Файл: Живоглядов, В. П. Адаптация в автоматизированных системах управления технологическими процессами.pdf

По экспериментальным данным и приведенным выше фор­ мулам найдены значения коэффициентов. Алгоритм был при­

где y[s], эд*[э] — измеренное и заданное значение тонкости помола в % (остаток на сите 008).

Для реализации алгоритма на ЦВМ необходимо (г+8) ячеек памяти, 5 умножений и 5 сложений, т. е. необходимое количество запоминающих ячеек и вычислительных операции очень незначительно.

При синтезе алгоритма коррекции можно применить и бо­ лее простую модель по каналу «задание Q* — тонкость w» типа (4. 6). В. этом-случае в стационарном режиме

0'*Ы— -rr-(pS4s-\-i]—bw*[s-\- -—ll)-)-£©*[s — 1] —

Ко

Былоустановлено, что алгоритм дуального управления мало чувствителен к изменению модели объекта, и алгоритмы типа (1. 130) и (4. 19) могут быть применены и для инерционных объектов с запаздыванием. Обратим внимание на то, что при

Т

оптимизации по. критерию типаWs= e2[s]-(--^L (e[sl—e[s—I])2

2G2

в канал управления вводится инерционное звено (см. подраз­ дел 1.3. 1). Можно предположить, что процессы в послед­ ней системе п в системе управления инерционным объектом по алгоритму (4. 19) близки.

Несколько отлична от рассмотренной выше методика ин­ ститута ВИАСМ [4. 4]. В развитие алгоритма (1. 136) и (1. 24) для компенсации инерционности мельницы в УУ вве­ дено форсирующее звено (1 + 7 0бР), а для устранения мед­ ленного дрейфа и постоянного смещения выхода — интегра­ тор, после чего по методу z-форм был осуществлен переход от

.непрерывного времени к дискретному. Алгоритм реализован в результате работ института ВИАСМ на УВМ «Тбилиси-1». Распределенный контроль в этой системе отсутствует.

4. 2. 5. Алгоритмы прямого цифрового управления (ПЦУ) загрузкой мельницы

АСУ с прямым цифровым управлением загрузкой реали­ зуется по схеме, представленной на рис. 4. 26.

Управление положением исполнительного механизма ИМ (или отсекающего ножа тарельчатого питателя) можно осу­ ществлять непосредственно по выходу га» [s] без внутреннего контура стабилизации в соответствии с алгоритмами типа (4. 13), (4. 14) или (4. 19). Однако информация о состоянии мельницы, содержащаяся в косвенных показателях q(xi) , при этом не используется. Здесь мы рассмотрим применение ПЦУ во внутреннем контуре стабилизации. Для описания объекта по каналам «загрузка материала — косвенные пока­ затели qK=q(xK)= fqlqA(xK).qB(xK)\>>воспользуемся линеаризован­ ными моделями типа (4. 5) или (1. 148), приведенными в не­ сколько отличных обозначениях. Если предположить, что имеется лишь одно возмущение ц° с экспоненциальной корре­

где ук,/]— измеренное значение показателя qK в /-ft момент

203

времени. Если у связан с q некоторым известным взаимно­

настройки при изменении характеристик объекта и возму­ щающих воздействий. Если некоторые q(x, к) не измеряются,, достаточно положить 11^=0 в формуле (1. 157) для вычисле­ ния qKj . Блок-схема алгоритма ПЦУ для произвольного чи­ сла дискретных датчиков контроля состояния мельницы по­ казана на рис. 4. 5. Практически достаточно ограничиться двумя-тремя индукционными датчиками у первой и второй ка­

мер мельницы. Обозначено: а\,ак,Ки1,Кик,К -р----множитель-

'Аи

ные звенья на соответствующие коэффициенты; Ф — дискрет­

- К икЦ - х к}).

Эффективность алгоритма подтверждается промышлен­ ными испытаниями, проведенными с использованием УВМ ти­ па «Днепр-1» на мельнице размером 3X4 як

Приведем еще один алгоритм прямого цифрового управ­ ления загрузкой, который получим из (3. 35) путем дискрети­ зации с интервалом At:

204

Сигналы дотиикоб

Рис. 4.5

■ш.

