4.3 Моделирование работы алгоритма горизонтирования в CodeSys

По разработанным логическим схемам минимизированных булевых функций выходных переменных Q₁… Q₉ (приложение В) была составлена управляющая программа в инструментальном программном комплексе промышленной автоматизации CodeSys v2.3 на языке функциональных блоков FBD. Для примера приведем реализацию логической схемы выходной переменной Q₁ в CodeSys (рисунок 4.2).

Рисунок 4.2 – Пример реализации

Для того, чтобы удобно было увидеть работу алгоритма была создана визуализация в CodeSys. Окно разработанной визуализации представлено на рисунке 4.3.

Визуализация состоит из пульта управления (рисунок 4.4) на котором расположены кнопки по нажатию на которые происходит запись значения переменной True или False, т.е. 1 или 0. Вследствие этого происходит изменение выходных переменных. Помимо этого, в левой части окна визуализации расположены четыре опоры, а рядом – сигнализаторы, показывающие выдвигается или втягивается опора. Кроме того, реализован режим аварии при активации которого, просиходит прекращение работы системы горизонтирования.

При нажатии на первую кнопку «Датчик угла наклона Y» реализуется условие:

.

Из рисунка 4.5 видно, как будет выглядеть заданное условие в графическом изображении.

Построение алгоритма нивелирования угла шло относительно опоры №4, т.е. условие выполняется на данной опоре. Отрицательный угол означает необходимость втягивания опоры №4, и соответственно выдвижения опоры №2 на такую же длину. Таким образом, при нажатии на первую кнопку «Датчик угла наклона Y» будет втягиваться опора №4 и выдвигаться опора №2 (рисунок 4.6).

При нажатии на вторую кнопку «Датчик угла наклона Y» будет моделироваться условие:

.

Рисунок 4.3 – Окно визуализации

Рисунок 4.4 – Пульт управления

Из этого следует, что будет выдвигаться опора №4 и втягиваться опора №2 (рисунок 4.7).

Рисунок 4.5 – Пояснительная схема

Рисунок 4.6 – Имитация нажатия на первую кнопку «Датчик угла наклона Y»

Рисунок 4.7 – Имитация нажатия на вторую кнопку «Датчик угла наклона Y»

Аналогично происходит и при нажатии на кнопки «Датчик угла наклона Х» (рисунок 4.8, рисунок 4.9).

Рисунок 4.8 - Имитация нажатия на первую кнопку «Датчик угла наклона Х»

Рисунок 4.9 – Имитация нажатия на вторую кнопку «Датчик угла наклона Х»

На рисунке 4.10 представлено моделирование ситуации аварии.

При этом видно, что даже при сигнале на работу опор, сигнал аварии останавливает работу системы.

Рисунок 4.10 – Моделирование аварийной ситуации

4.4 Исследование системы автоматического вывешивания и горизонтирования платформы до 100 тонн как объекта автоматизации

4.4.1 Обоснование контролируемых и регулируемых параметров

Перед разработкой технической реализации системы, необходимо проанализировать процесс вывешивания и горизонтирования, составить перечень контролируемых и регулируемых параметров. Сам процесс вывешивания и горизонтирования платформ был проанализирован в прошлых главах. На данном этапе, требуется составление перечня контролируемых и регулируемых параметров. Под контролем понимается получение информации о том или ином параметре в виде показания (на вторичном измерительном приборе, либо на видеотерминале), регистрации (на самописце, либо печатающем устройстве), сигнализации о выходе за границы допустимых значений (световая или звуковая сигнализация на щите, либо мнемосхеме технологического процесса). Контролю подлежат те параметры, измерение текущих значений которых облегчает пуск, наладку и ведение технологического процесса. К их числу обычно относятся входные величины, при изменении которых в объект поступают возмущающие воздействия. Регулированию подлежат параметры, которые требуют постоянного мониторинга и коррекции, с целью поддержания их на заданном уровне.

Перечень контролируемых и регулируемых параметров должен включать:

• наименование контролируемых и регулируемых параметров с указанием их номинальных значений и допустимых отклонений, в случае программного регулирования прилагается программа изменения параметров;

• для каждого измеряемого параметра указывают на оборудовании точки отбора измерительных импульсов и места установки первичных измерительных преобразователей (датчиков);

• наименование управляющих (регулирующих) воздействии и места установки регулирующих органов, диаметр трубопроводов;

• характеристику технологических сред и местах установки первичных измерительных преобразователей и регулирующих органов по их коррозионной активности, пожаро- и взрывоопасности.

Для системы автоматического вывешивания и горизонтирования был составлен перечень контролируемых и регулируемых параметров (таблица 4.3).

Контролируемыми параметрами в системе автоматического вывешивания и горизонтирования являются:

• давление в штоковой полости гидроцилиндра опоры – ;

• давление в поршневой полости гидроцилиндра опоры – ;

• длина гидравлической опоры – l;

• сила нормальной реакции на штоке гидроцилиндра опоры – R;

К регулируемым параметрам относятся:

• углы наклона в диагональных вертикальных плоскостях опорной платформы – , .

Регулирование углов наклона платформы должны осуществляться в пределах 0± , где ‒ величина погрешности угла наклона. Масса поднимаемого груза ограничивается максимально допустимой грузоподъемностью машины. Так как в данной работе за основу был взят автокран Ульяновец (МКТ-50) на базе шасси КамАЗ 65201 грузоподъемностью 50 тонн, то масса поднимаемого груза ограничивается 50 тоннами.

Таблица 4.3 - перечень контролируемых и регулируемых параметров системы вывешивания и горизонтирования

№	Наименование параметра, место отбора измерительного импульса	Заданное значение параметра, допустимые отклонения	Отображение информации				регулирование	Наименование регулирующего воздействия, место установки регул.органа. Усл.проход трубопровода	Характеристика среды в месте установки
			показание	регистрация	суммирование	сигнализация			датчиков		регулир. органов
									агрессивная	пожаро и взрывоопасная	агрессивная	пожаро и взрывоопасная
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	Давление в штоковой полости гидроцилиндра опоры		-	-	-	-	-	Электрогидрораспределитель	-	+	-	-
2	Давление в поршневой полости гидроцилиндра опоры		-	-	-	-	-	Электрогидрораспределитель	-	+	-	-
3	Длина опоры		+	-	-	-	-	Выдвижение/втягивание гидроцилиндров опор	-	-	-	-
4	Сила нормальной реакции на опорах	не менее	+	-	-	+	-	Блокировка выдвижения опор			-	-
5	Угол наклона платформы	0±	+	-	-	+	+	Выдвижение/втягивание гидроцилиндров опор	-	-	-	-