Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Состав и концентрация неочишенны „сточных вод обычно неизвестны. Концентрация отходов иногда бывает настоль л ко мала, что ее очень трудно измерить — даже самая загрязненная вода на РР об; состоит из воды! Однако даже малые конпентрации отходов опасны для окружа ,, ающей среды, так как могут накапливаться в живых организмах. Рис. 2,14. Процесс активироваииого отстоя при переработке сточных вод В биологическом реакторе существует очень много видов микроорганизмов, но лишь немногие из них действительно известны и исследованы. Между популяциями микроорганизмов существует борьба, и если одна разновидность обгоняет в развитии другую, то это оказывает влияние на баланс процесса, меняя его динамику и производительность.
Концентрация растворенного кислорода, вид субстрата и загрязнений, величина РИ, температура — вот лишь некоторые из факторов, влияющих на око Рость роста микроорганизмов. 11ля обогащения среды аэратора кислородом необходимо закачивать в него воздух. расхо во д воздуха, влияющий на эффективность всего процесса, имеет первостепенное значение... ие. Если концентрация растворенного кислорода опускается ниже определенного мини, имального значения (в диапазоне 1-2 мгул), микроорганизмы будут не в состоянии пе перерабатывать ("поедать") загрязнения с нормальной скоростью и процесс замедлится. ся. С другой стороны, нагнетание воздуха требует много энергии.
Концентрация раство ен Р воренного кислорода определяет вид доминирующих организмов и, следова'гельно, вл , влияет на процесс очистки сточных вод от загрязнений. КРоме того, Р - ' ого, сточные воды могут содержать токсичные вещества, способные затормоз"ть рост нек екоторых микроорганизмов или даже убить их. С точки зрения управления "Роцессом эт это означает, что в зависимости от изменения условий работы необходимо выбирать ц Р' новые виды управлязощих воздеиствий. Поэтому для определения текущего состояни ния процесса должны применяться специальные методы оценки.
В гла ве 3 рассмотрены простые модели лля описания динамики биологических сцстем г . Проблемы организации измерений обсуждаются в главе 4, а в главе 6 — схемы зуправления. 2.5. Заключение Обзор Журналы Глава 2. Особенности цифрового управления процессамв Для задач управления в режиме реального времени р нельзя п именять обычньв методы программирования из-за особенностей, присущих этому режиму, в частно. сти: — система реального времени содержит не одну, а несколько программ, каждая пя которых отвечает за решение определенной задачи; — порядок выполнения операторов программы реального времени нельзя опреде.
лить заранее; — порядок исполнен пения может быть изменен внешними сигналами (прерывания. ми). Пифровая ' применяется ф ВТ тся как для управления последовательностью операции, так и для управления с ооратной св тной связью. Во многих системах эти методы нспользу. ются совместно. онфи.-ур ц . К ф .-у а ия аппаратных средств зависит от многих факторов, от количества и вида входных и выходных сигналов технического процесса, количествь н типа датчиков и исполнительных механизмов, динамики процесса и его внутрен. них связей и алгоритмов регули гулирования.
Управляющая система должна постоянно проверять правильность функционирования техническо р ц го п о есса; в связи с этик особ ю важность имеет координация отдельных специализированных задач. Организация обмена данными представляет собой центральную задачу систея управления процессами, Под этим понимается взаимоде" . ду йствие меж вычислительной системой и физическим процессом, межпрограммный обмен данными, как ло. кальво, так и в распределенной среде, и интерфейс пользователя. Рекомендации по дальнейшему чтению Пример с прессом для пластика из раздела 2.1 взят и, ', /Т з ',Наяяе1/Тцчяьей, 19781 Надежность программного обеспечения — тема статьи,'е ' [Е(Ыешоос1/Ягпп(п), 19921. Авария телефонной сети США в январе 1990 года широко освещалась в прессе, ня' пример 11чешяьчеек, 1990~.
