Эльперин И.В. Промышленные контроллеры (укр. язык) - файл 107-155.doc

Эльперин И.В. Промышленные контроллеры (укр. язык)
скачать (3851.8 kb.)
Доступные файлы (13):
107-155.doc575kb.10.01.2007 13:42скачать
156-213.doc678kb.14.01.2007 13:49скачать
214-302.doc1083kb.17.01.2007 21:08скачать
36-55.doc165kb.27.12.2006 12:55скачать
56-106.doc569kb.05.01.2007 11:40скачать
n6.doc1282kb.17.01.2007 21:13скачать
~WRL0224.tmp
~WRL1002.tmp
~WRL1931.tmp
~WRL3081.tmp
~WRL3423.tmp
n14.doc263kb.17.01.2007 21:12скачать
n15.doc260kb.15.12.2006 22:50скачать

107-155.doc

3. ТЕХНІЧНЕ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІКРОПРОЦЕСОРНОГО КОНТРОЛЕРА РЕМІКОНТ-130

3.1. Функціональні можливості
Мікропроцесорний контролер Р-130 - компактний малоканальний багатофункціональний контролер, призначений для автоматичного регулювання та логічного керування технологічними процесами. Випускаються три моделі Р-130: регулююча, логіко-командна та неперервно-дискретна.

Регулююча модель дає можливість створювати до чотирьох незалежних контурів регулювання, кожен з яких може бути локальним чи каскадним, з аналоговим чи імпульсним виходом, із ручним, програмним (в тому числі і багатопрограмним) або супервізорним задатчиком.

У логічній моделі може бути здійснено до чотирьох незалежних програм покрокового керування. Кожна програма може складатись із 87 етапів із можливістю реалізації на кожному етапі до 20 кроків. Програма може бути лінійною або містити умовні та безумовні переходи.

Для розв'язання мішаних задач регулювання та логіко-командного керування використовуються неперервно-дискретна модель. У ній можна створити одну логічну програму крокового керування (до дев'яти кроків) та до чотирьох контурів регулювання з аналоговим виходом або до восьми контурів імпульсного або позиційного регулювання.

До 15 контролерів Р-130 різних моделей можуть об'єднуватись у локальну мережу «Транзит» і створювати єдину керуючу систему. Якщо один із контролерів, під'єднаних до мережі «Транзит» виходить із ладу, робота мережі не порушується. Це дає змогу значно підвищити показники надійності функціонування системи керування.

Незалежно від моделі, Р-130 має ЗО модифікацій, які відрізняються за наявністю та кількістю аналогових та дискретних входів-виходів. Максимальна кількість входів-виходів для одного контролера не перевищує 32.

Конструктивно контролер Р-130 складається з чотирьох плат, дві з яких є модулями входів-виходів, причому на відміну від модулів Ломіконта ці плати, як правило, комбіновані, тобто на них можуть бути розташовані всі види вхідних і вихідних сигналів - дискретні, аналогові та імпульсні. Типів плат усього сім і кожна з них має свій умовний номер. Модифікація контролера (табл. 3.1) показує, які саме плати входять до складу контролера і визначає загальну кількість його входів-виходів.
Таблиця 3.1




Але важливою є і комбінація цифр. Фізично входи-виходи плати, номер якої вказаний першим, під'єднані до вихідного розніму А, а входи-виходи іншої плати — до розніму Б. Наприклад, у модифікації 16 плата типу 1 (8 аналогових входів + 2 аналогових виходи) установлена на місці, яке під'єднане до розніму А, а плата типу 6(12 дискретних входів + 4 дискретних виходи) установлена на другому місці, яке під'єднане до розніму Б. Якщо ми поміняємо плати місцями, то загальна кількість входів-виходів не зміниться, а зміниться тільки порядок під'єднання цих плат до рознімів А і Б. Для кожного з типів плат чітко визначено призначення кожної клеми на вихідному рознімі й для кожної з них наведена схема під'єднання живлення й сигналів входів-виходів.
Основні технічні характеристики Реміконта-130

Кількість й номенклатура входів-виходів Залежно від модифікації

Аналогові вхідні сигнали:

уніфіковані 0-5 мА, 0-20 мА, 0-10 В

термопари ХА,ХК,ПП,ПР,ВР

термометри опору ТСП, ТСМ

дозволяюча спроможність АЦП, % 0,025 (12 розрядів)

гальванічний розподіл Кожен вхід гальванічне

ізольований від інших входів

Аналогові вихідні сигнали:

уніфіковані 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА

дозволяюча спроможність ЦАП, % 0,05 (11 розрядів)

Дискретні вхідні сигнали:

сигнал логічного 0 0-7 В

сигнал логічної 1 18-30 В

гальванічний розподіл Входи, зв'язані в групи по 16 входів; кожна група ізольована від інших мереж
Дискретні вихідні сигнали:

транзисторний вихід:

максимальна напруга комутації 40 В

максимальний струм навантаження 0,3 А

гальванічний розподіл Виходи зв'язані в групи по 16 входів, кожна група ізольована від інших мереж
сильнострумовий релейний вихід:

максимальна напруга комутації 220 В

максимальний струм навантаження 2 А

гальванічний розподіл Виходи зв'язані попарно, кожна пара ізольована від інших мереж

Об'єм пам'яті:

ПЗП 32 кбайт

ОЗП 8 кбайт

ППЗП 8 кбайт

Максимальне кількість алгоблоків 99

Кількість алгоритмів у бібліотеці 76

Час циклу 0,2 - 2 с
3.2. Фізична структура контролера
Реміконт-130 являє собою комплекс технічних засобів, що складається з окремих блоків. Кожний блок є автономним та функціонально закінченим виробом. Блоки можуть застосовува­тись у різних сполученнях. Конкретний склад блоків, що вхо­дять у Реміконт, обумовлюється під час замовлення.

Реміконт Р-130 випускається різними заводами. Однотипні блоки, що випускаються цими заводами, мають однакове літерне позначення, але різне цифрове. Далі наведено позначення блоків, що випускаються в Україні (м. Івано-Франківськ, Полтава).

На рис.3.1 пока­зана загальна схема під'єднання до блока контролера різних типів вхідних і вихід­них сигналів з вико­ристанням різних блоків.

Так, для під'єд­нання термометрів опору використову­ються блоки БУС-20, які виконують функ­ції нормувальних перетворювачів і мають два незалеж­них канали для під'єднання двох термометрів опору.

До блока БУС-20 термометри опору під'єднуються «під гвинт», а вихідні уніфіковані сигнали знімаються з розніму, до якого можна під'єднати клемно-блоковий з'єднувач КБС-21. З одного боку цього з'єднувача розташована вилка розніму, яка під'єднується до розніму блока БУС-20, а з другого - клемна колодка. Кожний з каналів блока БУС-20 може незалежно настроюватись на роботу з термометрами опору заданого градуювання. Тип уніфікованого вихідного сигналу можна також замовляти за бажанням користувача.

Для під'єднання термоелектричних перетворювачів (термопар) використовуються блоки БУТ-20, що також виконують функції нормувальних перетворювачів для різних типів термопар і мають два незалежних канали для під'єднання двох термопар. Під'єднання до блока БУС-20 виконується аналогічно під'єднанню блока БУС-20.

Уніфіковані аналогові вхідні й вихідні сигнали можуть безпосередньо під'єднуватись до Р-130. Фізично для цього використовуються клемно-блокові з'єднувачі КБС-22 та КБС-23. З одного боку цього з'єднувача розташована вилка розніму, який вставляється у рознім А або Б, розташований на блоці контролера, а з другого — блок клемних колодок, до яких «під гвинт» під'єднуються сигнали від датчиків і виконавчих механізмів.

При цьому треба пам'ятати, що на аналоговий вхід контролера необхідно подавати 2 В. Тому для перетворення уніфікованих сигналів у вигляді постійного струму 0-5 мА або 0-20 мА та напруги 0-10 В, на вхідних клемних колодках необхідно встановити нормувальні резистори, номінал яких вибирається залежно від типу уніфікованого сигналу. Наприклад, для уніфікованого сигналу 0-20 мА цей номінал повинен становити 100 Ом, а для 0-5 мА -400 Ом. Клемна колодка КБС-23 поставляється із уже встановленими нормувальними резисторами.

Вхідні дискретні сигнали під'єднуються безпосередньо до клем КБС-22 у вигляді напруги 24 В постійного струму. При під'єднані сигналів дискретних виходів необхідно враховувати, що безпосередньо транзисторні ключі дискретних виходів мають максимальний струм навантаження 0,3 А. Тому для забезпечення керування більш потужними виконавчими механізмами необхідно використовувати блок підсилювача потужності БУМ-20, який має вбудовані герконові реле і може комутувати струм величиною до 2 А напругою до 220 В.

Блок контролера під'єднується до блока живлення БП-21 за допомогою міжмодульного з'єднувача МБС-20, на обох кінцях якого розташовані вилки рознімів. Один з них вставляється у рознім, який розташований на блоці контролера, а інший — у рознім на блоці живлення. На блоці живлення розташовані два розніми живлення 24 В. Один із них використовується для живлення блока контролера, а інший можна використовувати для живлення ланцюгів дискретних входів і виходів. При цьому необхідно пам'ятати, що загальна потужність під'єднаних дискретних входів-виходів не повинна перевищувати 200 мА.

