Print

Jak zvolit řízení s otevřenou nebo uzavřenou smyčkou

-- 15.11.17

Definice řízení s otevřenou a uzavřenou smyčkou společně s příklady aplikací mohou pomoci objasnit, kdy použít určitý druh řízení, proč jej užít a s jakými důsledky.

U některých aplikací se musí návrhář procesu rozhodnout, zda se má daná funkce provozovat s řízením s otevřenou nebo s uzavřenou smyčkou. Existuje tendence uvažovat spíše o aplikacích s uzavřenou smyčkou, kde je regulovaná veličina pro udržení žádané hodnoty nastavovaná automaticky. Na druhou stranu řízení s otevřenou smyčkou se provádí manuálně. Operátor nastaví ventil nebo jiný akční člen na danou hodnotu a ten na ní zůstává, dokud se manuálně znovu nezmění. To může nastat také v situaci, kdy je automatická smyčka uvedena do manuálního režimu. I když se rozdíly mezi těmito dvěma možnostmi zdají být jasné, skutečnost může být komplikovanější. 

Například chemik / procesní technik procházel soustavou nádrží rafinérie v Indonésii; tato soustava byla od rafinérie fyzicky oddělená. Narazil na podivně vyhlížející nádrž vybavenou pouze skleněným stavoznakem a na pracovníka, který seděl na židli u manuálního ventilu na výstupním potrubí z nádrže. Jeho úkolem bylo sledovat stavoznak a podle potřeby nastavovat ventil.  Jde o řízení s otevřenou, nebo s uzavřenou smyčkou?

Všechny prvky jsou zde: vstup ze snímače hladiny, výstup na regulační ventil připojený pneumaticky nebo elektronickým dekodérem uprostřed a pracovník, který nahrazuje všechny tři funkce v reálném čase. Jedinečnou vlastností této řídicí smyčky, která z ní činí smyčku uzavřenou, je absence významného časového zpoždění mezi zjištěním změny závislé (regulované) veličiny a pohybem nezávislé (manipulované) veličiny. Operátor může velice rychle reagovat na změnu ve stavoznaku změnou pozice ventilu.

Většina řízení s uzavřenou smyčkou trpí určitým zpožděním a prodlevou spojenými buď s měřením regulované veličiny, nebo reakcí regulované veličiny na změnu manipulované veličiny. Nicméně zásadním aspektem řízení s uzavřenou smyčkou je to, že reakce na zjištění změny regulované veličiny je téměř okamžitá.

Kvalitu řízení smyčky s přílišnou dobou prodlevy lze měřit. Jednou z metod je zkoumání směrodatné odchylky regulované veličiny v průběhu delšího období. Ta se bude snižovat úměrně velikosti prodlevy. Pokud operátor u soustavy nádrží trvale nesleduje výšku hladiny nádrží a neobsluhuje ventil, jak úzce bude regulovaná veličina sledovat svůj cíl?

Řízení s otevřenou smyčkou

Mnoho rafinérií a chemických závodů využívá optimalizátory, které identifikují klíčové provozní veličiny, na něž je potřeba se zaměřit, jako je průtok, specifikace produktu, závažnost parametru pro reaktor apod. Optimalizátory vyžadují externí vstupy, k nimž patří ceny vstupních surovin a ceny produktů, hodnoty nabídky a poptávky, ceny paliva apod., aby vypočetly optimální provozní cíle.  Jak se takové externí vstupy dostanou do optimalizátoru a jak se cíle vygenerované optimalizátorem nahrají do řídicího systému?

Externí vstupy obvykle manuálně zadávají určení pracovníci v plánovacím oddělení společnosti. Výsledné klíčové provozní cíle jsou obvykle sdělovány do řídicí místností formou e-mailové zprávy nebo tabulky (nikoli uzavřenou smyčkou) až poté, co někdo v plánovacím oddělení přezkoumal řešení optimalizátoru a ověřil, zda dává smysl a je proveditelné. Operátor řídicí místnosti pak zadá klíčové provozní žádané hodnoty, aby jednotku „optimalizoval“.

Protože se při nastavování optimalizátoru v rafinériích a chemických závodech stále využívá řízení s otevřenou smyčkou, externí veličiny se mohou měnit, avšak proces bude i nadále běžet tak, jak byl nastavený. Řešení z optimalizátoru, které bylo implementováno v pondělí, pravděpodobně pracovalo se staršími cenami vstupních surovin a produktů z pátku, protože od té doby nikdo nebyl na pracovišti, aby je manuálně změnil. Ceny se mohly značně změnit, takže po implementaci řešení může být provoz rafinérie zcela jinde, než by měl být podle tržních podmínek v pondělí.

Klíčovým faktorem je to, že logický řešitel musí rozhodovat v reálném čase, aby zajistil co nejlepší řídicí výkon. V tom spočívá zásadní rozdíl mezi řízením s otevřenou a s uzavřenou smyčkou. Lepší je řízení s uzavřenou smyčkou a s dobou mezi změnami procesu, veličiny a opravným zásahem udržovanou na minimu.

Jim Ford, Ph.D., PE, je hlavní poradce společnosti Maverick Technologies. Upravila Emily Guentherová, zástupkyně obsahového ředitele, Control Engineering, CFE Media, eguenther@cfemedia.com.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Malá automatizace v čele s rebelem Modicon M221
2018-01-17 - 2018-01-17
Místo: webinář
Infotherma 2018
2018-01-22 - 2018-01-25
Místo: Černá louka 3235, Pavilon A, Ostrava
Diago 2018
2018-01-30 - 2018-01-31
Místo: Orea Resort Devět Skal ***, Sněžné - Milovy
Trendy v robotizaci a automatizaci
2018-01-31 - 2018-02-01
Místo: Brno, hotel Avanti
Řízení závislých pohybů aneb Motion Control umí
2018-02-14 - 2018-02-14
Místo: webinář

Katalog

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

Mitsubishi Electric Europe B.V.
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Pekařská 621/7
155 00 Praha 5
tel. +420 251 551 470

COGNEX
COGNEX
Emmy-Noether-Str. 11
76131 Karlsruhe
tel. 720 981 181

BALLUFF CZ s.r.o.
BALLUFF CZ s.r.o.
Pelušková 1400
19800 Praha
tel. 724697790

B+R automatizace, spol. s r.o.
B+R automatizace, spol. s r.o.
Stránského 39
616 00 Brno
tel. +420 541 4203 -11

všechny firmy
Reklama


Tematické newslettery




Anketa


Ano, proto se je snažíme minimalizovat
Ne, jsou na odpovídající úrovni
Nejsou vysoké, ale rychle rostou

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   
Copyright © 2007-2017 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI