Динамика датчика/передатчика и регулирующего клапана

Динамика датчика и передатчика

Датчики применяются для измерения переменных процесса на установке, а передатчики — для преобразования и отправки их значений в систему управления.

Существуют различные типы датчиков, например:

- Датчик уровня для измерения уровня

- Датчик расхода для измерения расхода

- Температурный датчик для измерения температуры

- Датчик давления для измерения давления, а также

- Анализатор для измерения состава.

Подобно самому фактическому процессу, датчики и передатчики тоже имеют динамические характеристики. Поскольку они представляют собой механические и электрические приборы, существует временная задержка измерения фактического значения и его отправки на контроллер.

В стабильном состоянии измеренное значение PV, которое отправляется на контроллеры, скорее всего равно фактическому значению. Если фактическое значение PV изменяется со временем, передаваемое значение PV будет отличаться из-за временной задержки в измерении и передаче. Такие динамические характеристики датчика и передатчика могут быть существенными и, возможно, должны учитываться при расчете систем управления.

Подобно технологическому процессу, динамику датчика и передатчика также можно описать с использованием постоянной времени и "мертвого" времени.

Динамика регулирующего клапана

Регулирующие клапаны представляют собой механические, пневматические и электрические устройства. Выходной сигнал контроллера приводит их в открытое или закрытое положение.

Регулирующий клапан не реагирует на входящий сигнал контроллера моментально. Его срабатывание имеет запаздывание, связанное с временной задержкой механического или пневматического движения. Иногда динамические характеристики регулирующего клапана необходимо учитывать при расчете систем управления.

Динамику регулирующего клапана также можно описать с помощью переменной времени и, возможно, "мертвого" времени.

Идентификация процесса

В разделе "Идентификация процесса" мы узнали о том, как идентифицировать процесс анализируя его реакцию на выходе.

Обычно выходное значение — это измеренное значение, поступающее от передатчика, а входное значение, используемое для выполнения скачкообразных изменений — это обычно сигнал на регулирующий клапан.

Это подразумевает, что динамика датчика, передатчика и регулирующего клапана неявным образом включены в идентифицируемый процесс.

Так, идентифицируемые показатели переменной времени, усиления процесса и "мертвого" времени представляют собой протекание в динамических условиях для данного процесса в сочетании с входящими в него датчиком, передатчиком и регулирующим клапаном.

При этом важно отметить, что даже если сам процесс имеет малую постоянную времени, идентифицированная модель процесса может иметь большую постоянную времени. Она зависит от значения постоянной времени датчика, передатчика и регулирующего клапана.

Данные параметры технологического процесса влияют на работу автоматических контроллеров, а значит, очень важно их идентифицировать.