Простота реализации на ЦВМ обоих ПЦУ очевидна. Дей­ ствительно, для управления по алгоритму (4. 21) при двух датчиках заполнения мельницы (^i и q2) требуется 11 ячеек памяти, 5 умножений и 4 сложения. При этом мы не учитыва­ ем загрузку машины программами контроля, опроса датчи­ ков, предварительной обработки сигналов, выполнения раз­ личных логических операций, программой-диспетчером и другими служебными программами, необходимыми для нор­ мального функционирования УВМ в системе управления комплексом технологических агрегатов.

4. 2. 6. Алгоритмы адаптации

Общий подход к синтезу алгоритмов адаптации для си­ стем с распределенным контролем изложен в разделе 3. Здесь мы приведем несколько модифицированный алгоритм наст­ ройки вектора а коэффициентов локальной системы управле­ ния процессом измельчения. При квадратичной функции по­ терь он имеет вид

a[s]=a[s — 1]— r i[s]G[s](co[s]— u>*)—Г2[s]G[s —l](m[s—1]—до*).

(4. 23)

Вектор G[s] получаем в результате преобразования дискрет­ ным динамическим фильтром с запаздыванием (моделью чувствительности) вектора сигналов косвенных показателен в схеме рис. 3, 6, либо сигналов, поступающих на входы бло­ ков ак в схеме рис. 4. 5. Матрицы переменных коэффициентов обозначены /’lfs] и r 2[s].

На рис. 4. 6 показан процесс настройки двух коэффициен­ тов ai и а2 при моделировании АСУ процессом помола на ЦВМ. Модель объекта состояла из ряда звеньев с запазды­ ванием. Возмущение аппроксимировали двумерным марков­

ния при ai = a2=0,4, лежащих в окрестности точки оптимума, т. е. когда процесс настройки в основном завершен. Из ри­ сунка видно, что управляющие воздействия u[s] компенсиру­ ют низкочастотные составляющие возмущений, приложенные ж объекту.

Изложим некоторые результаты производственных испы­ таний алгоритма адаптации и управления цементной мельни*

-206

Рис. 4.7

цей с использованием УВМ типа «Днепр». Модели чувст­ вительности были аппроксимированы звеньями с чистым за­ паздыванием на время 30 мин. Интервал дискретности изме­ рения выхода принят At=5 мин, а матрицы Л Ы , A [s] в алгоритме (4. 23) выбраны вида

Гi[s]=diag{0,001; 0,001}, r a[s]= diag{0,0005;t0,0005b

•Испытания проходили при значениях задания w*, соответ­ ствующих режимам работы агрегата с различной производи­ тельностью: номинальной, выше и ниже номинальной. Сред­

нее значение квадрата ошибки csl находилось в диапазоне

Рис. 4.8

208

2247 14

ГО

о

о

0,16 < 0g2< 0,65 II не превышало 25% значения квадрата ошиб­

ки при отключенном контуре адаптации. Работу системы ил­ люстрируют рисунки 4. 8 и 4. 9. На первом кривыми 1, 2 и 3 обозначено изменение во времени коэффициентов а ь ао и вы­ хода w при задании w* = 9 (процент остатка на сите 008). Участок (0—t*) соответствует работе схемы без настройки. Коррекция коэффициентов началась в момент t’i:. Представ­ ляет интерес участок работы, отмеченный кривой 4, соответ­ ствующий отработке системой возмущения по загрузке. По рис. 4. 9 можно судить о том, как медленно система расстраи­ вается и выходит из области оптимального режима при от­ ключении контура адаптации (кривая б). Кривая а характе­ ризует качество работы адаптивного алгоритма управления

встационарном режиме.

4.3. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ МОКРОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ СЫРЬЯ В ЦЕМЕНТНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

Для тонкого измельчения известняка и приготовления известково-глинистого шлама в цементной промышленности,, как правило, применяются многокамерные шаровые вращаю­ щиеся мельницы. Такая мельница, в частности, может пред­ ставлять собой металлический барабан диаметром 2,6 м ч

тонкости помола) на требуемом уровне на основании инфор­ мации, содержащейся в измерениях выходных и косвенных показателей. Управляющими воздействиями служат расхо­ ды известняка и воды (или глинистого шлама). Основныевозмущающие воздействия на процесс — случайные колеба­ ния расходов воды и материала, изменение гранулометриче­ ского состава и размалываемости известняка.

Общие принципы построения АСУ процессом мокрого из­ мельчения сырья приблизительно те же, что и при управле­ нии цементными мельницами.

Автоматическую стабилизацию режима работы измельчительного агрегата осуществляют локальные системы посигналам распределенного контроля косвенных показателей. Это позволяет учесть распределенный характер процессов;

210