Введение
1 Общие принципы построения и настройки нижнего уровня контроля и автоматического управления современных распределенных автоматизированных систем (SCADA-систем) на примере системы управления горячим водоснабжением на ЦТП 11
1.1 Общие принципы построения и архитектура современных SCADA-систем на распределенных и локальных объектах 11
1.2 Система автоматизированного управления ЦТП на базе контроллеров MOSCAD 16
1.3 Исследование эффективности действующего алгоритма регулирования температуры ГВС на ЦТП 25
1.4 Выводы об эффективности используемого алгоритма регулирования температуры ГВС на ЦТП и наличии средств для поиска и апробации различных алгоритмов регулирования 34
2 Исследования влияния методов численного дифференцирования на динамику систем с ПИД-регулятором 36
2.1 Проблема численного дифференцирования в системах с ПИД-регулятором 36
2.2 Особенности использования ПИД-регуляторов в цифровых контроллерах 39
2.3 Структурная схема системы регулирования температуры ГВС на ЦТП 58
2.4 Исследование частоты срабатывания исполнительного реле и точности системы в зависимости от коэффициента в знаменателе реального дифференцирующего звена ПИД-регулятора 62
2.5 Реализация классического численного метода расчета производной по двум отсчетам 66
2.6 Реализация численного дифференцирования на основе интерполяционного полинома Ньютона 69
2.7 Общий вывод на основе проведённых исследований 72
3 Комплекс программно-аппаратных средств для исследования объектов управления и апробации алгоритмов регулирования 74
3.1 Трудности исследования объекта управления и промышленной апробации алгоритмов регулирования 74
3.2 Принципы структурного построения мобильного модуля 77
3.3 Интеграция модуля в САУ объекта управления 77
3.4 Аппаратный состав модуля 79
3.5 Программный состав модуля 81
3.6 Обеспечение возможности интеграции модуля с САУ 88
3.7 Методика проведения экспериментов по идентификации элементов системы и общие принципы получения информации об эффективности алгоритмов регулирования 89
3.8 Общие выводы 91
4 Идентификация элементов системы регулирования температуры ГВС на ЦТП 92
4.1 Получение переходных характеристик теплообменника 92
4.2 Структурная и параметрическая идентификация теплообменника 96
4.3 Вывод разностного уравнения, описывающего динамику теплообменника 98
4.4 Идентификация клапана 100
4.5 Идентификация возмущения, вызванного случайным потреблением горячей воды 102
4.6 Идентификация датчика температуры и приводного двигателя 106
4.7 Общие выводы 106
5 Динамическая модель системы регулирования температуры ГВС на ЦТП 107
5.1 Необходимость создания модели системы регулирования температуры ГВС на ЦТП и её общее описание 107
5.2 Настройка регулятора 109
5.3 Постановка экспериментов на модели системы регулирования температуры ГВС 113
5.4 Выводы о выборе алгоритма регулирования на основе поставленных на модели экспериментов 127
6 Промышленная апробация модифицированного алгоритма регулирования температуры ГВС на ЦТП 129
6.1 Оценка эффективности алгоритмов регулирования в рабочем режиме и при изменении уставки 129
6.2 Оценка эффективности алгоритмов регулирования в рабочем режиме при малых и пиковых нагрузках 136
6.3 Общие выводы по функционированию алгоритмов регулирования 144
Заключение 147
Список литературы 149
Приложение 1 156