Крім живлення контролера і вхідних ланцюгів, блок живлення виконує ще одну дуже важливу функцію: через нього блок контролера під'єднується до мережі «Транзит». Саме тому при виході з ладу одного з контролерів, його можна від'єднати від блока живлення, а мережа «Транзит» продовжує залишатись працездатною (рис.3.2).

Контролери, що під'єднані до мережі Транзит, мають унікальну адресу, яка задається ПЛК у процесі його конфігурування, при заповненні системних параметрів. Порядок розташування контролерів у мережі не має значення. Контролери, що входять до мережі Транзит, можуть обмінюватися інформацією. Таким чином створюється розподілена система керування на базі сумісно працюючих контролерів. Це підвищує надійність системи в цілому, оскільки в разі виходу з ладу одного з контролерів система продовжує зберігати свою працездатність. Саме таку мету ставили перед собою розробники Р-130. Максимальна кількість контролерів, під'єднаних до мережі Транзит, не може перевищувати 15.


Якщо до складу мережі входить блок БШ-21, до неї можна під'єднати ПЕОМ, яка може використовуватись і як термінал програмування, і як операторська станція. Це дає можливість створювати сучасний операторський інтерфейс і під'єднувати мережі Р-130 до систем керування верхнього рівня.

Різні моделі Р-130 розрізняються блоком контролера БК, мають різні лицьові панелі з розташованими на них органами оперативного контролю та керування, адаптованими на вирішення задач керування конкретної моделі. Так, за допомогою органів оперативного контролю і керування регулюючої моделі, можна виконувати всі функції, пов'язані з обслуговування чотирьох контурів регулювання. Це досягається тим, що на лицьовій панелі поєднані функції: цифрового показувального пристрою, задавача, байпасної панелі дистанційного керування, перемикача програм і тій. Інформацію, яка належить до різних контурів регулювання, можна по черзі викликати на органи оперативного контролю лицьової панелі. Це дуже зручно для обслуговуючого персоналу. За допомогою органів оперативного контролю і керування логічної моделі можна спостерігати за логікою виконання алгоритму керування і, в разі потреби, оперативно втручатись у хід процесу керування. Одночасно можна керувати чотирма незалежними логічними програмами. Крім того, це дає змогу спростити загальну структуру технічних засобів системи автоматизації. Крім того, моделі Р-130 розрізняються складом бібліотеки алгоритмів, яка використовується для технологічного програмування цієї моделі.

3.3. Процедури програмування контролера
У режимі програмування Р-130 передбачається використання восьми процедур програмування: тестування, приладові параметри, системні параметри, алгоритми, конфігурування, параметри настроювання, початкові умови і робота з ППЗП.

Процедура тестування використовується для виконання різноманітних тестів з пам'яттю (ПЗП, ОЗП та ППЗП), каналу інтерфейсного зв'язку, клавіатури та індикаторів пульта настроювання і лицьової панелі, а також фізичних каналів виводу аналогової і цифрової інформації, тобто каналів ЦАП і ЦДП.

Процедури програмування приладових і системних параметрів використовуються для роботи з загальними параметрами контролера.

Так, приладовими параметрами задається дозвіл на обнуління програми користувача, код комплектності (модифікація), дозвіл на зміну програми користувача, час періоду робочого циклу (0,2 -2 с), а також перевіряється ресурс ОЗП, який залишається вільним, і версія бібліотеки алгоритмів. Крім того, одним з приладових параметрів є діапазон часу, який встановлюється для всіх алгоритмів, що використовують час. Якщо вибирається молодший діапазон часу, то в програмі користувача алгоритми можуть використовувати розмірність часових змінних або в секундах, або в хвилинах. Якщо вибирається старший діапазон часу, то розмірність у хвилинах або годинах. Яка саме розмірність часу використовується конкретним алгоритмом, задається під час технологічного програмування.

При виборі системних параметрів задається системний номер контролера в мережі Транзит. Якщо контролер не під'єднаний до цієї мережі, його системний номер буде 00. Крім того, вибирається режим роботи інтерфейсу зовнішнього зв'язку. Якщо вибирається інформаційний режим, то можна тільки опитувати параметри програми і алгоблоків, а якщо командний, — то і змінювати їх.

Для програмування Реміконта Р-130 використовується мова функціональних блоків, яка полягає в реалізації алгоритму керування об'єктом за допомогою комбінації алгоритмів, записаних у його постійну пам'ять (бібліотека алгоритмів).

У загальному випадку бібліотечний алгоритм має три параметри:

Під час технологічного програмування виконується кілька етапів.

На першому етапі в алгоблоки записуються алгоритми у вигляді їх бібліотечних номерів. Для кожного алгоритму, якщо цього вимагає його зміст, задається модифікатор та масштаб часу.

У кожній моделі Р-130 передбачено 99 алгоблоків, у які може бути записаний будь-який з 76 алгоритмів, що входять до його бібліотеки. Винятком є алгоритми оперативного контролю, що записуються тільки у перші чотири алгоблоки з номерами від 1 до 4. Якщо у алгоблок записується номер 00, то він вважається порожнім. Різні моделі мають різний склад бібліотеки, хоча більшість з алгоритмів входить до бібліотек алгоритмів різних моделей. Ця процедура технологічного програмування має назву алгоритм.

На другому етапі задається конфігурація системи, тобто вказуються зв'язки між входами і виходами окремих алгоритмів. Процедура конфігурування не залежить від алгоритму, вміщеного в алгоблок, і підпорядковується таким правилам:

1. Будь-який вхід будь-якого алгоблока можна пов'язати з будь-яким виходом будь-якого алгоблока або залишити вільним. До одного виходу може бути під'єднано кілька входів.

  1. На будь-якому зв'язаному (з'єднаному з іншим алгоблоком) вході будь-якого алгоблока сигнал можна проінвертувати.

  2. На будь-якому вільному вході алгоблока можна задати сигнал у вигляді константи або коефіцієнта. Константу не можна змінювати в процесі виконання програми, а коефіцієнт можна.

На третьому етапі технологічного програмування, у процедурі «Настроювання», задається значення констант і коефіцієнтів на вільних входах алгоблоків. Далі наведено типи сигналів і їх параметри настроювання.
Сигнали і параметри настроювання

Сигнали на аналогових входах-виходах контролера, % 0…100

Аналогові сигнали на виході алгоблоків і рівні аналого-

вих. сигналів (обмеження, порогові значення, зона нечутливо-

сті і т.ін.), % -199,9…199,9

Плинний час (таймер, програмні задавачі і т.ін.) постій-

ні часу (інтегрування, диференціювання і т.ін.), інтервали часу:

1-ий діапазон 0…819,0 с, ?

0…819,0 хв, ?

2-ий діапазон 0…819,0 хв, ?

0…819,0 год, ?

Кількість сигналів лічильників -8191…8191

Логічні сигнали (стан дискретних входів-виходів, умо-

ви, ознаки і т.ін.) лог.0, лог. 1

Коефіцієнт масштабування (множення на коефіцієнти) -15,99…15,99

Коефіцієнт пропорційності (алгоритми регулювання) -127,9…127,9

Мінімальна тривалість імпульсу на імпульсному вихо-

ді, с 0,12…3,84

Швидкість зміни аналогових сигналів (стеження, дина-

мічне балансування):

1-ий діапазон 0…199,0 %/с, ?

0…199,0%/хв, ?

2-ий діапазон 0…199,0%/хв, ?

0…199,0%/год, ?

Технічні одиниці, що відповідають 0 і 100 % аналогово-

го сигналу -1999…9999
У процедурі «Початкові умови» встановлюються початкові значення на входах алгоблоків, із якими алгоблоки почнуть працювати при запуску програми користувача.

Процедура «ППЗП» призначена для виконання операцій з пам'яттю контролера. При цьому програму можна переписати з пам'яті ОЗП в ППЗП, відновити інформацію в ОЗП, а також виконати регенерацію ПЗП і ППЗП.

Якщо для технологічного програмування контролера викорис­товується його пульт, то вибір відповідної процедури виконується за допомогою клавіатури пульта. Перехід у вибрану процедуру супроводжується загоранням індикатора навпроти відповідної назви процедури.

Останнім часом більшого поширення набуває використання спеціальних програм для програмування Р-130, у яких використовуються спеціальні вікна вводу параметрів контролера і його окремих алгоблоків, а також спеціальний графічний редактор, у якому створюється програма користувача. Програма користувача виконується у вигляді алгоритмічної структури, елементами якої є алгоритми контролера. На схемі показується система зв'язків (конфігурація) між алгоблоками, наявність інверсії сигналів та чисельні значення параметрів настроювання. Після її створення вона записується у пам'ять контролера по каналу інтерфейсного зв'язку.
3.4. Бібліотека алгоритмів
Різні моделі контролера мають різний склад бібліотеки алгоритмів, хоча близько 80 % бібліотечних алгоритмів у них є загальними.

Кожний алгоритм має бібліотечний номер, шифр і найменування.

