Научная электронная библиотека ULRICH'S Periodicals Directory

Сибирский государственный университет
науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева

Сибирский аэрокосмический журнал
ISSN 2712-8970 (Print) ISSN 2782-5760 (on-line)

Сведения об образовательной организации

UDK 681.5.013 Doi: 10.31772/2587-6066-2020-21-3-337-346
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ АСУТП В СРЕДЕ ВИЗУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ SIMINTECH
В. В. Устименко, А. В. Чубарь, Л. А. Михайленко
Сибирский федеральный университет; Российская Федерация, 660041, г. Красноярск, просп. Свободный, 79
Для успешного протекания технологического процесса требуется постоянное поддержание технологических параметров на требуемом уровне, что обеспечивается применением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). Классическим решением данной задачи является применение управляющих устройств различного типа, выбор которых напрямую зависит от рассматриваемой системы и предъявляемых к ней требований. Лидирующую позицию среди регуляторов АСУТП последние десятилетия занимает пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор, эффективность применения которого в технологическом процессе определяется быстродействием и точностью его работы. Данные качества напрямую зависят от правильности настройки параметров регуляторов, для синтеза которых необходимо использование современных систем автоматизированного проектирования. В работе рассматривается метод автоматизированной настройки ПИД-регулятора динамической системы высокого порядка с обратной связью на примере системы автоматического регулирования температуры в помещении. В качестве среды разработки модели системы, а также процесса ее анализа и оптимизации используется современная российская среда динамического моделирования технических систем SimInTech, используемая на ряде предприятий атомной, нефтеперерабатывающей и аэрокосмической отраслей. Приведены основные компоненты системы, передаточные функции ее элементов. Дано поэтапное описание процесса создания проекта из типовых блоков и субмоделей программного обеспечения, взаимодействующих через единую базу данных сигналов с применением встроенного языка программирования. Подробно описано и проиллюстрировано использование встроенного блока оптимизации среды визуального моделирования SimInTech для автоматизированного поиска параметров регулятора ПИД-типа. Перечислены выявленные в ходе реализации проекта преимущества и недостатки данного метода настройки.
Ключевые слова: моделирование, ПИД-регулятор, АСУТП, SimInTech.
References

1. Денисенко В. ПИД-регуляторыЫ_+V_: принципы построения и модификации. Ч. 1 // Современные технологии автоматизации. 2006. № 4. С. 66–74.
2. Денисенко В. ПИД-регуляторы: принципы построения и модификации. Ч. 2 // Современные технологии автоматизации. 2007. № 1. С. 78–88.
3. Денисенко В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Ч. 1 // Современные технологии автоматизации. 2007. № 4. С. 86–97.
4. Денисенко В. ПИД-регуляторы: вопросы реализации. Ч. 2 // Современные технологии автоматизации. 2008. № 1. С. 86–97.
5. Гебель Е., Пастухова Е. Теория автоматизации технологических процессов опасных производств. Омск : Изд-во ОмГТУ, 2017. С. 59–61.
6. Leva A., Cox C., Ruano A. Hands-on PID autotuning: a guide to better utilisation. IFAC Professional Brief, P. 84. Available at: https://www.ifac-control.org/publications/list-of-professional-briefs/pb_final_ levacoxruano.pdf/view (accessed 28.08.2020).
7. Устименко В., Чубарь А., Мызникова В. Построение нечетких регуляторов для систем управления автономных объектов в среде SimInTech // Космические аппараты и технологии. 2019. № 1(27). С. 22–27.
8. Устименко В., Чубарь А., Мызникова В. Применение нечетких регуляторов в динамических системах / Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы V Междунар. науч.-практ. конф., посвященной Дню космонавтики / СибГУ им. М. Ф. Решетнева. Красноярск, 2019. Т. 1. С. 593–594.
9. Устименко В. Чубарь А., Русин Д. Применение генетического алгоритма для оптимизации параметров системы управления автономным объектом с использованием среды динамического моделирования SimInTech // Робототехника и искусственный интеллект : материалы XI Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. участием / Сиб. федер. ун-т. Красноярск, 2019. С. 261–266.
10. Энциклопедия АСУТП [Электронный ресурс]. URL: https://www.bookasutp.ru/Chapter5_1.aspx (дата обращения: 28.08.2020).
11. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech : Практикум по моделированию систем автоматического регулирования / Б. А. Карташов, Е. А. Шабаев, О. С. Козлов и др. М. : ДМК Пресс, 2017. С. 241–243.
12. Справочная система SimInTech [Электронный ресурс]. URL: http://help.simintech.ru/#o_simintech/o_simintech.html (дата обращения 28.08.2020).
13. Хабаров С., Шилкина М. Основы моделирования технических систем. Среда SimInTech. СПб. : Лань. 2019. 120 с.
14. Монахов О. Пакеты прикладных программ МВТУ, MATLAB, SIMINTECH и их применение в учебном процессе на специальности «Управление в технических системах». М. : РУТ (МИИТ), 2019. 92 с.
15. Моделирование технологического процесса в среде визуального моделирования SimInTech / И. Н. Пожаркова, А. В. Чубарь, И. А. Грищенко и др. // Сибирский пожарно-спасательный вестник. 2018. № 2. C. 29–37.
16. Вадутов О. Настройка типовых регуляторов по методу Циглера–Никольса: методические указания к выполнению лабораторной работы для студентов, обучающихся по направлениям 210100 «Электроника и наноэлектроника» и 201000 «Биотехнические системы и технологии». Томск : Изд-во Томского политех. ун-та, 2014. С. 5–7.


Устименко Валерия Владимировна – магистрант; Сибирский федеральный университет. E-mail: zeya1998@mail.ru.
Чубарь Алексей Владимирович – кандидат технических наук, доцент, руководитель научно-учебной лаборатории АСУТП; Сибирский федеральный университет. E-mail: alexchub@mail.ru.
Михайленко Людмила Андреевна – магистрант; Сибирский федеральный университет. E-mail: ll-oda@mail.ru.


  АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ НАСТРОЙКА РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ АСУТП В СРЕДЕ ВИЗУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ SIMINTECH