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智能控制在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用-在線瀏覽

2024-08-17 14:45本頁(yè)面
  

【正文】 控制可分為“開(kāi)環(huán)控制”和“閉環(huán)控制”。例如向一個(gè)容器里加水,有水位測(cè)量設(shè)備,水位到達(dá)設(shè)定的高度,水龍頭自動(dòng)關(guān)斷,這就是“閉環(huán)控制”;如需人為的看水是否到了設(shè)定的高度,而去人為的關(guān)水龍頭,這就是“開(kāi)環(huán)控制”?!伴]環(huán)控制”按照?qǐng)?zhí)行機(jī)構(gòu)的不同,可分為“狀態(tài)閉環(huán)控制”和“調(diào)節(jié)閉環(huán)控制”。目前工業(yè)自動(dòng)化控制中,“狀態(tài)閉環(huán)控制”多用于保護(hù)類控制,例如汽機(jī)的ETS,鍋爐的MFT,化工的ESD,水泵保護(hù)等等。由于動(dòng)作迅速(一般是以“毫秒”為單位進(jìn)行計(jì)算),所以一旦誤動(dòng)產(chǎn)生,無(wú)法在執(zhí)行之前或之中做出人為反應(yīng)處理,只能事后補(bǔ)救,而一些重要的保護(hù)一旦產(chǎn)生誤動(dòng),其影響和損失都是比較大的。而且?guī)缀跛械摹盃顟B(tài)閉環(huán)控制”都有是否允許執(zhí)行的開(kāi)關(guān),即聯(lián)鎖按鈕?!罢{(diào)節(jié)閉環(huán)控制”相對(duì)“狀態(tài)閉環(huán)控制”要復(fù)雜一些,需要控制器進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,計(jì)算出輸出的結(jié)果給執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)而調(diào)節(jié)被調(diào)節(jié)對(duì)象。“調(diào)節(jié)閉環(huán)控制”需要人為或通過(guò)系統(tǒng)計(jì)算給定一個(gè)被控制對(duì)象的理想的狀態(tài)數(shù)值(給定值 set value,簡(jiǎn)寫(xiě)為S),控制器會(huì)比較實(shí)際的被控制對(duì)象的數(shù)值(測(cè)量值 practical value,簡(jiǎn)寫(xiě)P)與給定值之間的偏差,并計(jì)算出輸出到執(zhí)行機(jī)構(gòu)的值(輸出值 output value,簡(jiǎn)寫(xiě)O)給執(zhí)行機(jī)構(gòu),執(zhí)行機(jī)構(gòu)變化,使測(cè)量值改變,控制器再次比較測(cè)量值與給定值的偏差(以下簡(jiǎn)稱偏差),進(jìn)行下一循環(huán)的計(jì)算并輸出。PID控制器就是根據(jù)偏差,利用比例(proportional)、積分(integration)、微分(differentiation)計(jì)算出控制量進(jìn)行控制的。很多盤裝儀表控制器就具備很好的帶有記憶功能的PID控制功能。同時(shí),“調(diào)節(jié)閉環(huán)控制”因?yàn)槭菚r(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制,所以對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械部分磨損比較大,部分的影響執(zhí)行機(jī)構(gòu)的壽命。所謂死區(qū)(dead zone),又稱儀表不靈敏區(qū),是指輸入量的變化不致引起該儀表輸出量有任何可察覺(jué)的變化的有限區(qū)間。閥門是最典型的執(zhí)行機(jī)構(gòu),閥門的工作特性曲線圖(如圖01)表示出了閥門死區(qū)與工作線性區(qū)的特點(diǎn)。由圖可知,閥門在關(guān)閉時(shí)剛開(kāi)始接收到開(kāi)信號(hào)時(shí)閥門無(wú)實(shí)際動(dòng)作,這段區(qū)域即是死區(qū),然后在接受到一定的信號(hào)值后,閥門開(kāi)始大幅度動(dòng)作,然后進(jìn)入到一個(gè)相對(duì)平緩的直線運(yùn)行區(qū)域,這段相對(duì)平緩的直線即線性區(qū)(linear zone)。關(guān)閉亦然。了解了“調(diào)節(jié)閉環(huán)控制”的執(zhí)行機(jī)構(gòu)特點(diǎn),之后進(jìn)行調(diào)節(jié),方法多為PID調(diào)節(jié)。所以實(shí)際中主要調(diào)節(jié)什么參數(shù),如何去調(diào)節(jié)PID參數(shù),是最直接需要掌握的內(nèi)容。如果被調(diào)節(jié)對(duì)象的測(cè)量值大于給定值,則增大執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出值,此為正作用。同
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