Алгоритми, що входять до бібліотек Р-130, можна поділити на кілька груп.


Бібліотека алгоритмів Реміконта Р-130

Алгоритми оперативного контролю лицьової панелі

  1. ОКО Оперативний контроль регулювання

  2. ОКЛ Оперативний контроль логічної програми

  3. ОКД Оперативний неперервно-дискретний контроль

  4. ДИК Дискретний контроль

Алгоритми вводу-виводу

  1. ВИН Ввід інтерфейсний 11 ABA Вивід аналоговий групи А

  2. ИНВ Вивід інтерфейсний 12 АВБ Вивід аналоговий групи Б

  3. ВАА Вхід аналоговий групи А 13 ДВА Вивід дискретний групи А

  4. ВАБ Вхід аналоговий групи Б 14 ДВБ Вивід дискретний групи Б

  5. ВДА Ввід дискретний групи А 15 ИВА Вивід імпульсний групи А

  6. ВДБ Ввід дискретний групи Б 16 ИВБ Вивід імпульсний групи Б

17 АВР Аварійний вивід

Алгоритми регулювання

  1. РАН Регулювання аналогове 27 ПРЗ Профанований задавач

  2. РИМ Регулювання імпульсне 28 ИНЗ Інтегрувальний задавач




  1. ЗДН Завдання 29 ПОК Пороговий контроль

  2. ЗДЛ Завдання локальне ЗО АНР Автонастроюваиня регулятора

  3. РУЧ Ручне керування

Динамічні перетворення

  1. ИНТ Інтегрування 36 ДИН Динамічне перетворення

  2. ДИФ Диференціювання 37 ДИБ Динамічне балансування

  3. ФИЛ Фільтрація 38 ОГС Обмеження швидкості

39 ЗАЛ Запізнення

Статичні перетворення

  1. СУМ Підсумування 49 СКС Ковзне середнє

  2. СМА Підсумування з масштабуванням 50 ДИС Дискретне середнє

  3. УМД Множення-ділення 51 МИН Мінімум

  4. КОР Корінь квадратний 52 МКС Максимум

  5. МОД Модуль 53 СИТ Середній з трьох

  6. КУС Кусково-лінійна функція 54 ЗКС Екстремум

  7. ОГР Обмеження 55 МСШ Масштабування

Аналого-дискретні перетворення

  1. ПЕР Перемикач із дискретним 62 ЗАИ Заборона зміни
    керуванням 63 ЗАЗ Заборона знака

  2. ПЕН Перемикач за номером 64 СЛЗ Стеження із запам'ятовуванням

  3. ПОР Пороговий елемент 65 ЗПМ Запам'ятовування

  4. HOP Нуль-орган 66 БОС Блокування зворотнього підрахунку

  5. ИМП Імпульсатор 67 ВОТ Виділення вимикання

Логічні операції

  1. ЛОИ Логічне Й 75 МАЖ Мажорування

  2. МНИ Багатовхідне Й 76 ТРИ RS-тригер

  3. ИЛИ Логічне ИЛИ 77 РЕУ Регістр із записом по рівню

  4. МИЛ Багатовхідне ИЛИ 78 РЕФ Регістр із записом по фронту

  5. ИИЛ Виключне ИЛИ 79 ВЬІФ Виділення фронту

Дискретне керування

80 ЗТП Етап крокової програми 88 УДП Керування двопозиційним

81ТМР Таймер навантаженням

  1. СЧТ Лічильник 89 УТП Керування трипозиційним

  2. ОДВ Одновібратор навантаженням

  3. МУВ Мультивібратор 90 ШИФ Шифратор

  4. ПЧИ Перемикання чисел 91 ДЕШ Дешифратор

  5. СЧИ Порівняння чисел 92 ЛОК Логічний контроль

  6. ВЧИ Виділення чисел


Розглянемо деякі алгоритми більш детально.

Алгоритми вводу-виводу застосовуються для організації зв'язку функціональних алгоритмів з апаратними засобами, призначеними для перетворення аналогових, дискретних та імпульсних входів-виходів у цифрову форму, тобто для зв'язку програми користувача з модулями АЦП, ДЦП, ЦАП, ЦДП та ЦИП. Цей зв'язок створюється "автоматично" як тільки один з цих алгоритмів вводиться в один з алгоблоків контролера.

Без використання цих алгоритмів обмін інформацією між Р-130 та зовнішніми пристроями неможливий. Використання зазначених алгоритмів груп А чи Б залежить від використання конкретної модифікації Р-130. Це пояснюється тим, що фізично зовнішні пристрої під'єднуються до Р-130 через два розніми — А та Б. Для кожної модифікації точно відомо, до яких саме груп А чи Б під'єднані аналогові та дискретні входи-виходи. Залежно від цього і використовуються відповідні алгоритми входів-виходів.
3.4.1 Алгоритми вводу-виводу
Алгоритми ВАА (07) - ввід аналоговий групи А

і ВАБ (08) - ввід аналоговий групи Б



Алгоритми містять ідентичні незалежні канали, кількість яких задається модифікатором 0 Ym = (вх.m + Хзм.m) Км.m.

Якщо корекція не потрібна, встановлюється Хзм=0 і Км=0.
Алгоритми ВДА (09) - ввід дискретний групи А

і ВДБ (10) - ввід дискретний групи Б

Алгоритми містять ідентичні незалежні канали, кількість яких задається модифікатором 0

Алгоритми ABA (11) ~ ввід аналоговий групи А

і АВБ (12)— ввід аналоговий групи Б


Алгоритми містять до двох ідентичних незалежних каналів, кількість яких задається модифікатором 0
Перед тим як потрапити на основний вихід, вхідний сигнал помножується на коефіцієнт Км і до добутку додається сигнал зміщення Хзм. Ці операції дають можливість компенсувати змі­щення діапазону і нуля ЦАП. Якщо корекція не потребується, встановлюється масштабний кое­фіцієнт Км=1 і сигнал зміщення Хзм=0.

Алгоритми ДВА (13) - ввід аналоговий групи А

і ДВБ (14) - ввід аналоговий групи Б

Кожний алгоритм обслуговує до 16 дискретних входів, кількість яких задається модифікатором 0
Якщо на і-й вхід алгоритму Сі подається сигнал логічного "0", то ключ відповідного фізичного дискретного виходу розімкнути, а якщо Сі=1, то ключ виходу замкнений.


Алгоритми ИВА (15) — вивід імпульсний групи А

і ИВБ (16) — вивід імпульсний групи Б

Алгоритм використовується для керування виконавчими механізмами постійної швидкості імпульсним регулятором.



Алгоритм містить до чотирьох кана­лів широтно-імпульсних регуляторів (ШІМ), які перетворюють вхідний сигнал X у послідовність імпульсів на виходах Б (більше) і М (менше). Параметр Т задає мінімальну довжину імпульсів (0,12 - 3,84 с). Параметр N визначає, до якого контуру регулювання належить даний канал ШІМ.
3.4.2. Алгоритми регулювання
Алгоритми регулювання включають в себе алгоритми ПІД-регуляторів і різноманітних задавачів, за допомогою яких можна створювати різні за складністю і призначенням контури регулювання.

Алгоритм РАЩ20) — регулювання аналогове

Алгоритм використовується для побудови ПІД-регулятора, який має аналоговий вихід.

На вході регулятора формується розузгодження:


έ=X1(к)-Км*2


яке фільтрується (Тф), обмежується зоною нечутливості (ХА) і обробляється відповідно до ПІД-закону регулювання за умови завдання параметрів настроювання Кп, Ти, Тд. Вихідне значення регулятора y(k) обмежується за величиною значеннями xmax і хmin.

Входи Снас і Хно використовуються для автоматизації настроювання регулятора (за допомогою алгоритму АНР).

На вихід алгоритму, крім основного виходу y(k), виводиться значення розузгодження Ує і сигнали Dmax і Dmin, які спрацьовують у разі виходу вихідної величини за встановлені межі xmax і хmin.

Алгоритм РИМ(21) - регулювання імпульсне
Алгоритм використовується для побудови ПІД-регулятора, який у поєднанні з алгоритмом імпульсного виводу ИВА (ИВБ) може керувати виконавчим механізмом постійної швидкості.



Більшість входів-виходів алгоритму подібні до алгоритму РАН, але як вхідний параметр використовується величина постійної часу виконавчого механізму (Тм) і вилучені параметри обмеження значення вихідного сигналу, які для імпульсного регулятора не мають сенсу.

Алгоритми РАН і РИМ можуть використовуватись у каскадних регуляторах про що свідчать позначення Х1(к) і y(k).
Алгоритм ЗДЩ24) - завдання

Алгоритм використовується для формування сигналу ручного завдання у контурі регулювання. Через цей алгоритм до регулятора під'єднуються також програмні задавачі та сигнал зовнішнього завдання.

Алгоритм вміщує вузол ручного завдання, вузол динамічного балансування, перемикач виду завдання і перемикач програм. Модифікатор m (00 — 40) визначає кількість незалежних програмних задавачів. Якщо програмні задавачі не використовуються, m=0.

