Без рубрики

Критерии управления при создании АСУ ТП и рекомендации по их применению

Критерий управления АСУТП — это соотношение, характеризующее качество функционирования технологического объекта управления в целом и принимающее конкретные числовые значения в зависимости от используемых управляющих воздействий.

В общем случае критерия управления всего два:

  • критерий, обеспечивающий максимально возможную производительность технологического процесса при соблюдении определенных качественных показателей, т.е. критерий, обеспечивающий минимально возможное время осуществления технологического процесса. Это критерий максимально возможного быстродействия процесса. Данный критерий при управлении технологическим процессом используется, если автоматизированный технологический агрегат является узким местом (сдерживает производительность) всего производства.
  • критерий, обеспечивающий получение минимально-возможной себестоимости процесса, т.е. данный критерий должен обеспечивать производство определенного заданного объема продукции при безусловном выполнении качественных показателей при минимально возможной себестоимости выпускаемой продукции. Это критерий максимально возможной технологической эффективности процесса. Данный критерий используется при управлении процессом, который имеет резервы по производительности.

В качестве примера рассмотрим формирование упрощенной модели управления, реализующей максимально возможную производительность нагревательной печи.

Доступным средством текущего контроля реального теплового состояния является измерение температуры поверхности нагреваемой заготовки. Температура поверхности не должна превышать заданного значения.

Траектория изменения температуры поверхности зависит от расхода топлива, которое подается в рабочее пространство. Расход топлива на печи ограничен тяго-дутьевыми возможностями агрегата.

график

Критерий управления выражается в виде математической модели:

формула

где t3(τ), t(τ) ‒ заданное и текущее значение температуры поверхности нагреваемого металла (или расчетное среднемассовое значение температуры).

Реализовать этот режим система может, если в рабочем пространстве VT(τ) → max (см. линию I).

Можно перейти на экономический критерий управления, т.е. от печи не требуется максимальная производительность и появляется резерв времени Δτ нагрева. При этом необходимо минимизировать расход топлива (см. линию II).

формула
В этом случае для выполнения условия Imax не целесообразно нагревать металл в начальный период, т.е. не производить нагрев интенсивно сразу в начальный момент времени, если есть запас производительности печи. Такой режим особенно эффективен для печей, имеющих зону утилизации тепла отходящих дымовых газов (методическую).