2.7.5. Функционирование автоматизированных систем управления технологическим процессом в режиме натурно-математического моделирования

[27, с.9-20]

По другому это режим называется режимом “пассивного” советчика. Этот режим в основном используется при аппробации и внедрения новых технологических средств, новых математических моделей и т.д. Функциональная схема АСУТП в режиме натурно-математического моделирования приведена на рис. 2.13, где ДСУ – действующая система управления; ПМ – пересчетные модели; НСУ – разработанная (новая) система управления; НМБ – натурно-модельный блок.

Рис. 2.13. Функциональная структура АСУТП в режиме натурно-математического моделирования

Особенность режима натурно-математического моделирования состоит в том, что параллельно функционируют две системы управления:

• действующая система управления, для которой объектом управления является реальный (натурный) объект и которая вырабатывает натурные управляющие воздействия , непосредственно реализуемые на реальном объекте:

(2.1)

где – ошибка рассогласования в действующей системе управления, определяемая по выражению

(2.2)

где – натурные (действительные) значения выходной (управляемой) переменной.

• разработанная система управления, для которой объектом управления является натурно-модельный блок, включающий в себя объект управления, действующую систему управления и пересчетную модель, которая вырабатывает модельные значения управляющих воздействий по выражению

(2.3)

где – натурно-модельная ошибка рассогласования:

, (2.4)

где – натурно-модельное значение выходной переменной, определяемой по формуле

(2.5)

Так как действующая и разработанная (новая) системы управления функционируют независимо друг от друга, то для того, чтобы учесть реакцию объекта управления на , вводят пересчетнные модели, представляющие собой математические модели в приращениях, по структуре, совпадающие с математической моделью объекта управления. Это позволяет, через модельную добавку

, (2.6)

где , учесть реакцию объекта управления на.

Параллельное функционирование действующей и разработанной (новой) систем управления позволяет независимо от действующей системы управления отрабатывать новые алгоритмы управления или новые математические модели, вводя коррективы только в разработанную систему управления. Постоянный сравнительный анализ функционирования двух систем управления на основе критериев эффективности управления позволяет судить о качестве отработки управляющих воздействий в обеих системах управления. В том случае, если в течении определенного времени разработанная система управления постоянно обеспечивает лучшее качество управления, действующая система управления исключается из работы, а разработанная система управления начинает управлять реальным объектом управления.

Достоинства режима натурно-математического моделирования:отсутствие психологического барьера у работников в сравнении с другими режимами функционирования АСУТП; низкие материальные затраты при внедрении новых разработок; одновременное исследование несколько новых вариантов алгоритмов управления.