Алгоритм використовується у поєднанні з алгоритмом оперативного контролю лицьової панелі ОКО. Саме за допомогою клавіатури, розташованої на лицьовій панелі контролера, можна вибрати один з трьох видів завдання: ручне РЗ, програмне ПЗ або зовнішнє ВЗ, а також у режимі ручного завдання змінювати його значення. Для цього основний вихід алгоритму Yздн(к) необхідно під'єднати до входу Хздн алгоритму оперативного контролю ОКО.

За допомогою входів Ссб, Сдб відбувається вмикання статичного і динамічного балансування (Vдб - швидкість динамічного балансування). До входу Хвн(к) можуть під'єднуватись сигнали від зовнішніх задавачів, а до входів Хпр,1……. Хпр.m — сигнали від алгоритмів програмних задавачів.

Крім основного виходу алгоритму Yздн(к), використовуються три виходи ознак режиму роботи задавача: Dруз (P3), Dвнш(ВЗ) і Впрг(ПЗ).

Інші виходи використовуються, коли алгоритм працює у режимі програмного задавана. На ці виходи виводиться інформація: Nп - номер програми, Nуч - номер плинної ділянки, Тп - час, який залишився до закінчення плинної ділянки, dкпв - кінець чергового повторення програми, noct - кількість повторів, які залишилися, Dпс - програма у стані "ПУСК", dct - програма у стані "СТОП", dкп - програма у стані "Кінець програми".

Алгоритм ЗДЛ(25) - завдання локальне

Алгоритм використовується у скла­ді каскадного регулятора, коли необхідно забезпечити перемикання каскадного регулятора у локальний режим і ручну зміну завдання веденого регулятора у цьому режимі Алгоритм використову­ється у поєднанні з алгоритмом опера­тивного контролю лицьової панелі ОКО.
Алгоритм РУЧ(26) - ручне керування
Алгоритм призначений для перемикання регулятора у дистанційний або ручний режим роботи. Алгоритм застосовується у складі як аналогового, так і імпульсного регулятора і вико­ристовується у поєднанні з алгоритмом оперативного контролю лицьової панелі ОКО.
Якщо на лицьовій панелі контролера натискається клавіша ручного управління, то до виходу алгоритму РУЧ під'єднується ву­зол ручного керування і перемі­щення виконавчого механізму відбувається з клавіатури лицьової панелі. Якщо вибрано автоматич­ний режим керування, то до входу алгоритму y(k) під'єд-нується його вхід Х(к) (для локального або каскадного режиму) або Хдст - для дистанційного режиму.

Вхід Сруч застосовується для примусового переходу на ручний режим і блокування переходу на автоматичний режим.
Додаткові виходи Dруч і Dдст використовуються для сигналізації режиму роботу регулятора.

Алгоритм ПРЗ(27) - програмний задавай
Алгоритм реалізує кусково-лінійну функцію, яка може складатись із 47 ділянок. Для кожної ділянки задається його тривалість (Ті) і кінцева ордината (Хі).



Якщо вихід Y з'єднаний з одним із входів Хпр алгоритму

ЗДН, то запускати, зупиняти і ски­дати програму можна за допомогою клавіш лицьової панелі. Крім того, алгоритм має незалежні входи для запуску, зупинки і скидання програ­ми: Сп, Сст і Ссбр. Для кожної прог­рами можна задати кількість її повторів — Nпвт. Коли програма виконає останню ділянку, вона повертається на свій початок.

Усі виходи, крім основного Y, мають інформаційний характер про стан програми: Nуч - плинний номер ділянки, Тост — час, який залишаєть­ся до закінчення плинної ділянки, noct — кількість повторів програми, що залишилися, Dп, dct, Dc6p -дискретні сигнали, які індукують стан програми ( пуск, стоп, скид).

Алгоритм ПОК(29) — пороговий контроль

Алгоритм містить до 20 (вибирається модифікатором 0
Для кожного сигналу передбачений фіксований гістерезис, який дорівнює 0,2%.


3.4.3. Алгоритми динамічного перетворення
Алгоритм ИНТ(ЗЗ) – інтегрування

Алгоритм використовуєть­ся для інтегрування і(або) запам'ятовування сигналу.

Передавальна функція:
,
де Ти — постійна часу інтегру­вання.
В алгоритмі передбачається встановлення початкових умов. Якщо Снач=1, Y=Хнач. Якщо Снач=0, виконується функція інтегрування. Алгоритм має пороговий елемент. Якщо Y>Xnop, то D=l.


Алгоритм ДИФ(34) – диференціювання



Алгоритм використовується у схемах динамічної корекції для отримання сигналів, пов'язаних зі швидкістю зміни параметра.

Передавальна функція алгоритму:


де Км — коефіцієнт масштабування (підсилення); Тд — постійна часу диференціювання.

Якщо на вході Со=1, то виконується команда обнуління і Y=0.


Алгоритм ФИЛ(35) - фільтр



Алгоритм використовується для фільтрації високочастотних переш­код.

Передавальна функція алгоритму:


де Тф — постійна часу фільтра. Для отримання фільтра вище першого порядку необхідно послідовно під'єднати кілька алгоритмів фільтрації ФИЛ.

Алгоритм ОГС(38) - обмеження швидкості
Алгоритм використовується у разі, якщо необхідно обмежити швидкість зміни сигналу.

Якщо швидкість зміни сигналу Х(к) менша, ніж задане обмеження по швидкості Voгp, то Y=X у кожний момент часу. Якщо швидкість сигналу Х(к) більше, ніж Voгp, y(k) змінюється зі швидкістю Voгp до моменту, поки Y на досягне значення X.
3.4.4. Алгоритми статичного перетвореная
Алгоритм СУМ(42) — підсумовування



Алгоритм використовується для підсумовування (без масштабування) до 21 (визначається модифікатором) змінних:

Y=X0+ X1+X2+………+Xm.

Алгоритм СМА(43) — підсумовування з масштабуванням



Алгоритм використовується для отримання зваженої суми до 21 (визначається модифікатором) змінних. Наприклад, він може застосовуватись разом з алгоритмами регулювання для побудови регуляторів співвідношення.

Y= Х0+Км,1Х1+Км,2Х2+....+Км,Хm.

Алгоритм УМД(44) - множення – ділення



Алгоритм використовується для виконання операції множення і(або) ділення.


Алгоритм КОР(45) - корінь квадратний
Алгоритм використовується у схемах статичної корекції.




Коли х>0
Коли х <0

Алгоритм МИН(51) – мінімум



Алгоритм використовується для виділення мінімального з кількох (до 99) сигналів:

Y = mіп{Xl,X2,X3...,Xm} .

Алгоритм МКС(52) - максимум


Алгоритм використовується для виділення максимального з кількох (до 99) сигналів:

Y = mах{Х1,Х2,ХЗ……..Хm} .
3.4.5. Аналого-дискретні перетвореная
Алгоритм ПЕН(58) - перемикач за номером



Алгоритм використовуєть­ся для під'єднання одного з 98 (визначається модифікатором) сигналів до виходу алгоритму. Номер сигналу, який під'єднується до виходу алгоритму Y, визначається числом (від 0 до m), яке подається на вхід N.

Робота перемикача опи­сується таблицею.


Алгоритм ПОР(59) - пороговий елемент

Алгоритм містить до 20 (визначається модифікатором) неза­лежних комірок, кожна з яких містить ланку суматора і ланку порогового елемента.

Ланка суматора виділяє різницю двох сигналів:

Z = X1 - Х2,

яка надходить на ланку порогового елемента з порогом спрацьовуван­ня Хзп і гістерезисом Х?. Ланка порогового елемента спрацьовує, коли Z>Xзn, при цьому на відповідному виході Di з'являється сигнал логічної 1. Вихід dc алгоритму є поєднанням по ИЛИ усіх комірок алгоритму
3.4.6. Логічні операції
.

Алгоритм ЛОИ(70) - логічне И


Алгоритм містить до 20 (задається модифікатором) елементів И для двох дискретних сигналів
Алгоритм МНИ(71) - богатоходове И



Алгоритм використовується для
логічного поєднання по Й до 99 (задається модифікатором) дискретних сигналів.
Алгоритм ИЛИ(72) - логічне ИЛИ
Алгоритм містить до 20 (задається модифікатором) елементів ИЛИ для двох дискретних сигналів.

Алгоритм МИЛ(73) - багатовходове ИЛИ



Алгоритм використовується для
логічного поєднання по ИЛИ до 99
(задається модифікатором) дискретних сигналів
Алгоритм ТРИ(76) - RS-тригер

Алгоритм містить до 20 (визначається модифікатором) незалежних RS-тригерів, що працюють за традиційною логікою. По передньому фронту сигналу на вході S тригер зводитися і на виході D встановлюється логічна 1, а по передньому фронту сигналу на вході R тригер скидається і на виході D встановлюється сигнал логічного 0.
Алгоритм ВЬІФ(79) - RS-тригер

Алгоритм використовується для виділення переднього або заднього фронту дискретного сигналу.

