Опис створення системи контролю й керування

Розглянемо принцип дії системи автоматичного регулювання температури (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Функціональна схема ділянки термічної обробки

Термометр змінює свій опір залежно від температури робочої рідини, що протікає по трубопроводу через піч 1. Переміщенням повзунка задатчика 2 порушуємо баланс мосту. При балансі мосту маємо:

При переміщенні повзунка задатчика вліво зменшується, а зростає, що приводить до збільшення і навпаки. Міст живиться змінним струмом, тому амплітуда напруги небалансу залежить від величини відхилення температури від заданої , а фаза – від знака цього відхилення.

Напруга небалансу , пропорційна температурі печі, подається на вхід операційного підсилювача ОП1. Посилена напруга після другого операційного підсилювача ОП2 надходить на обмотку збудження ОЗГ генератора постійного струму Г, що живить електродвигун Д. Якір двигуна через редуктор Р повертає кран К, змінюючи кількість палива, що подається в пальники. При рівновазі мосту напруга і кран займає цілком визначене положення. яке відповідає рівності температур задатчика і печі .

Використання варіанта тахометричного зворотного зв'язку, як зазначено в прикладі, розглянутому вище, представляється як альтернативний спосіб. На сучасному етапі застосовують ПДД – регулятори й спосіб керування виконавчим механізмом – ШІМ.

Опис віртуальної лабораторної установки

Проілюструємо створення системи автоматизації шляхом проектування «від шаблонів», тобто будемо створювати інформаційну базу проекту - канали по аргументах розроблювальних шаблонів екранів і програм, доповнюючи основний підхід методами автопобудови й зв'язування каналів у вузлах проекту.

Відкриємо інтегроване середовище й створимо новий проект. Як стиль розробки виберемо Стандартний.

Перейдемо у шар Бібліотеки_компонентів, де в розділі Користувальницька відкриємо бібліотеку Бібліотека_1. Збережений у даній бібліотеці об'єкт Об'єкт_1 містить у своєму шарі Ресурси необхідний для подальшої розробки набір графічних об'єктів - зображення клапанів, ємностей, двигунів і т.д. (рис. 2.3)

П

Рисунок 2.3 – Навігатор проекту (ресурси шаблону)

Рисунок 2.4 – Навігатор проекту (ресурси власного проекту)

еренесемо групи в шар Ресурси поточного проекту за допомогою механізму drag-and-drop і перейменуємо їх як показано нижче. Тут же, в шарі Ресурси, створимо групу Картинки для приміщення в неї текстур, які будуть застосовані в оформленні створюваних графічних екранів. Створимо в групі Картинки новий компонент – Бібліотека_ Зображень#1 (рис. 2.4).

Відкриємо подвійним натисканням ЛК створену бібліотеку для редагування. Для її наповнення скористаємося іконкою з підказкою «Імпортувати» на панелі інструментів. У діалозі вибору файлів для імпорту, що відкрився, вкажемо піддиректорію …\Lib\Texture. Виберемо всі файли й натиснемо екранну кнопку Відкрити.

Подібно до описаного вище способу створимо в шарі Ресурси групу Анімація, у ній – бібліотеку Бібліотека_Відеокліпів#1. Наповнимо її вмістом …\Lib\Animation... Після проведення підготовчих заходів збережемо виконану роботу, натиснувши ЛК і вказавши ім'я (використовувати латинський шрифт). Перейшовши в шар Шаблони екранів, створимо в ньому Екран#1. На створеному екрані будуть відображатися технологічні параметри ділянки термічної обробки, з нього ж будемо здійснювати формування завдання на підтримку робочої температури. Перейменуємо його в Ділянку_термообробки. Створимо також екран для завдання параметрів ПДД-регулятора. Відповідно до ТЗ на проектування призначимо аргументи екрану ділянки термообробки – натисканням ПК на знову створеному шаблоні екрана й вибором зі списку, що випадає, пункту Властивості, там – вкладка Аргументи. Тут і далі за допомогою іконки з підказкою Створити аргумент створюються необхідні аргументи, задаються їхні імена, тип, тип даних, значення за замовчуванням, прив'язки, прапори й т.д. Ті аргументи, значення яких будуть відображатися на екрані, мають тип IN, а ті, що задаються із клавіатури АРМ, відображаються на екрані й пересилаються в остаточному підсумку в PC-based контролер, мають тип OUT. Прапор NP для аргументу Date_Time означає те, що при автопобудові каналів за аргументами шаблона, цей аргумент не буде брати участь у процесі автопобудови.

Закриємо бланк властивостей екрана.

Д

Рисунок 2.5 – Параметри екрана

ля переходу до безпосереднього створення й редагування вмісту екрана ділянки термообробки, двічі натиснемо на ньому ЛК миші. Задамо як тло екрана текстуру ice_0161. Для цього виберемо в основному меню пункт Сервіс, у ньому – Параметри екрана. У діалоговому вікні, що відкрилося, укажемо як тип тла зображення, а з наявних у бібліотеці текстур – наприклад ice_0161. Після натискання екранної кнопки Готово тло графічного екрана буде змінено на зазначене (рис. 2.5).

