Види параметрів керування

Всі технологічні процеси, які здійснюються на підприємстві характеризуються великою кількістю різних параметрів.

Всі параметри можуть бути об’єднані в три групи:

1. Вхідні

2. Режимні

3. Вихідні

Вхідні параметри характеризують матеріальні та енергетичні потоки на вході в апарат (витрата сировини, тиск пари).

Режимні параметри дають уявлення про умови протікання процесу в апараті.

В деяких об’єктах значення параметрів неоднакові в різних точках одного і того ж апарата (ректифікаційна колона – тиск, температура і склад продукта змінюються по висоті колони). Такі параметри називають розподіленими.

Здійснювати управління об’єктами з розподіленими параметрами, як правило, складніше, ніж об’єктами із зосередженими параметрами.

Вихідні параметри характеризуют мате­риальні та енергетичні потоки на виході із апарату (склад кінцевого продукту, кількість відходів і т. д.). Це можуть бути також економічні показники процесу, наприклад собівартість чи витрати на виробництво кінцевої продукції.

Сукупність значення всіх параметрів процесу називають технологічним режимом, а сукупність значень параметрів, які забезпечують розв’язок задачі, поставленої при керуванні процессом — нормальним технологічним режимом. Нормальний технологічний режим задають і оформляють у вигляді технологічної карти. В карті приводять перелік параметрів, значення яких необхідно підтримувати на визначеному рівні, а так­ож вказують діапазон значень, в яких зміна цих па­раметрів не призводить до серйозних порушень технологічного режиму. Керування технологічним процесом зводиться до під­тримання параметрів на значеннях, які відповідають нормально­му технологічному режиму.

Реальні об’єкти керування в більшій чи меньшій мірі піддаються збуренням, які порушують хід процесу в об’єкті. Більшість збурень важко заздалегідь передбачити, що значно ускладнює керування процесом. Розрізняють зовнішні та внутрішні збурення.

Зовнішні збурення проникають в об’єкти керування зовні — зі зміною вхідних параметрів, деяких вихідних параметрів, а також параметрів навколишнього середовища. Зміна будь-якого вхідного параметра процеса обов’язково при­водить до зміни проходження процесу в об'єкті. Більшість ви­хідних параметрів об’єкта (наприклад, склад і температура кінцевого продукту) не впливає на хід процесу в об'єкті, більше того, їх значення визначаються ходом цього процесу. Однак зміна деяких вихідних параметрів призводить до зміни режимних параметрів. Так, зміна витрати пари, який виходить із ректифікаційної колони, впливає на тиск в колоні, а зміна витрати залишку —на рівень рідини в ку­бі. Збурення, які надходять в об’єкт керування при зміні параметрів навколишнього середовища, найбільш сильно впливають на технологічний режим у випадку установки апаратів під відкри­тим небом.

Внутрішні збурення виникають в самому об’єкті автоматизації (наприклад, при забрудненні і корозії внутршніх поверхонь апарату, зміні активності каталізатора и т. д.).

При керуванні процесом осбливу увагу слід звернути на зовнішні збурення, так як вони надходять в об’єкт частіше, чим внутрішні, нерідко мають ступінчастий характер, велику амплітуду зміни і в ряді випадків можуть бути вилучені до надходження в об’єкт.

Автоматизованою системою керування (АСК), взаємодіє із зовнішнім середовищем і кількісно її можна оцінити через входи X та виходи Y. Входами можуть бути витрати матеріальних та енергетичних потоків, які надходять в апарат або виходять з нього; виходами, як правило, є температура, тиск, рівень рідини та концентрація продукту. Звичайно на систему діють збурення Z, які намагаються відхилити вихідні координати від їх нормальних значень. Такими збуреннями є витрати речовин, їх температура, тиск концентрації та ін. Щоб компенсувати ці збурення, тобто щоб АСК працювала в заданому напрямі, використовують керуючі впливи U (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Структурна схема АСК