5.5.2.1.4.6. Функция ограничения сброса
Функция ограничения сброса предотвращает аггравацию ситуации сброса (интегральное насыщение) путем установки границ для интегральной составляющей в расчете ПИД управления. Функция ограничения сброса применима только для управляющих действий позиционного типа.
Аггравация сброса
В расчете ПИД управляющих воздействий значение, получаемое интегрированием, представляет собой значение интеграла отклонения во времени. Следовательно, если при прекращении автоматического управления периодическим процессом отклонение продолжает регистрироваться, интегральная составляющая в расчете ПИД-управляющих воздействий растет до предельных значений за счет интегрирования. Это состояние называется "аггравацией сброса" (интегральным насыщением).
Аггравация сброса часто происходит в следующей ситуации:
Значение управляющего воздействия выходит за верхний или нижний пределы управляющего выхода MH, ML, и выходной сигнал ограничивается ограничителем H/L.
Выходной сигнал на управляющий выход отключается автоселекторами и т.п.
Управляющий выходной сигнал используется как дополнительный сигнал от ПИД регулятора PID для тонкой настройки управления с упреждением основной нагрузки.
Когда происходит аггравация сброса, вычисляемый MV имеет тенденцию к выходу за пределы, что приводит к дестабилизации процесса. В контуре управления, в котором может наблюдаться аггравация сброса, следует выбирать управляющее воздействие позиционного типа и использовать функцию ограничения сброса.
Функция ограничения сброса
Функция ограничения сброса выполняет коррекцию расчета ПИД-управляющих воздействий, используя значение, считанное с адресатов соединений через клеммы RL1 и RL2.
Значения, считанные с адресатов соединений через клеммы RL1 и RL2, используются как сигналы сброса RLV1, RLV2. Сигналы сброса RLV1, RLV2 используются для выполнения приведенного ниже корректирующего вычисления с выходным значением ПИД-вычисления (∆MVn0). Таким образом, когда выходное значение MV ограничено заданными верхним и нижним пределами управляющего выхода (MH, ML), ограничение сброса влияет непосредственно на интегральную составляющую выходной величины MV’, предшествующей MV в расчете.
Если клемма RL1 не подсоединена, в качестве значения сигнала сброса RLV1 используется значение, считанное с адресата выхода. Если клемма RL2 не подсоединена, в качестве сигнала сброса RLV2 в расчетах используется “0”.
 где ∆MV – приращение управляющего воздействия (после коррекции);
∆MVn0 – величина, вычисленная ПИД регулятором (приращение MV до коррекции);
MV’n-1 – предыдущее вычисленное значение MV (значение до ограничения выхода);
RLV1 – сигнал сброса с клеммы RL1;
RLV2 – сигнал сброса с клеммы RL2;
∆T – период управления;
TI – время интегрирования.
|
При управляющем действии скоростного типа происходит следующее:
Аггравация сброса
Обычно при управляющем действии скоростного типа аггравация сброса не происходит, так как накопленное значение приращения управляющего выхода ∆MV в каждом периоде сканирования ограничено. Однако, если значения, считываемые с адресата выхода, не ограничены ни уставками верхнего/нижнего пределов шкалы MV, ни верхним/нижним ограничителем MV, изменение управляющего выхода nMV накапливается в течение каждого периода сканирования подобно действиям позиционного типа. В этом случае происходит аггравация сброса.
Явление избыточного удержания выходного сигнала
Когда при изменениях управляющего выхода MV, вызванных возмущениями импульсного типа, выход MV ограничен уставкой верхнего/нижнего предела (MH, ML), возникает явление удержания выходного сигнала, если управляющее воздействие относится к скоростному типу.
Когда управляющий выход был ограничен уставкой верхнего или нижнего предела (MH, ML), значительное изменение переменной процесса PV, обусловленное возмущениями, может чрезмерно удерживать значение управляющего выхода MV от исходного значения. Когда возмущения исчезают, переменная процесса возвращается на исходный уровень. Это явление называется "удержанием выходного сигнала" и обусловлено тем, что управляющий выход (MV) ограничен уставкой верхнего/нижнего предела (MH, ML). К текущему значению MV, ограниченному ограничителем, добавляется приращение nMV, обусловленное возмущением, противоположным по направлению изменения текущего MV.
Явление удержания выходного сигнала не возникает при управляющем воздействии позиционного типа, так как пропорциональная составляющая управляющего выхода MV не ограничена уставкой верхнего/нижнего предела (MH, ML).