За допомогою графічних об'єктів (ГО), збережених у ресурсних бібліотеках і які викликаються за допомогою іконки Об'єкт панелі інструментів, а також графічних елементів (ГЕ) об'ємних труб і тексту створимо статичну частину екрана. Зразок вигляду екрана представлений нижче.

Г

Рисунок 2.6 – Властивості ГЕ «Стрілочний прилад»

рафічні об'єкти розміщаються з використанням методу drag-and-drop і допускають масштабування. Для зміни розміру ГО необхідно виділити його ЛК і за допомогою позиціювання вказівника миші у вузлові точки виконати необхідні корегувальні дії (рис. 2.6).

Значення витрати теплоносія й робочої температури будемо відображати за допомогою ГЕ Стрілочний прилад . Розмістивши їх на екрані, подвійним натисканням ЛК відкриємо властивості лівого ГЕ й задамо йому властивості. Аналогічно вчинимо із правим ГЕ, здійснивши основну прив'язку до аргументу Температура_робоча (рис. 2.7).

У

Рисунок 2.7 – Властивості ГЕ «Тренд»

Рисунок 2.8 – Властивості ГЕ «Текст»

Рисунок 2.9 – Властивості ГЕ «Повзунок»

нижній частині екрана розмістимо ГЕ Тренд – для виводу параметрів Температура_ робоча, Витрата_ теплоносія й Завдання_температури. Основні властивості ГЕ залишимо заданими за замовчуванням, додавши заголовок "Ділянка термообробки". Додамо для відображення на тренді три криві, зв'язавши їх з відповідними аргументами екрана, і задамо для них кольори й товщину ліній, інтервали виведених значень. Для формування завдання регулятору розмістимо праворуч від ГЕ Тренд ГЕ Прямокутник , він буде слугувати підкладкою для ГЕ Повзунок, за допомогою якого будемо задавати значення завдання й відображати його ж. Точну величину завдання будемо відображати у верхній частині прямокутника за допомогою ГЕ Текст .

Відмовимося від використання рамки й заливання для даного ГЕ. Властивості ГЕ Текст, в даному випадку представлено на рис. 2.8.

Властивості ГЕ Повзунка призначаються як показано на рис. 2.9:

Також відмовимося від рамки й заливання. У верхній частині графічного екрана розмістимо ГЕ Текст, для відображення поточного часу. Властивості – кольори, шрифт, прив'язка й формат виводу представлено на рис. 2.10.

Т

Рисунок 2.10 – Властивості ГЕ «Текст»

Рисунок 2.11 – Властивості ГЕ «Кнопка»

акож на екрані розмістимо напис – Ділянка термообробки. Оскільки для АРМ буде розроблено ще два екрани (створимо в Шаблоні екранів додатково екрани: Ділянка_Зберігання, Ділянка_ дозування), то для здійснення переходів між екранами необхідно передбачити відповідні засоби. У якості їх будемо використовувати ГЕ Кнопка . Подвійним натисканням ЛК на ГЕ Кнопка – Зберігання відкриємо його властивості. У розділі Події виділимо ЛК пункт pressed (подія по натисканню ЛК на ГЕ) і по натисканню ПК додамо перехід на екран. У пункті, що відкрився, Jump to Screen, по натисканню ЛК зі списку виберемо шаблон екрана Ділянка_зберігання (рис. 2.11).

Аналогічно вчинимо для організації переходу на екран ділянки дозування. Параметри ПДД-регулятора – Кп, Кд, Кдд і Зону нечутливості будемо формувати за допомогою спливаючого вікна. Відкриття даного вікна оформимо також за допомогою ГЕ Кнопка, який розмістимо в лівій частині екрана, прив'язку виконаємо як у вище описаних випадках. Аргументи екрана Параметри_ПДД-регулятора задамо наступним чином:

В

Рисунок 2.12 – Параметри екрана

ідкриємо екран на редагування. Для завдання екрану властивостей випадаючого вікна виберемо в основному меню пункт Сервіс – Параметри екрана. У діалоговому вікні, що відкрилося, задамо розміри екрана, фон, визначимо екран як спливаюче вікно й укажемо початкову позицію при першому виклику (рис. 2.12)

Н

Рисунок 2.13 – Параметри ПДД-регулятора

а даному екрані розмістимо ГЕ Рамка , перемістимо його вниз за допомогою відповідної позиції контекстного меню, яке викликається натисканням ПК на ГЕ, потім у верхній частині екрана за допомогою ГЕ Текст задамо заголовок екрана – Параметри ПДД-регулятора. Далі розмістимо ГЕ Кнопка для посилки значень параметрів і лівіше від неї ГЕ Текст, для їхнього відображення. Скориставшись інструментарієм для розмноження форм відображення Меню Сервіс – Тиражування створимо кнопки уведення й вікна відображення для інших аргументів екрана (рис. 2.13).

Відредагуємо створені ГЕ, привівши їхні прив'язки у відповідність із аргументами екрана. Наприклад, для ГЕ, що здійснюють уведення й відображення коефіцієнта пропорційного посилення (Кп) отримаємо:

Збережемо виконану роботу. Таким чином, графічна частина проекту для АРМ виконана й настала черга розробки математичного забезпечення проекту - шаблонів програм.