Якщо на вході алгоритму дискретний сигнал С змінює свій стан з логічного 0 на логічну 1 (передній фронт), то на виході алгоритму на час, який дорівнює часу одного робочого циклу контролера (від 0,2 до 2с), формується сигнал D=l і після цього скидається в 0. Щоб виділити задній фронт сигналу, на вході алгоритму встановлюється інверсія.
3.4.7. Дискретне керування

Алгоритм ЭТП(80) – етап
Алгоритм ЗТП містить до 20 кроків, кількість яких задається модифікатором. Принцип роботи кожного кроку однаковий. Крок має три входи і один вихід. Вхід С — умова виконання кроку, Т - контрольний час кроку, а N - параметр, який визначає по­дальший хід виконання програми. Д - вихід кроку, який може набувати значення логічного «0» або «1».



Програма вико­нується крок за кроком. Якщо при виконанні кроку (рис.3.3) умова С виявиться виконаною (тобто встановиться С=1) раніше, ніж сплине конт­рольний час Т, то на ви­ході кроку встановиться D=l, і програма перехо­дить до виконання нас­тупного за номером кроку.

Якщо до закінчення контрольного часу Т умова не буде виконана (тобто залишиться С=0), то пове­дінка програми залежить від значення параметра N.

При цьому можливі чотири варіанти поведін­ки програми після за­кінчення терміну конт­рольного часу:

а) якщо N=0, то на виході кроку встановиться D=l, і програма переходить до виконання наступного за номером кроку;

б) якщо N>0, то стан виходу кроку не зміниться, тобто D=0,
а програма перейде до виконання першого кроку етапу з
номером N;

в) якщо N>0, але етапу за цим номером не існує або він не під'єднаний до алгоритму ОКЛ, то

виконання програми припиняється, і вона переходить у стан

очікування;

г) якщо N<0, то стан виходу кроку не мінюється, програма переходить до виконання наступного кроку, але попередньо вона обнулить виходи всіх кроків етапу за
номером N.

Необхідно пам'ятати, що номер етапу визначається не номером алгоритму, до якого записаний алгоритм ЄТП, а номером входу алгоритму ОКЛ, до якого під'єднаний 01 вихід алгоритму ЗТП. Так, якщо алгоритм ЄТП під'єднаний до 13 входу алгоритму ОКЛ, то йому присвоюється номер 1, якщо до 14 - номер 2 і т. д. Кількість алгоритмів ЄТП, під'єднаних до алгоритму ОКЛ, задається його модифікатором.

Алгоритм ТМР(81) – таймер


Алгоритм містить одну ланку таймера (ТМ) і до 20

(визначається модифікатором) нуль-органів.

Таймер має два входи: Сст - «СТОП» і Ссбр - «СКИД». Якщо на цих входах сигнали відсутні, таймер перебуває у стані «ПУСК» відліку часу.

При появі команди на вході «СТОП» відлік часу припи­няється. При появі сигналу на вході «СКИД» таймер обнуляється і таймер зупиняється.

Якщо в і-му нуль-органі значення поточного часу зрівняється із значенням настроювального параметра Ті, вихідний стан Di переходить у стан логічної 1.

На виході Т алгоритму формується сигнал поточного часу, який відлічується від початку запуску таймера. В стані "СТОП" сигнал на виході Т заморожується.


Алгоритм СЧТ(82) – лічильник
Алгоритм містить один реверсивний лічильник і до 20 (визначається модифікатором) нуль-органів.

Лічильник має чотири входи: два лічильних См і Сб і два керуючих Сст - «СТОП» і Ссбр -«СКИД». Якщо на цих входах Сст і Ссбр сигнали відсутні, лічильник перебуває у стані «ПУСК» і підраховує імпульси (по передньому фронту), що надходять на входи См і Сб.

Імпульси, що надходять на вхід Сб, збільшують вміст лічиль­ника, а на вхід См - зменшують. При появі команди на вході «СТОП» підрахунок імпульсів припиняється.

При появі сигналу на вході «СКИД» у лічильник записується початкове значення, що задається на вході N0.

Якщо в і-му нуль-органі значення вмісту лічильника зрівняється із значенням настроювального параметра Ni, вихідний стан Di переходить у стан логічної 1.

На виході N алгоритму формується сигнал плинного значення вмісту лічильника. В стані "СТОП" сигнал на виході N заморожується.

Алгоритм ОДН(83) — одновібратор

Алгоритм використовується для формування поодинокого імпульсу заданої тривалості. Одновібратор запускається по

передньому фронту сигналу Сп (ПУСК). При цьому на виході D з'являється «1» протягом часу настроювання Т. На виході Ті можна прочитати плинний час імпульсу. Якщо одновібратор повинен запускатись по задньому фронту імпульсу, сигнал на вході Сп інвертується. Сигнал на вході Ссбр (СКИД) у будь-який момент часу обнуляє обидва виходи алгоритму і лічильник часу.

Алгоритм МУВ(84) - мультивібратор

Алгоритм використовується для створення послідовності імпульсів. Алгоритм запускається по передньому фронту на вході Сп (ПУСК). Після пуску на основному виході алгоритму D

формується послідовність імпульсів, тривалість яких задається на вході Т1, а пауза - на Т0. На виході Ті фор­мується час, що минув із моменту стану імпульсу. Сигнал Сск (СКИД) перериває послідовність імпульсів і обнуляє обидва виходи алгоритму.

Алгоритм ПЧИ(85) — перемикач чисел


Алгоритм використовується для упорядкованого перемикання до 98 входів (задається модифікатором).

На входи перемикача подають кількісні змінні Мі. На вихід подається той вхід, номер якого задається на вході No.

Алгоритм УДП(88) - керування двопозиційним навантаженням


Алгоритм має дві групи вхідних сигналів Свклі (команда ввімкнення) і С виклі (команда вимкнення), кількість яких в кожній групі однакова і визначається модифікатором (0
передньому фронту будь-якого сигналу в групі ввімк­нення на основному виході алгоритму D встановлюєть­ся і запам'ятовується "1". При цьому стан інших входів у групі ввімкнення і вимк­нення не має значення. Аналогічні дії викликає прихід переднього фронту будь-якого сигналу у групі вимкнення з тією лише різницею, що на виході встановлюється і запам'ятовується сигнал D=0.

У момент дії команди на ввімкнення (по будь-якому входу) на один цикл формується сигнал Dвкл = 1, після чого встановлюється Dвкл=0. Аналогічно, але в момент дії команди на вимкнення, формується вихідний сигнал Dвикл.

Алгоритм ЛОК(92) — логічний контроль
Алгоритм використовується разом з алгоритмами ОКО і ОКЛ для контролю за станом до 99 (визначається модифікатором) диск­ретних сигналів.




Якщо всі вхідні сигнали дорівнюють логічному 0, а вихідні сигнали N=D=0.

Якщо хоча б один вхідний сигнал Сі=1, то D=l, a N показує номер вхо­ду з цим сигналом. Зазвичай вихід N з'єднується з входом Noп алгоритму ОКЛ або nок алгоритму ОКО.


3.4.8. Алгоритми лицьової панелі
Алгоритми лицьової панелі призначені для забезпечення можливості оперативного контролю за ходом виконання програми керування і втручання в процес її виконання за допомогою органів керування, розташованих на лицьових панелях різних моделей контролерів. Якщо в програмі користувача ці алгоритми не будуть передбачені, то програма буде виконуватись, але оперативний контроль та керування з лицьової панелі буде неможливий.

Алгоритм ОКО(0І) - оперативний контроль контурами регулювання

Різні моделі Р-130 розрізняються блоком контролера БК, які мають різні лицьові панелі з розташованими на них органами оперативного контролю та керування, адаптованими на розв'язання задач керування конкретної моделі. На рис. 3.4 наведений показано вигляд лицьової панелі регулюючої моделі.

Органи оперативного конт­ролю і керування, розташованих на лицьових панелях, можна умовно поділити на кілька зон. У верхній зоні розташовані індикатори, за допомогою яких можна спостерігати за вияв­ленням помилок і відмов у роботі контролера. Ламповий індикатор (ЛИ) "0" сигналізує про несправність контролера, а ЛИ "1", "2", "З" і "4" сигналізують про помилки в роботі окремих контурів регулювання. Більш детально визначити тип помилки можна за допомогою пульта, який під'єднується до контро­лера через рознім 10. На циф­ровий дисплей виводиться номер контура 1 і значення змінних, які належать до цього контура. У верхній частині відображається задане значення контура 4. На нижній цифровий індикатор 5 можна викликати значення одного із семи параметрів, типи яких виведені на лицьову панель у вигляді відповідних ЛИ 6. Вибір параметра, що виводиться на індикацію, виконується за допомогою клавіатури 9. Шкальний індикатор 7 показує значення сигналу на виході контура регулювання або положення виконавчого механізму. Два індикатора V і ? сигналізують про спрацьовування імпульсного регулятора у напрямку менше і більше.

Група ЛИ 2 показує, у якому режимі (каскадному, локальному, ручному або дистанційному) працює контур регулювання. Група ЛИ 8 показує, який вид завдання встановлений для контура регулювання.

За допомогою лампових і цифрових індикаторів, а також клавіатури для кожного контура регулювання забезпечується:

  1. Вибір режиму керування і ручне керування виконавчим механізмом.

  2. Вибір виду завдання і ручну зміну завдання.

