Общие требования к алгоритмам управления управляющих устройств (датчиков, уровнемеров)

Под алгоритмом управления понимается предписание для датчиков и уровнеменров, определяющее процесс преобразования сигналов в управляющем устройстве c целью формирования управляющего воздействия, подаваемого на объект управления. Алгоритм управления для датчиков и уровнеменров, а так же иных устройств, реализуется в управляющем устройстве, которое может быть цифровым, аналоговым или гибридным (построенным на цифровых или аналоговых элементах).

Форма представления алгоритма управления выбирается в зависимости от типа управляющего устройства. При реализации в цифровом управляющем устройстве алгоритм управления может быть представлен в форме конечно-разностных уравнений, при реализации в аналоговом устройстве - в виде непрерывных дифференциальных уравнений (передаточных функций). Форма представления сигналов, несущих информацию об управляемом процессе, также зависит от типа управляющего устройства. В цифровом управляющем устройстве сигналы представлены двоичными цифровыми кодами, в аналоговом - непрерывными электрическими величинами, например напряжениями.

Операции алгоритма управления рассмотрим на примере управляющего устройства системы автоматического управления (САУ) c одной или несколькими обратными связями. B таком устройстве формируемые управляющие воздействия зависят от сигналов обратных связей или, иными словами, от состояния объекта управления. Для рассматриваемого типа устройств возможны три основных режима работы: подготовки, пуска, рабочий.

B режиме подготовки производятся ввод или корректировка управляющей программы (в частном случае - ввод программы изменения задающего воздействия), корректировка или калибровка измерительных устройств САУ, корректировка динамических пара

метров объекта управления, проверка функционирования программных и аппаратурных средств управляющего устройства.

Специально выделенный режим пуска не обязателен для всех управляющих устройств, однако для выделения данного режима могут служить следующие предпосылки:

необходимость установки начальных значений сигналов в управляющем устройстве;
необходимость приведения в исходное положение объекта
управления перед началом рабочего режима;
необходимость фиксирования исходных значений сигналов в момент начала отсчета текущего времени управляемого процесса.

В рабочем режиме реализуются основные функции управляющего устройства:

1) формирование сигналов задающего воздействия;

2) прием и обработка сигналов обратной связи;

3) формирование и передача на объект управления управляющего воздействия.

Операция формирования сигналов задающих воздействий, как правило, предшествует остальным операциям над сигналами. Задающее воздействие определяет цель процесса управления, т. e. значение, к которому должна стремиться управляемая величина.

B простейшем случае задающим воздействием является постоянная величина. При этом управляющее устройство САУ c отрицательной обратной связью выполняет функцию стабилизатора какой-либо физической величины. B более общем случае управляющее воздействие генерируется по программе, введенной в управляющее устройство.

При приеме (сборе) сигналов обратной связи могут использоваться алгоритмы циклического и адресного опроса датчиков. Циклический опрос предполагает периодический опрос датчиков системы. Опрос начинается c датчика, номер которого принят за начальный, и заканчивается датчиком, имеющим последний номер. При адресном опросе датчики подключаются по заданной программе или по сигналу внеочередного требования, выработанному в управляющем устройстве.

Алгоритм формирования управляющего воздействия содержит операции формирования управляющего сигнала, подаваемого на вход силового устройства, и реализуемые в нем операции формирования мощного управляющего воздействия. Формирование управляющего сигнала предусматривает выделение сигнала рассогласования (разности между сигналами задающего воздействия обратной связи) и динамические преобразования данного сигнала c целью получения требуемых параметров процесса управления.

Требования к алгоритму для датчиков и уровнеменров формулируются исходя из требований к системе автоматического управления в целом, параметров объекта управления, силовых и измерительных устройств.