющего на регулируемую величину в ОУ.