Список специализированных журналов, которые запол уум няют вак ум между тео. рией и практикой управления и автоматизации, гора, д р з о ко оче, чем хотелось бы. о) Журналы Сопьго1 Епб)пееппб и 1ЯА )оцгпа1, издавае. мые 1пяпитепг 5ос(ету я нвЯ, Атепса, посвящены новым разработкам в области ав втоматического управленя и. Инте в первую очередь их практическому применению и р ию и п облемам эксплуатации. Инт ресные статьи по промышленной автоматнза ь ь ии можно найти также в епп ком аб' а чные статьи — хотя иногда слишком а ' Епб)пееппб и 1ЕЕГ 5ресггцпь Серьезные нау й — п блв. анные ля обычных практических приложений — пу страктные и еоретизированные для в цсошацса, !ЕЕЕ Тгапяасцопя оп Уяьешя, ап ап 'У я 1ЕЕЕ Тгапяасцопя оп КоЬобся анси Авьошабов я Тгапяасбопя оп 1вбцятгу ЛРР1)саг1опя, 1 ' 1ЕЕЕ Тгапяас ' Ноля оп Роьчег Яуяьеьпя.
х ж Риала — ат (Ацгошаця1егцпйягес» п11 ) н аьр ют ва хо ошнх немепквх жУ 'я, выпускаемые издательство ОМ, ь М, г (Лцтогпаня1егппбятесЬп)ясЬе Ргах1я), вы хене (Германия). Основные принципы моделирования. Анализ технических процессов с помощью моделей Описание системы — ее модель — содержит концентрированные знания о физическом/техническом процессе. Модель процесса необходима для того, чтобы управляющая система могла выдавать соответствующие команды на базе собранных взчерений. Модель позволяет оценить, как техническая система будет реагировать на конкретное управляющее воздействие или внешнее возмущение и какое управляьощее воздействие необходимо, чтобы достичь определенного состояния системы. Модели необходимы не всегда — для простых задач типа управления заслонкой для наполнения бака жидкостью или включения лампочки при наступлении темноты они просто излишни. Другие задачи управления являются более сложными, и для их решения необходима тщательно разработанная количественная модель.
Например, точная модель динамики и траекторий движения обязательна в робототехнике. Основные принципы динамических моделей сформулированы в разделе 3.1. Сушествуют два основных способа разработки моделей — на основе физических принципов и на основе экспериментальных данных (результатов измерений). Некоторые "Римеры применения этих подходов даны в разделе 3.2, а в разделе 3.3 приведены общие методы описания динамики непрерывных систем — в виде уравнений состояния и в виде отношения вход/выход. Дискретная модель системы — фундамент пифРо"ого управления; основные принципы построения дискретных моделей изложены в разделе 3.4.
Если данные измерений используются в контексте знаний о системе, то можно Рассчитать переменные процесса, которые не удается измерить. Процедура расчета нли о н оценки значений переменных состояния есть следствие одной из основных ха- Р ктеристик системы, которая называется наблюдаемостыо. Наблюдаемость — это ранте оценка дает ли имеющийся набор измерений адекватную информацию о системе.
Другая характеристика системы — управляемость, которая показывает, достаточно лн па ам араметров системы, на которую могут влиять исполнительные механизмы, для Управл Р вления процессом нужным образом. Наблюдаемость и управляемость рассматРиваются в разделе 3.5. См моделированием пропессов всегда связаны некоторые неопределенности; иногда нх Удается описать, что упрощает ситуацию, В разделе З.б рассмотрено описание неоп пределенностей с использованием статистических терминов и лингвистических вы Ражений (в частности, средствами нечеткой логики).
О Оошие принципы анализа последовательностных сетей, широко используемых Управлении процессами, рассматриваются в разделе 3.7. Глава 3 Описание и моДелирование оиствь Модели играют важную роль в технологии измерений (глава 4), обработке сигов лов (глава 5), алгоритмах управления (глава б) и последовательностном управленвв (глава 7). Необходимое замечание относительно употребления — и злоупотребления — тей мином "система". Это одно из тех общих слов, которые в зависимости от контекста обв. зпачают или все, или ничего. Эта глава в основном посвящена методам анализа и опв. сания физических систем, т.
е. процессов, которые являются объектами управления Глава 12 также посвящена системам, но в более широком смысле — как связать технв. ческий процесс с управляющим механизмом, чтобы получить желаемый результав Поэтому термин "система" в главе 12 есть более сложное понятие, чем здесь. В это) главе показаны способы описания и анализа систем в смысле физических процессов, т.
е. объектов управления, а в главе 12 излагаются подходы к проектированию систвв в смысле совокупности решений, нацеленных на получение заданного результата. 3.1. Модели, применяемые в управлении Модель процесса — основа управления. Любая стратегия управления базируето на некотором понимании того, как физический процесс реагирует на входной сигньх Поэтому умение анализировать и моделировать динамику системы является основ. ной предпосылкой для успешного управления. 3.1.1. Типы моделей Существует много способов описания систем с помощью моделей.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