  1. Керування програмним задавачем.

  2. Контроль сигналів, що характеризують роботу контура, а також контроль виконання програми при використанні програмного регулювання.

5.Контроль за роботою контролера і окремих контурів регулювання.

Для того щоб можна було реалізувати всі ці функції, для кожного контура регулювання у програмі повинен бути передбачений алгоритм ОКО(01) - оперативний контроль регулювання. Оскільки регулююча модель може працювати з чотирма контурами регулювання, то і алгоритмів ОКО може бути чотири. Вони можуть бути записані тільки у перші чотири алгоблоки. Номер алгоблока, у який записаний алгоритм ОКО контура регулювання, визначає номер контура.

Як правило, алгоритм ОКО використовується у поєднанні з алгоритмами ЗДН, ЗДЛ, РУЧ, РАН, РИМ.

Алгоритм має модифікатор (0?m?15), який визначає специфічні параметри регулятора, а саме:

  • є регулятор звичайним або каскадним;

  • має регулятор аналоговий або імпульсний вихід;

  • чи передбачається перехід на зовнішній задавач;

  • чи передбачається режим дистанційного керування.
    Значення модифікатора вибирається з табл. 3.2.


Таблиця 3.2
Вибір модифікатора алгоритму ОКО



Як видно з функціонально; структури алгоритму ОКО(01), він має тільки входи, які умовно можна поділити на три групи. Перша група використовується для виводу на лицьову панель сигналів завдання Хзд, вхідної величини Хвх і розузгодження Хє контуру регулювання. Для того щоб ці сигнали відображались на цифрових індикаторах, у реальних фізичних величинах застосовуються входи Wo і W100, на яких задаються технічні значення, що відповідають відпо­відно 0 і 100% сигналу.

Вхід Хруч під'єднується до основного виходу алгоритму ручного керування РУЧ. Це дає можливість ручної зміни вихідної величини із клавіатури контролера. На вхід Хвр (вихід регулятора) подається сигнал, що характеризує керуючу дію. Для аналогового регулятора це може бути той самий вихід алгоритму РУЧ або сигнал від датчика положення виконавчого механізму. Сигнал, що подається на вхід Хвр, подається на шкальний індикатор і у режимі контролю "вых" -на цифровий індикатор вибіркового контролю.

На вхід z подається будь-який (за вибором) сигнал, який необхідно контролювати в процесі оперативного керування. Цей сигнал контролюється на цифровому індикаторі вибіркового контролю у позиції "z". Це може бути дискретний або аналоговий сигнал, час або кількість. Тип сигналу задається за допомогою числа на вході Nz згідно з табл. 3.3.

Таблиця 3.3

Позначення типів сигналів

Вхід nok (помилка контура) використовується у тому разі, якщо необхідний контроль виходу одного або кількох параметрів за припустимий діапазон. Якщо Noк>0, то на лицьовій панелі контролера загоряється один з лампових індикаторів "1...4". Як правило, цей вхід поєднується з виходом алгоритму порогового контролю ПОК.

Усі перелічені входи (01—10) задають параметри оперативного керування як звичайного, так каскадного регулятора, якщо він працює у режимі каскадного керування КУ. В останньому випадку входи 01-05 визначають параметри ведучого регулятора у кас­кадній схемі, а входи 06-10 - параметри регулятора в цілому. Можливості керування регулятором у локальному режимі визна­чаються сигналами, які подаються на входи 11-15 алгоритму ОКО. Ці входи використовуються для каскадних регуляторів, коли m?8.

Алгоритм ОКЛ(02) — оперативний контроль логічної програми
На лицьовій панелі контро­лера логічної моделі (рис.3.5) зона контролю помилок 3, клавіатура і рознім для під'єднання пульта виконують ті самі функції, що і у регулюючій моделі. На відміну від регулюючої моделі, на
лицьовій панелі логічної моделі розташовані два дисплея. На одному з них 4 розташовані 32 лампових індикатора, що використовуються для контролю стану 32 дискретних сигналів. Ці сигнали активізуються за допо­могою алгоритму ДИК.

На цифровий індикатор виводиться номер логічної прог­рами 4. Оскільки методика опера­тивного керування виходить із того, що логічна програма є кроковою, тобто будується на базі алгоритму ЭТП, то на цифровий індикатор виводиться номер етапу і кроку 5. У зоні б лампові індикатори показують, які параметри у даний момент часу виводяться на цифровий індикатор 5 за допомогою клавіш клавіатури ?, ?. Як видно, це можуть бути чотири довільно вибраних параметри z1, z2, z3, z4, а також nэт — номер плинного етапу і кроку логічної програми, tш - час, який залишився до закінчення контрольного часу плинного кроку і ОП — помилка програми. В зоні 2 індукується плинний стан програми пуск, ст (стоп), сбр (скид), шаг (крок), ож (очікування), Кп (кінець програми). Стан виходу плинного кроку контролюється за ламповим індикатором вых.
Для керування логічною програмою використовуються клавіші лицьової панелі. Під час керування логічною програмою забезпечується:

  1. Вибір номера етапу і кроку, з якого необхідно почати програму.

  2. Пуск, зупинка, скид програми.

  3. Пуск одного кроку програми.

  4. Ручне керування виходом кроку.

  5. Виконання команди, дія якої програмується.



Для забезпечення оператив­ного контролю і керування з лицьової панелі використовується алгоритм ОКЛ.

Як правило, алгоритм ОКЛ використовується у поєднанні з алгоритмами ЗТП, координує їх роботу і дає змогу виводити на індикатори лицьової панелі інформацію про хід виконання логічної програми. Оскільки у одному контролері можна реалізувати чотири незалежних логічних програми, то для їх контролю необхідно використати чотири алгоритми ОКЛ, які повинні розташовуватись у перших чотирьох алгоблоках. Номер програми, з якою пов'язаний алгоритм ОКЛ, дорівнює номеру алгоблока, в якому розміщений алгоритм ОКЛ. Алгоритм має три секції: перша керує станом програми, друга організує контроль сигналів за цифровим індикатором, третя координує роботу алгоритмів ЭТП. Керування станом програми може виконуватись як за допомогою клавіш лицьової панелі, так і за допомогою дискретних команд Сп (пуск), Сст (стоп), Ссбр(скид). На виходах першої секції формуються сигнали, що характеризують плинний стан програми: пуск (Дп), стоп (Дст), скид (Дсбр), очікування (Дож), кінець програми (Дкп).

За допомогою лицьової панелі для кожної програми можна контролювати до чотирьох різноманітних сигналів, що подаються на вхід zi. Формат цих сигналів задається на входах Nz,i (табл.3.3).

До алгоритму ОКЛ можна під'єднати до 87 (задається модифікатором) алгоритмів ЭТП. Етап під'єднується до входів Nэ,i. Номер і у позначенні цих входів присвоюється етапу, який поєднується з цим входом. Наприклад, етап, під'єднаний до входу Nэ,5, отримує номер 5.

Виходи nэт, nш і Тш характеризують хід виконання програми. nэт і nш - номер етапу і кроку, який виконується у даний момент часу, а Тш — час, який залишився до закінчення контрольного часу кроку.
Алгоритм ДИК(04) - дискретний контроль
Алгоритм використовується разом з алгоритмами ОКЛ, ОКД для видачі інформації на лицьову панель контролера. Алгоритм має до 32 (задається модифі­катором) входів. Якщо на і-й вхід алгоритму надходить сигнал Сі=1, то в зоні дискретного контролю лицьової панелі контролера загорається і-й ламповий індикатор. У складі одного контролера може бути застосований тільки один алгоритм ДИК.
3.5. Приклади програмування

Приклад 1. На рис. 3.6 показана функціональна структура стандартного аналогового регулятора з ручним задатчиком та засобами оперативного ручного керування для регулюючої моделі Р-130.



Основним алгоритмом функціональної структури є алгоритм аналогового регулятора РАН, на входи 01 та 02 якого подаються відповідно сигнали завдання Хзд від алгоритму ЗДН та від датчика Хвх, який під'єднується до Реміконта через алгоритм входу аналогового ВАА. Вихід регулятора (01) через алгоритм ручного керування РУЧ та алгоритм аналогового виходу ABA подається на виконавчий механізм. Сигнали від датчика (Хвх), задатчика (Хзд), розузгодження (Yέ) та виходу регулятора (Y) під'єднуються до відповідних входів алгоритму оперативного контролю ОКО. Ліворуч над зображенням алгоритмів вказані номери алгоблоків, до яких вони записані, а праворуч - їх шифр. Стандартний аналоговий регулятор можна реалізувати, використовуючи тільки алгоритми ВАА, РАН та ABA. При цьому завдання регулятору на вхід 01 алгоритму РАН необхідно задати у вигляді константи або коефіцієнта. Але у цьому разі неможливо буде спостерігати за процесом регулювання на лицьовій панелі Р-130, а також за допомогою розташованих на ній клавіш змінювати завдання та вручну керувати регулюючим органом.
Приклад 2. Більшість правил побудови аналогового регулятора справедливі також і для імпульсного регулятора (рис 3.7).


