Регулятор каналов "q" и "d"

Основные требования к регулятору следующие:

- обеспечение необходимой вычислительной мощности;

- согласование входных и выходных сигналов по виду и уровню.

Для выполнения этих требований построение регуляторов АРВ-q и АРВ-d выполнено в одном блоке на функциональных модулях SIMATIC S7-400SIEMENS.

Регулятор реализуется модулями FM458-1D; FM455C; ЕХМ-438-1; СР443-5. Питание системы осуществляется от модулей PS 407.

Функциональные модули предназначены для автоматического управления, скоростного счета, позиционирования, автоматического регулирования и т.д. Большинство функциональных модулей наделено интеллектом, что позволяет производить выполнение возложенных на них задач с минимальными нагрузками для центрального процессора контроллера. В целом ряде случаев эти модули способны продолжать свое функционирование даже в случае остановки центрального процессора контроллера.

Модули автоматического регулирования fm 455с

FM 455С является универсальным интеллектуальным 16-канальным модулем, который применяется для решения широкого круга задач автоматического регулирования. На его основе могут быть построены системы регулирования температуры, давления, потока и других параметров.

Модуль FM 455С предназначен для построения систем автоматического регулирования с аналоговыми исполнительными устройствами, подключаемыми к 16 аналоговым выходам модуля;

Модуль позволяет создавать программируемые структуры автоматического регулирования и использовать интерактивную систему адаптации систем регулирования . Регуляторы, построенные на основе FM 455С, способны продолжать свою работу даже в случае остановки центрального процессора контроллера. В модуле предусмотрены:

-шестнадцать измерительных аналоговых входов и дополнительный вход температурной компенсации;

-возможность использования датчиков с дифференциальными выходными сигналами, термопар, термометров сопротивления Pt100, а также датчиков с унифицированными выходными сигналами силы тока и напряжения;

-16 аналоговых выходов с токовыми сигналами 4-20мА;

-питание датчиков от внешнего источника =24 В.

Выполняемые функции:

-использование готовых структур регулирования: регулятора с фиксированной настройкой, систем каскадного регулирования, регуляторов пропорционального действия, систем 3-компонентного регулирования. Выбор структуры производится на этапе конфигурирования модуля.

-различные режимы работы: автоматический; ручной; безопасного управления; следящий; защищенный;

-регулируемый шаг квантования, зависящий от разрядности преобразования и наличия входа температурной компенсации: для 12-разрядного преобразования – от 20 до 180мс, для 14-разрядного преобразования – от 100 до 1700мс (определяется количеством используемых аналоговых каналов);

-два алгоритма управления: оптимальное адаптивное регулирование температуры; ПИД-регулирование;

-удобство оптимизации: алгоритм работы адаптивной системы регулирования записан в память модуля и может вызываться автоматически при изменении уставки, более чем на 12%; оптимизация ПИД-регулятора может быть выполнена с помощью специальных экранных форм программного обеспечения модуля;

-защищенный режим: в случае остановки центрального процессора модуль может продолжать функционировать самостоятельно;

-обратная связь: аналоговые входы могут быть использованы для подключения цепей обратной связи, существенно повышающих точность регулирования.

Функциональный модуль FM 458-1 DP

Интеллектуальный функциональный модуль FM 458-1 DP оснащен встроенным 64-разрядным RISC-процессором и предназначен для реализации сложных, динамичных, ресурсоемких алгоритмов автоматического регулирования. Программирование модуля выполняется на языке CFC. FM 458-1 DP обеспечивает автономное выполнение возложенных на него задач и обладает высоким быстродействием. Типовое время цикла равно 0.1 … 0.5 мс.

Связь с центральным процессором осуществляется через P- и К-шину контроллера. Связь с управляемым оборудованием осуществляется через встроенный интерфейс PROFIBUS DP, а также через 8 встроенных дискретных входов. Дополнительно модуль оснащен встроенной шиной расширения (LE шиной), к которой могут подключаться специализированные модули расширения EXM 438-1 и EXM 448-1. Модуль EXM 438-1 служит для расширения системы ввода-вывода модуля FM 458-1DP, модуль EXM 448 – для использования модуля FM 458-1 DP в сетевых структурах MPI или PROFIBUS DP, а также организации связи с преобразователями частоты.

FM 458-1 DP характеризуется следующими показателями:

- 64-разрядный 128МГц RISC-процессор с плавающей запятой;

-встроенный 32-разрядный контроллер обслуживания коммуникационных задач;

-встроенная рабочая память емкостью 60 Мбайт (DRAM);

-встроенная оперативная память емкостью 512 Кбайт (SRAM) для сохранения данных при перебоях в питании контроллера;

- 8 скоростных дискретных входов (9-полюсный штекер соединителя D-типа, разъем X2) для приема сигналов прерываний и вызова подпрограмм их обработки;

-встроенный интерфейс ведущего устройства PROFIBUS DP (9-полюсное гнездо соединителя D-типа, разъем X3);

-последовательный интерфейс RS 232 (9-полюсное гнездо соединителя D-типа, разъем X1) для программирования и диагностики с помощью CFC-TESTMODUS;

-слот для установки микро карты памяти (3В NV Flash) емкостью от 2 до 8 Мбайт;

-разъем LE-шины для подключения модулей расширения EXM 438-1 и EXM 448/ EXM 448-1;

-часы реального времени.