- •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
Загрузка Выдача -10 0.011 0.017 0 12 5 319.4
Рис. 2.40. Процесс выгрузки заготовки из печи в автоматизированном режиме
Для того чтобы начать обработку следующей заготовки, необходимо нажать кнопку Сброс.
2.4.2. Автоматический режим
В автоматическом режиме команды Загрузка, Выдача и Сброс выполняются автоматически. Кнопка auto включает автоматический режим. Кнопка Сброс отключает этот режим. Выпадающий список справа от кнопки auto служит для выбора задержки времени, необходимой для нагрева заготовки в печи. Предлагаются следующие задержки времени: 20, 25, 30 секунд.
Переходный процесс может не удовлетворять требованиям к качеству регулирования. В проекте предусмотрена возможность настройки параметров регулятора. Проведем эксперимент, последовательно корректируя расчетные параметры регулятора, и оценим характер изменения переходного процесса.
0.022
0.017
-0.2
6
26
Рис. 2.41. Kp = 0,022: время регулирования уменьшилось,
значительно увеличилось перерегулирование
0.011
0.034
4.9
14
40
Рис. 2.41. Ki = 0,034: значительно увеличились как время регулирования,
так и перерегулирование
0.011
0.017
1491448
71
-25893
Рис. 2.42. Kd = 500: процесс стал неконтролируемым, неустойчивым
Часть 3. Комплекс индивидуальных заданий
Настоящий раздел содержит перечень тем для разработки проектов систем контроля, регулирования и управления отдельных технологических параметров металлургических агрегатов в среде S3-IDE под управлением ОС РВ QNX. Поскольку основные принципы работы в SCADA-системе S3, порядок создания АСР с учетом теоретических положений ТАУ, а также этапы проектирования системы в S3 изложены в предыдущих разделах пособия, студенты, приступая к разработке своего проекта, должны обратиться к материалу этих разделов.
Перед созданием проекта на ПЭВМ студент должен уяснить суть выполняемой работы, проработать основные теоретические положения, изучив объект управления (металлургический агрегат и соответствующий теме технологический процесс), выполнить необходимые расчеты, выбрать устройство управления, составить модель АСУ, сформулировать требования к функционированию системы, подготовить таблицу переменных проекта (входы/выходы АСР и др.) и выполнить другие действия, требуемые для проектирования системы [11-13].
3.1. Порядок разработки и защиты проекта
Этапы создания проекта АСР (АСУ), которые должны быть отражены в отчете, соответствуют ЧАСТИ 2 настоящего пособия, однако могут быть скорректированы в соответствии с вариантом задания.
Содержание отчета.
1. Постановка задачи автоматизации.
1.1. Схема технологического агрегата и описание автоматизируемой установки.
1.2. Исходные данные и требования к качеству АСР.
1.3. Динамическая модель АСР.
1.3.1. Математическое описание объекта регулирования.
1.3.2. Аппроксимация объекта регулирования.
1.3.3. Выбор закона регулирования и расчет параметров регулятора.
2. Создание и конфигурирование QNX–проекта АСР в среде разработки S3.
2.1. Описание переменных.
2.2. Создание процесса управления.
2.2.1. Описание функциональных блоков.
2.2.2. Создание последовательной FBD программы.
2.3 Создание процесса отображения: мнемосхемы.
2.4. Создание базы данных и протокола.
3. Режимы работы АСР.
3.1. Автоматизированный режим.
3.2. Автоматический режим.
При защите проекта студент должен продемонстрировать его работу в среде S3-IDE, знать соответствующий теоретический материал по программированию систем реального времени, представлять принципы работы объекта управления (регулирования) и разрабатываемой системы (АСР или АСУ), уметь дать физическую трактовку результатов и обосновать режимы работы системы контроля, регулирования или управления.