Замість алгоритму РАН використовується алгоритм РИМ (регулятор імпульсний), а замість алгоритмів аналогового виводу ABA- алгоритми імпульсного виводу ИВА і (або) ИВБ.

Крім основних параметрів настроювання ПІД-регулятора -Кп, Ти, Тд, в алгоритмі ИВА(ИВБ) встановлюється мінімальна тривалість імпульсу Тімп і номер контура регулювання.

Особливістю імпульсного регулятора є контроль його виходу. На відміну від аналогового регулятора, вихідний сигнал алгоритму РИМ (Y) не може характеризувати положення виконавчого механізму. Тому для контролю положення виконавчого механізму на ньому, як правило, встановлюється датчик положення виконавчого механізму, який під'єднується до аналогового входу контролера і подається на вхід «ВР" алгоритму ОКО.

Приклад 3. Якщо на входи 01 та 02 алгоритму РАН подати сигнали від двох датчиків, то можна реалізу­вати регулятор співвідношен­ня (рис.3.8). У цьому разі на третьому вході алгоритму РАН(РИМ) можна встанови­ти необхідне співвідношення між вхідними сигналами.


Приклад 4. Якщо замість алгоритму ЗДН використати алгоритм(и) ПРЗ (програмований задатчик), то можна отримати програмний регулятор (рис.3.9). Програмні задатчики під'єднуються до входів алгоритму ЗДН і через нього до алгоритму РАН(РИМ). Це дає змогу з клавіатури контролера вибирати номер програми і оперативно керувати нею.


Приклад 5. Каскадний регулятор складається з ведучого і веденого регуляторів. У аналоговому каскадному регуляторі ведучий і ведений регулятори будуються на базі алгоритму РАН (рис. 3.10). Імпульсний каскадний регулятор відрізняється від аналогового тим, що його ведений регулятор будується на базі алгоритму РИМ.

Всі правила, що стосуються побудови стандартних регуляторів, справедливі також і для каскадних регуляторів. Але для каскадного регулятора задається інший модифікатор і у алгоритмі ОКО задіяні входи 12-15.

Приклад 6. Розглянемо приклад реалізації алгоритмічної структури для керування об'єктом (рис. 3.11), що працює за таким алгоритмом функціонування. При натисненій кнопці «Пуск»

відкривається клапан ДВ01 і продукт наповнює апарат. При досягненні заданого рівня спрацьовує датчик ВД01, за командою якого закривається клапан ДВ01 і відкривається клапан подачі пари ДВ02. Починається підігрів продукту. При досягненні заданої температури (наприклад 70 % діапа­зону вимірювання), що вимірюється за допомогою датчика ВА01, подача пари повинна припинитися. Потім продукт витримується в апараті 10 хв, після чого відкривається клапан ДВ03 і апарат спорожнюється. Коли апарат спорожнився, тобто за сигналом датчика ВД02, цикл пов­торюється автоматично.
Реалізуємо програму керування на логічній моделі контролера з використанням алгоритму ЭТП, який є «ядром» логічної крокової програми. Він задає послідовність виконання програми і формує керуючі сигнали.

На рис. 3.12 показана алгоритмічна структура програми для реалізації алгоритму керування. Програма починає виконуватись з першого кроку етапу 01. На вхід С цього кроку через алгоритми ВДА та ИЛИ під'єднані сигнали від кнопки «Пуск» та від датчика нижнього рівня. У зв'язку з тим що на вході Т цього кроку задане велике значення контрольного часу, програма буде чекати до того моменту, поки буде натиснута кнопка «Пуск» або спрацює датчик нижнього рівня. Коли це відбудеться, на виході першого кроку (вихід 05 алгоритму ЭТП), з'явиться логічна «1». Цей вихід під'єднаний до 01 входу алгоритму УДП (двопозиційне навантаження), записаного в алгоблок за номером 08. Цей алгоритм


може мати один або кілька (визначається модифікатором) входів, які «вмикають» вихід алгоритму (тобто на виході з'являється логічна «1») і таку саму кількість входів, які вимикають його вихід. У нашому випадку використовується один вхід на ввімкнення 01 та один вхід на вимкнення 02. Тому, коли на виході першого кроку з'явиться логічна «1», це приведе до ввімкнення виходу алгоритму УДП, який через алгоритм ДВА відкриє клапан 1, і продукт почне наповнювати апарат.

Тим часом програма перейде до виконання другого кроку першого етапу. На цьому кроці аналізується стан датчика верхнього рівня.

За аналогією з першим кроком, на цьому кроці програма буде безмежно довго очікувати, поки не спрацює датчик верхнього рівня. Коли це відбудеться, на виході другого кроку (вихід 06 алгоритму ЭТП з'явиться логічна «1», яка вимкне вихід алгоритму УДП алгоблока 08 і ввімкне вихід алгоритму УДП алгоблока 09. Відповідно з цим закриється клапан 1 та відкриється клапан 2. Програма перейде до виконання третього кроку.

На третьому кроці аналізується сигнал, який під'єднаний до входу С цього кроку з виходу алгоритму ПОР (пороговий елемент). Алгоритм ПОР призначений для того, щоб виробити на своєму виході сигнал логічної «1» у тому разі, якщо значення аналогової величини від датчика температури, яка під'єднується до 01 входу алгоритму ПОР через алгоритм ВАБ, перевищить значення, записане на 02 вході алгоритму ПОР, тобто, коли температура в апараті досягне заданого значення. Коли це відбудеться, на виході третього кроку з'явиться логічна «1», яка вимкне вихід алгоритму УДП алгоблока 09 і тим самим закриє клапан 2. Одночасно програма перейде на виконання четвертого кроку.

На цьому кроці вхід С є вільним і на ньому записана константа у вигляді логічного «0». Тому робота кроку закінчиться тоді, коли спливе контрольний час, значення якого записане на 11 вході алгоритму ЭТП. При цьому на виході кроку з'явиться логічна «1», яка через 03 вхід алгоритму ДВА ввімкне клапан 3. Тобто цей крок спрацює як реле часу. Одночасно програма перейде до виконання наступного кроку.

На п'ятому кроці записана процедура безумовного переходу до другого етапу. Оскільки С=0 і Т=0, a N>0 і дорівнює 2,то як тільки програма переходить до виконання цього кроку, вона одразу перейде на виконання першого кроку другого етапу.

До входу С першого кроку другого етапу під'єднано сигнал від датчика нижнього рівня. Як тільки він спрацює, програма перейде до виконання другого кроку другого етапу. Вихід цього кроку у програмі не задіяний.

На входах С і Т цього кроку записані константи, що дорівнюють «0», а на вході значення N<0, а саме N= -1. При виконанні цього кроку програма перейде до виконання наступного кроку, але одночасно з цим вона вимкне виходи всіх кроків етапу 1 і серед них вихід четвертого кроку (08 вихід алгоритму ЭТП алгоблока 02), закриваючи тим самим клапан 3.

На останньому кроці другого етапу, за аналогією з останнім кроком першого етапу, записана процедура безумовного переходу на перший крок першого етапу, тобто на початок програми.

Необхідно зазначити, що для реалізації даного алгоритму керування можна скласти й інші варіанти алгоритмічних структур, але в цій програмі для прикладу наведені різні варіанти роботи кроків алгоритму ЗТП.
Приклад 7. Розглянемо реалізацію програми користувача для того самого об'єкта керування, але без використання алгоритму ЗТП (рис.3.13).



Крім алгоритмів, що використовувались у попередній програмі, для витримування часу у наведеному варіанті використовується алгоритм таймера ТМР. Він запускається через алгоритм тригера ТРИ. Цей алгоритм використовується для того, щоб таймер продовжував працювати, коли вихід порогового елемента ПОР перестане дорівнювати 1 у разі, якщо під час витримування часу температура стане нижче встановленої межі. Таймер запускається у тому разі, якщо на входах 01 і 02 буде логічний 0. Тому сигнали на цих входах інвертуються.
Приклад 8. Розглянемо програмно-конфігураційну схему для реалізації алгоритму сигналізації, алгоритм якого наведений у розділі 2.3.3.

Технологічні контакти SQ1, SQ2 та SQ3, а також кнопки SB1 та SB2 під'єднані до дискретних входів контролера (рис.3.14), які пов'язані з функціональними алгоритмами за допомогою алгоритму дискретних входів ВДА. Якщо натиснута кнопка перевірки SB2, сигнал 04 дискретного входу контролера подається на входи усіх окремих елементів ИЛИ алгоритму ИЛИ, розміщеному в алгоблоці 19. При цьому виходи цього алгоритму вмикають усі дискретні виходи контролера, до яких під'єднані сигнальні лампи HL1, HL2 та HL3, а також звуковий сигнал НА. У разі розмикання контактів кнопки SB2 схема повернеться у попередній стан.




У разі замкнення технологічного контакту, наприклад SQ2, на дискретному вході 02 з'являється сигнал, який за допомогою алгоритму ВЬІФ перетворюється в імпульс. Цей імпульс подається на вхід 03 алгоблока 14 (алгоритм ТРИ) і вмикає другий тригер, вихід (02) якого під'єднано до входу 03 одного з елементів И алгоблока 16 (ЛОИ).

