- •Днепропетровск нМетАу 2012
- •Издается в авторской редакции. Рецензенты: в.Н. Куваев, д-р. Техн. Наук, проф. (нгу)
- •Содержание
- •Часть 1. Описание пользовательского интерфейса
- •Часть 2. Разработка проекта системы регулирования температуры в методической нагревательной печи 68
- •Часть 3. Комплекс индивидуальных заданий 98
- •Введение
- •Часть 1. Описание пользовательского интерфейса среды scada/Softlogic s3
- •1.1. Общая характеристика scada-системы s3-ide
- •1.2. Создание проекта в среде разработки s3
- •1.2.1. Принципы построения
- •1.2.2. S3, qnx и hmi–проекты
- •Минимальные требования к рабочим станциям hmi–проектов:
- •1.3. Конфигурирование qnx–проекта
- •1.3.2. Переменные s3
- •1.3.3. Устройства ввода-вывода. Драйверы
- •1.3.4. Процессы управления
- •1.3.5. База данных
- •1.4. Конфигурирование hmi–проекта
- •1.4.1. Процесс отображения hmi
- •1.4.1.1. Создание мнемосхем
- •1.4.1.2. Редактирование мнемосхемы
- •1.4.1.3. Элементы мнемосхем палитры Photon
- •1.4.1.4. Скрипты процесса отображения
- •1.4.1.5. Процессы отображения в qnx–проекте
- •1.4.2. Графики
- •1.4.3. Протокол
- •1.4.4. Пользователи
- •1.5. Особенности создания узлов сети для разработки и отладки проектов в среде s3-ide
- •1.5.1. Установка Demo системы с использованием виртуальной машины
- •1.5.2. Установка демонстрационной версии среды разработки и среды исполнения s3
- •1.5.2.1. Инсталляция s3-ide в Windows
- •1.5.2.2. Инсталляция среды исполнения s3-qnx-Runtime
- •Часть 2. Разработка проекта системы регулирования температуры в методической нагревательной печи
- •2.1. Постановка задачи автоматизации
- •2.1.1. Схема технологического агрегата и описание автоматизируемой установки
- •2.1.2. Исходные данные и требования к качеству аср температуры
- •2.1.3. Динамическая модель аср температуры
- •2.1.3.1. Математическое описание нагревательной печи как объекта регулирования
- •2.1.3.2. Аппроксимация объекта регулирования
- •2.1.3.3. Выбор закона регулирования и расчет параметров регулятора
- •2.2. Создание и конфигурирование qnx–проекта аср температуры в среде разработки s3-ide
- •2.2.1. Описание переменных
- •2.2.2. Создание процесса управления
- •2.2.2.1. Описание функциональных блоков
- •2.2.2.2. Создание последовательной fbd программы
- •2.2.3. Создание процесса отображения: мнемосхемы
- •2.2.4. Создание базы данных
- •2.3. Компиляция, загрузка и запуск проекта
- •2.4. Режимы работы аср температуры
- •2.4.1. Автоматизированный режим
- •Загрузка Выдача -10 0.011 0.017 0 4 12 -3.7
- •Загрузка Выдача -10 0.011 0.017 0 12 5 -325.6
- •Загрузка Выдача -10 0.011 0.017 0 12 5 319.4
- •2.4.2. Автоматический режим
- •Часть 3. Комплекс индивидуальных заданий
- •3.1. Порядок разработки и защиты проекта
- •3.2. Перечень тем по металлургическим переделам
- •3.2.1. Агломерационные машины. Подготовка шихтовых материалов
- •3.2.2. Доменный процесс
- •3.2.3. Сталеплавильные печи
- •3.2.4. Нагревательные печи
- •3.2.5. Прокатное производство
- •Литература
- •Программирование систем реального времени проектирование автоматизированных систем управления в среде
- •49600, Днепропетровск, пр. Гагарина, 4
2.1.3.3. Выбор закона регулирования и расчет параметров регулятора
В соответствии с п. 2.1.2 необходимо выбрать закон регулирования и рассчитать параметры регулятора, обеспечивающие заданные требования качества функционирования АСР.
Определим величину допустимого динамического коэффициента регулирования, который характеризует степень воздействия регулятора на отклонение регулируемой величины при нанесении возмущения Z
. (2.5)
Вычислим отношение времени запаздывания и постоянной времени объекта после аппроксимации
. (2.6)
Тип
регулятора определяем по зависимостям
[10] для
.
Для
и
по этим зависимостям подходит П-регулятор,
так как он обеспечивает заданное время
регулирования
c, а также допустимую статическую ошибку.
Определим параметры настройки регулятора по формулам
, (2.7)
c,
c. (2.8)
Выбранный закон регулирования и параметры регулятора являются предварительными, поэтому на реальном объекте на практике осуществляется наладка АСР.
Путем имитационного
моделирования системы на ПЭВМ получен
график переходной характеристики, не
удовлетворяющий заданным требованиям
к качеству регулирования (при
,
).
Поэтому был выбран ПИ-закон регулирования,
а также определены параметры ПИ-регулятора:
,
c,
c.
Структурная схема
АСР температуры в печи с ПИ-регулятором
приведена на рис. 2.7,
= 1000C,
= 10% (
= 100 c).
График переходного процесса в АСР температуры с уточненными параметрами регулятора показан на рис. 2.8.
Р
T, C
t, c
Рис. 2.8. График переходного процесса в АСР температуры с уточненными параметрами ПИ-регулятора
2.2. Создание и конфигурирование qnx–проекта аср температуры в среде разработки s3-ide
Создадим S3–проект с именем ControlHeatingFurnace, являющийся корневым элементом дерева проекта АСР температуры в среде S3-IDE. Создаваемая система будет содержать один QNX-узел в качестве контроллера с именем QNXControlProject.
Интерфейс оператора или процесс отображения будет организован на этом же узле средствами графической среды QNX-Photon. Процессы отображения, содержащиеся на контроллере в QNX–проекте аналогичны процессам отображения HMI–проекта (см. п.п. 1.4.1.5).
Дерево проекта будет выглядеть, как показано на рис. 2.9.
Рис. 2.9. S3–проект (ControlHeatingFurnace) с добавленным
QNX–проектом (QNXControlProject)
Основным элементом QNX–проекта, содержащим в себе процессы отображения, управления и т.д., является QNX-контроллер.
Добавим в проект контроллер с именем QNX_DEMO. В поле IP адрес окна Свойства контроллера зададим адрес связи с нашей виртуальной машиной, в данном случае 192.168.100.100. Также автоматически будет создана группа переменных с именем QNX_DEMO. В ней создадим необходимые переменные.
Создаваемый нами проект является виртуальным, без привязки к конкретным устройствам аналогового и дискретного ввода/вывода. Поэтому организация чтения входных и выдачи выходных сигналов будет выполнена для динамической модели АСР температуры в печи (см. рис. 2.7).
