Инверсия

При обработке дискретных сигналов часто требуется использовать не полученное с датчика, а инвертированное значение. Операцию инверсии можно реализовать на стадии первичной обработки. Для этого каналу необходимо установить флаг инверсии и указать, значения каких битов его аппаратного значения надо инвертировать при выполнении процедуры трансляции.

Этот метод обработки работает только в каналах с видом представления H. При этом тип канала может быть как INPUT, так и OUTPUT.

 

Предустановка

 

Последний метод первичной или выходной обработки предназначен для жесткой фиксации значений отдельных битов канала. Эта операция называется Предустановкой. Для ее реализации каналу следует установить соответствующий флаг и задать маску, выделяющую биты, значение которых будет всегда равно 1.

Этот метод обработки работает только в каналах с видом представления H. При этом тип канала может быть как INPUT, так и OUTPUT.

Лекция № 4. Использование сетевых линий передачи данных для построения АСУТП

Мониторы реального времени могут обмениваться информацией по следующим сетевым линиям передачи данных:

• локальная сеть Ethernet;

• последовательный интерфейс RS 232, RS 485, RS 422;

По этим сетевым линиям организовываются информационные потоки как между узлами одного уровня (горизонтальные связи), так и узлами разных уровней (вертикальные связи).

Обмен данными по локальной сети

Для обмена данными по локальной сети могут использоваться различные адаптеры, например Ethernet, Arcnet, Token Ring и др. Для этого используют соответствующие драйверы в сетевой операционной системе. На основе локальной сети обычно строят диспетчерский уровень. При этом могут рассматриваться следующие варианты построения.

1-й вариант. Использование дублированных мониторов реального времени в которых постоянно поддерживается контроль работоспособности и возможность автоматического переключения с «горячего» резерва на рабочее состояние.

2-й вариант. Предлагается использование одной операторской станции, на которой запущен МРВ – на остальных Net Link Light. В этом случае функцию связи с контроллером выполняет МРВ, а остальные являются графическими терминалами.

Возможны и другие варианты комбинации, в том числе разбиение задач управления и т.д.

С помощью локальной сети организуется связь с верхним уровнем АСУТП - уровнем предприятия и по возможности и с уровнем контроллеров, если технические возможности позволяют.

В одном проекте могут размещаться до 200 сетевых серверов, это контроллеры, работающие под управлением МикроМРВ, рабочие станции и сервера на которых запущены исполнительные модули МРВ, Net Link МРВ, дублированные ГР. Мониторы Supervisor и Net Link Light в проекте могут размещены в неограниченном количестве.

Сетевой номер для каждого узла задается от 1 до 199. 200 – сетевой номер глобального регистратора.

Конфигурация операционной системы для обмена данными по локальной сети должно обязательно включать 3 компонента:

• служба «клиент» для сетей Microsoft;

• драйвер сетевой платы;

• сетевой протокол NetBuie или TCP/IP.

Режимы обмена данными по локальной сети

Рассмотрим режимы обмена данными по локальной сети

1. Режим точка-точка. Предназначен для обеспечения одиночной связи значения канала (атрибута канала) одного узла со входным или входным значением канала другого узла (в зависимости от вида запроса). В этом режиме одни тоже узел могут иметь одновременно статус MASTER и SLAVE.

Настройки каналов осуществляются в активном узле. Подтип канала в этом случае имеет наименование СВЯЗЬ, а дополнение к подтипу OUT NET (управление атрибутом канала удаленного узла) или IN NET (запрос данных о значении атрибута канала удаленного узла).

Также можно использовать дополнения IN OPC и OUT OPC . – для связи по стандартному механизму OPC. Этот механизм является более медленным ни и более надежным.

2. Режим один ко многим.

Функции настройки блоков ПИД регулирования

В инструментальной системе Trace Mode предусмотрено 2 типовых подхода для настройки функциональных блоков, реализующих алгоритм ПИД регулирования:

- настройка по параметрам объекта регулирования (реализуется с помощью функции CALK);

- настройка по ступенчатому изменению задания регулятора и анализу функции отклика (функция RJMP).

Первый подход реализуется в том случае. Когда известно математическое описание объекта регулирования (известны параметры модели, реализующие инерционное линейное звено первого порядка с запаздыванием), причем параметры объекта постоянны во времени, т.е. объект не меняет свои свойства с течением. В случае, когда объект регулирования представляет собой «черный ящик», т.е. параметры его неизвестны, для настройки контура ПИД регулирования целесообразно применять второй способ.

Р ассмотрим реализацию первого способа.

Входы блока CALK (см. рис.)Km, Tm, Hm – предназначены для задания параметров объекта регулирования - коэффициента усиления, постоянной времени, времени запаздывания. Два последних задаются в тактах квантования. Т.е. предположим, что постоянная времен равна 10 минутам, т.е. 600 секунд. Если время пересчета программы составляет 30 секунд, то Tm=20. REG-вход, предназначенный для задания типа регулирования 0-PI, 1-PID.

На выходах Kp, Kd, Ki рассчитываются соответственно коэффициенты при пропорциональной дифференциальной и интегральной составляющих. STS – флаг ошибки: 0 – исходные данные удовлетворяют нормам расчета, 1- нет.

Ниже на рисунке приведен пример реализации блока расчете настроек ПИД регулирования.

 

Если использовать блок идентификации, то рассмотренный вариант можно применять в том случае, если изначально параметры объекта регулирования неизвестны. При этом можно получить и неизвестные параметры объекта и настройки регулятора. Однако присутствуют следующие ограничения на применение- идентификация осуществляется только при разомкнутом контуре регулирования и только как звено первого порядка с запаздыванием.

На рисунке вход REG блока IDNT и вход IG блока SEL используются одновременно и для запуска идентификации и для отключения обратной связи (регулятора).

Рассмотрим 2-й вариант (применение блока вычислений RGMP)/

Д анный блок (см. рис.) вычисляет настройки PI / PID регулятора по результатам обработки 2-х массивов данных входных и выходных значений.

PV- вход предназначен для ввода (изменения) задания.

QOB – предназначен для контроля выхода объекта.

IOB – предназначен для контроля входного значения объекта (управляющего значения).

N – для задания числа тактов, определяющих установившееся состояние.

DLT - для задания отклонения выхода объекта от задания, характеризующее установившееся состояние.

SEL - вход, предназначенный для задания типа регулирования 0-PI, 1-PID.

На выходах Kp, Kd, Ki рассчитываются соответственно коэффициенты при пропорциональной дифференциальной и интегральной составляющих.

STS - предназначен для диагностики результатов обработки массивов.

0 – обработка массивов прервана, т.к. пользователь изменил задание.

100 – слишком большое задание.

101 - слишком большое запаздывание.

102,103 - много или мало данных (увеличить или уменьшить период опроса).

104 – отношение времени запаздывания к постоянной времени больше 2.

FLG – диагностика установившегося состояния.

0. - неустановившееся состояние.

100 – установившееся состояние.

99…0 – обработка накопленных массивов.

Пример подключения блока RJMP.

  

На рис. К1 и К2 коэффициенты масштабирования. Значения входов PV, QOB, IOB блока RJMP задаются в %.

Накопление массивов инициируется в том случае, когда значение на выходе FLG =100, а на входе PV блока RJMP задание изменилось более, чем на 6%. Накопление массивов прекращается в тот момент, когда объект перейдет в установившееся состояние. Статус установившегося состояния устанавливается тогда, когда выход объекта в течении N тактов квантования не отличается от задания на величину, заданную на входе DLT.