Одночасно цей імпульс через 02 вхід алгоритму МИЛ вмикає мультивібратор МУВ (алгоблок 17). Вихід мультивібратора, на якому формується послідовність імпульсів згідно з настроюванням, під'єднаний до входів окремих елементів И алгоблока 16 (ЛОИ). Оскільки на вхід 03 алгоритму ЛОИ подається логічна "1", а на вхід 04 - послідовність імпульсів, то на виході 02 цього алгоблока (вихід елемента И) повторюється та сама послідовність імпульсів, що і на вході мультивібратора.

Цей сигнал подається на інверсний вхід 03 алгоблока 18, в якому також розміщено алгоритм ЛОИ. Оскільки на вхід 04 цього алгоритму подається сигнал "1" від дискретного входу 02 ВДА, то на виході 02 алгоблока 18 також повторюється послідовність імпульсів мультивібратора. Зрозуміло, що на виході 02 алгоблока 19 (ИЛИ) буде та сама послідовність імпульсів і світловий сигналізатор HL2 світитиметься миготливим світлом. Одночасно сигнал з виходу алгоблока 15 (МИЛ) ввімкне тригер (вхід 07 алгоблока 14), вихід якого через алгоритм ИЛИ (алгоблок 19) під'єднано до входу 04 ДВА, а останній - до звукового сигналізатора НА, який також увімкнеться.

У разі натискання на кнопку квітування SB1 сигнал з дискретного входу 05 ВДА подається на всі входи "Скид" тригерів (алгоблок 14) і скидає їх. Він також надходить на вхід алгоблока 17 (МУВ) і вимикає мультивібратор. Оскільки умови у всіх елементів И алгоритму ЛОИ (алгоблок 16) не виконуються, то на всіх виходах цього алгоблока сигнал буде відсутнім, а на відповідних інвертованих входах другого алгоритма ЛОИ (алгоблок 18) сформується сигнал логічної "1". Таким чином, на виходах 03 і 04 елемента И алгоритма ЛОИ (алгоблок 18) і на виході 02 цього елемента И сигнали дорівнюватимуть "1". Цей сигнал через алгоритм ИЛИ (алгоблок 19) переводить світловий сигналізатор HL2 у режим постійного горіння. Одночасно припиняється дія звукового сигналізатора. Лампа HL2 горітиме до розмикання контакту SQ2.


3.6. Схеми під'єднання
Всі моделі і всі модифікації блока контролера мають єдиний принцип організації вводу-виводу. Всі зовнішні пристрої під'єднуються до контролера за допомогою трьох рознімів, розташованих на задній стінці шасі.

До верхнього розніму "приб" до блока контролера під'єднується блок живлення, через який до контролера під'єднується сигнал аварійного виходу і мережа "Транзит". Схема під'єднання приладових ланцюгів не залежить від моделі і модифікації.

Схема зовнішніх з'єднань для рознімів групи А і Б визначається тільки типом модуля ПЗО, який з'єднаний з цим рознімом. Як уже зазначалося, є сім типів модулів ПЗО, які відрізняються номенклатурою сигналів і сполученням входів і виходів (табл. 3.4).
Таблиця 3.4


Номенклатура модулів ПЗО

Для різноманітних типів дискретних входів-виходів правила під'єднання зовнішніх ланцюгів є загальними.

Всі дискретні входи однієї групи мають загальну точку під'єднання (контакти 17-18) і є пасивними. Для живлення входів необхідна зовнішня нестабілізована напруга постійного струму 24 В. До загальної точки під'єднується сигнал "-" від блока живлення. Входи гальванічне розподілені від інших ланцюгів контролера за допомогою оптронів.

Всі дискретні виходи однієї групи мають загальну точку і виконані у вигляді пасивних транзисторних ключів. Для живлення дискретного навантаження необхідна зовнішня нестабілізована напруга постійного струму до 40 В. На відміну від дискретних входів на загальну точку виходів подається сигнал "+" від блока живлення. Виходи гальванічне розподілені від інших ланцюгів контролера за допомогою оптронів. Живлення всіх дискретних виходів може здійснюватись від одного джерела живлення, але якщо потужності його недостатньо, може використовуватись кілька джерел живлення.

Одна пара дискретних виходів може виконувати роль одного імпульсного виходу (Ів). Відлік номерів дискретних виходів йде від менших номерів контактів до більших, а відлік номерів імпульсних виходів ведеться від більших номерів до менших, при цьому більшому номеру у цій парі відповідає ланцюг "менше", а меншому - "більше". Як і дискретні, так і імпульсні виходи повинні йти один за одним підряд (чергування дискретних і імпульсних виходів не допускається).

У табл. 3.5 наведено узагальнені дані про під'єднання зовнішніх ланцюгів до контактів рознімів А або В дискретних сигналів для різних типів модулів ПЗО.

Таблиця 3.5

Зовнішні з'єднання для модулів дискретних входів-виходів


Під'єднання аналогових входів-виходів наведено у табл. 3.6. Кожний аналоговий вхід під'єднується до свого АЦП. Аналогові входи контролера розраховані на сигнал 0-2 В постійного струму. Перетворення сигналів 0-5, 0(4)—20 мА та 0-10 В у сигнал 0-2 В виконується за допомогою нормувальних резисторів. Кожний аналоговий вхід гальванічне розподілений від інших аналогових входів і інших ланцюгів контролера за допомогою трансформатора.
Таблиця 3.6
Таблиця зовнішніх з'єднань для аналогових входів

Два аналогових виходи розраховані на сигнал 0 - 5 або 0(4) - 20 мА. Верхня межа діапазону ( 5 або 20 мА) вибирається за допомогою перемичок на модулі, а вибір сигналу 0-20 або 4-20 мА виконується програмне за допомогою алгоритму аналогового входу.

Аналогові виходи є пасивними, тому для їх живлення необхідне зовнішнє нестабілізоване джерело живлення 24 В постійного струму.

Обидва аналогових виходи мають загальну точку, але від інших ланцюгів контролера ці виходи гальванічне розподілені за допомогою трансформатора.
3.7. Перспективи розвитку Реміконта Р-130

За час експлуатації контролера Р-130 було виявлено велику кількість як позитивних, так і негативних якостей. Виробник контролера ОАО "ЗЄиМ" веде постійну роботу щодо підвищення якості і вдосконалення конструкції контролера Р-130 за умови збереження відповідних властивостей для користувача. Вдосконалення контролера проводиться у кількох напрямах.

Перший напрям - модернізація існуючого контролера. Для цього блок контролера (БК) і блок шлюзу (БШ) поставляється з новим модулем процесора ПРЦ-10М1, в якому для збереження інформації у разі вимкнення живлення встановлена літієва батарейка, що забезпечує збереження інформації протягом 10 років. Ці модулі можуть бути встановлені у блоки БК і БШ, що випущені раніше.

Разом з ЗАО "RT-Soft" розроблено новий смарт-шлюз, що забезпечує взаємодію мережі "Транзит" контролерів Р-130 і стандартної мережі Ethernet. Це дає можливість розв'язувати задачі об'єднання окремих систем АСКТП і АСКП у єдину систему на базі стандартних промислових і офісних мереж, забезпечувати зв'язок із стандартними мережами верхнього рівня промислового підприємства (SCADA-програмами, базами даних і іншими Windows - додатками через ОРС-сервер).

Другий напрям - модернізація контролера, яка суттєво зачіпає його апаратне і програмне забезпечення.
Контрольні запитання до розділу 3


  1. Які випускаються моделі ПЛК Реміконт-Р130?

  2. Яка максимальна кількість входів-виходів контролера?

  3. Чим відрізняються модифікації Р-130?

  4. Які пристрої входять до складу комплексу технічних засобів Р-130?

  5. Які блоки використовуються для під'єднання термометрів опору?

  6. Які блоки використовуються для під'єднання термопар?




  1. Який блок необхідно використовувати для під'єднання потужних дискретних виконавчих механізмів?

  2. Які сигнали можна під'єднувати до ПЛК Р-130?

  3. Які типи пам'яті використовуються у контролері?

10. Що треба пам'ятати при під'єднанні аналогових сигналів до ПЛК?

  1. Скільки контролерів під'єднується до однієї мережі Транзит?

  2. Які процедури виконуються під час програмування контролера?

13. Яка технологічна мова використовується для програмування контролера?

14. Які параметри має кожний алгоритм?

  1. Яка максимальна кількість алгоблоків може бути використана у програмі користувача?

  2. Які етапи виконуються на стадії технологічного програмування?

17. Які правила треба пам'ятати на етапі конфігурування?

18. Скільки алгоритмів входить до складу бібліотеки алгоритмів Р-130?

  1. Яку функцію виконують алгоритми входів-виходів?

  2. Яке призначення алгоритмів ОКО, ОКЛ, ОКД?

  3. Наведіть основні елементи лицьової панелі регулюючої моделі Р-130.

  4. Наведіть основні елементи лицьової панелі логічної моделі Р-130.


3. ТЕХНІЧНЕ ТА ПРОГРАМНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МІКРОПРОЦЕСОРНОГО КОНТРОЛЕРА РЕМІКОНТ-130
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации