Примеры задач управления процессами

В этом разделе на примерах проиллюстрированы основные типы задач, встречающиеся при управлении процессми. В начале обсуждается, что в общем случае требуется для управления, а затем рассматриваются проблемы, присущие техническим процессам.

2.2.1. Управление последовательностью событий и бинарное управление

Простой химический реактор, представленный на рис. 2.7, — пример системы управления последовательностью событий. В химическом реакторе реагенты переме­шиваются с помощью смесителя. Входные потоки реагентов и выход продукта регулируются входными клапанами А и Б и выходным клапаном В, соответственно. Уровень давления в баке контролируется датчиком Д, а температура — датчиком Т Температура регулируется горячей или холодной водой, подаваемой в окружающий бак кожух; потоки воды регулируются клапанами Г (горячо) и X (холодно).

Рис. 2.7. Простой химический реактор с регулированием температуры

В этом примере в реакторе выполняются следующие операции:

1. Открыть клапан А и залить в бак реагент 1.

2. Если датчик давления Д показывает, что достигнут требуемый уровень, то закрыть клапан А.

3. Запустить смеситель.

4. Открыть клапан Б и залить в бак реагент 2.

5. Если датчик давления Д показывает, что достигнут новый требуемый урс вень, то закрыть клапан Б.

6. Открыть клапан Г для нагрева бака.

7. Если датчик Т показывает, что достигнута требуемая температура, то закрыть клапан Г.

8. Установить таймер на время протекания химической реакции.

9. При срабатывании таймера — время реакции истекло — остановить смеситель.
10. Открыть клапан X для охлаждения бака.

11. Проверить температуру в баке. Если температура упала ниже заданного пре­дела, то закрыть Клапан X и открыть клапан В для опорожнения бака.

12. Закрыть клапан В. Повторить все этапы с самого начала.

Многие системы предназначены для управления очередностью выполнения оле­ний которая зависит от некоторых логических условий, как в приведенном приме-

Входные и выходные данные системы являются бинарными в том смысле, что датчики контролируют два состояния или граничное значение, например клапан от­крыт или закрыт, индикатор сработал или нет, кнопочный выключатель нажат или отжат и т. д.; и команды управления имеют аналогичный формат — запустить/оста­новить двигатель, включить/отключить нагреватель и т. п.

Если задача управления основана только на бинарной логике, то очевидно, что решать ее удобнее и проще цифровыми средствами. Существуют так называемые программируемые логические контроллеры, специально созданные для решения та­ких задач. Более подробно эти устройства рассмотрены в главе 7.