ВВЕДЕНИЕ Термин «управление процессом» подразумевает, что существует процесс, для которого существует желаемое поведение, и что существует некая контролирующая функция, которая действует, чтобы вызвать это желаемое поведение. Эта широкая концепция может охватывать все: от социальных процессов, управляемых каким-либо регулирующим органом контроля, до автоматизированные производственные процессы. Практически во всех случаях@ однако@ общей чертой является то, что некоторая мера фактического поведения процесса сравнивается с желаемым поведением процесса. Это действие обратной связи затем генерирует политику управления, которая действует для минимизации или устранения отклонения между желаемым и желаемым. фактическое поведение. В этой книге нас интересует конкретный сегмент автоматизированного управления процессами??тот, который применяется к химической@ нефтепереработке@ целлюлозно-бумажной промышленности@ производству электроэнергии@ и аналогичным типам процессов. Даже в пределах этой ограниченной сферы применения@ мы ограничим обсуждение прежде всего процессами, которые работают непрерывно в течение длительных периодов времени и в узком диапазоне рабочих переменных. Другими словами@ мы исключаем такие важные режимы работы, как пакетная обработка@пуски@ и смена сортов. Однако многие из представленных здесь методов управления@ могут быть адаптированы и к этим другим режимам работы. Для процессов, которые мы рассматриваем в этой книге, поведение процесса часто характеризуется измеренными значениями таких переменных процесса, как температура@ скорость потока@давление@ и т.п. Желаемое поведение@ then@ определяется как заданные значения этих переменных процесса. До недавнего времени в большинстве приложений управления промышленными процессами использовались простые контроллеры с обратной связью, которые регулировали потоки, температуру и давление. Этим контроллерам требовалась форма настройки, называемая настройкой, чтобы привести их управляющее действие в соответствие с уникальными требованиями отдельных процессов. Иногда можно было найти@ более продвинутые формы управления@, такие как соотношение и каскад@; еще реже можно встретить контур управления с прямой связью. Пока большинство систем управления было реализовано с помощью аналогового оборудования, приложения ограничивались простым регулирующим управлением. Это произошло из-за стоимости дополнительных компонентов@ дополнительных межсоединений, требующих более совершенного управления@ бремени технического обслуживания@ и уязвимости к отказу многих устройств в контуре управления. Однако с появлением цифровых систем управления@ стали возможными более сложные контуры. Усовершенствованное регулирование регулирования, включающее в себя ранее упомянутое соотношение @ каскад @ и управление с прямой связью, а также дополнительные формы, такие как управление с ограничениями (селектором) и развязкой, может быть легко реализовано путем простой настройки функциональных блоков программного обеспечения. Однако с появлением этой дополнительной возможности@ возникла потребность в систематическом подходе к ее использованию. Это называется разработкой стратегии управления. Чтобы разработать технически успешную и экономически жизнеспособную стратегию управления, инженер системы управления должен хорошо владеть методами управления с обратной связью, а также инструментами расширенного регулирующего управления. Необходимые знания включают в себя как реализацию, так и настройку. Однако даже до этого@ инженер системы управления должен уметь распознавать, когда следует использовать (и наоборот@, когда не использовать) определенные методы управления, а также прогнозировать ожидаемые выгоды. Использование расширенного нормативного контроля дает множество преимуществ. Одним из наиболее важных является просто более строгий контроль за процессом. Далее в этой книге станет совершенно ясно, что при базовом регулировании (т. е. управлении с обратной связью) должно произойти отклонение от заданного значения, прежде чем может произойти управляющее действие. Мы назовем это «штрафом за обратную связь». Цель расширенного регулирующего контроля состоит в том, чтобы управляющее действие осуществлялось с минимальным штрафом за обратную связь. Снижение штрафа за обратную связь может быть выражено различными способами@, такими как уменьшение максимального отклонения от заданного значения@ как уменьшение стандартного отклонения@ или просто как уменьшение количества произведенной некондиционной продукции. Такое снижение штрафа за обратную связь может обеспечить несколько форм экономической выгоды, таких как улучшение качества продукции, экономия энергии, увеличение производительности или увеличение срока службы оборудования».