Входы/выходы алгоритма ран.20
Входы/ выходы |
Назначение |
|
№ |
Обозначение |
|
|
|
Входы |
1 |
Х1(к) |
Немасштабируемый вход (каскадный) |
2 |
Х2 |
Масштабируемый вход |
3 |
Км |
Масштабируемый коэффициент |
4 |
Тф |
Постоянная времени фильтра |
5 |
ХΔ |
Зона нечувствительности |
6 |
Кп |
Коэффициент пропорциональности |
7 |
Ти |
Постоянная времени интегрирования |
8 |
Кд |
Коэффициент дифференцирования |
9 |
Хmax |
Максимальный уровень выходного сигнала |
10 |
Xmin |
Минимальный уровень выходного сигнала |
11 |
Снас |
Команда перехода в режим настройки алгоритма |
12 |
Хно |
Уровень сигнала на выходе нуль-органа узла настройки |
13 |
Тф1 |
Постоянная времени фильтра в узле настройки |
|
|
Выходы |
1 |
У(к) |
Основной выход алгоритма (каскадный) |
2 |
Уε |
Сигнал рассогласования |
3 |
Dmax |
Сигнал максимального уровня выхода алгоритма |
4 |
Dmin |
Сигнал минимального уровня выхода алгоритма |
Сигнальными входами/выходами алгоритма являются сигналы Х1, Х2, У(к), Уε, Dmax, Dmin. Сигнал рассогласования находится из выражения
.
Коэффициент дифференцирования представляет собой относительное значение постоянной времени дифференцирования Тд:
.
Сигнал рассогласования на выходе зоны нечувствительности равен
Передаточные функции:
а)
фильтра
;
б)
ПИД-звена
Алгоритм
РАН.20 используется для создания САР с
ПИД-законом регулирования. Структура
алгоритма (см. рис. 5.8) включает в себя
следующие звенья с параметрами:
масштабирующее (Км);
фильтр низких частот (Тф);
сумматор (формирователь );
узел настройки (переключатель режимов
нуль-орган (Xно),
дополнительный фильтр (Тф1),
зона нечувствительности (
),
ПИД-звено (КП,
ТИ,
Кд),
ограничитель выходного сигнала (Xmax,
Xmin).
При дискретном сигнале Снас = 1 алгоритм переходит в режим настройки и в замкнутом контуре регулирования устанавливаются автоколебания. Амплитуда и частота этих колебаний (сигнал Yε) используется для определения параметров настройки аналогового регулятора.
Контроллер Р-130 является структурно программируемым: структура управляющего устройства образуется из готовых функций. Процесс программирования контроллера на реализацию определенных функций управляющего устройства включает в себя следующие этапы:
Выбор алгоблоков и размещение в них соответствующих алгоритмов, имеющихся в библиотеке алгоритмов контроллера;
Конфигурирование алгоблоков (задание программным способом связей между алгоритмами, размещенными в алгоблоках, с целью получения требуемой структуры управляющего устройства). Для выполнения этого этапа предварительно составляется схема конфигурации контроллера;
Определение значений параметров настройки алгоритмов (коэффициентов и констант). Результат этого этапа представляется в виде таблицы параметров настройки алгоритмов;
Установка параметров настройки алгоритмов с помощью пульта настройки в соответствии с вышеуказанной таблицей.
В процессе конфигурирования контроллера каждому входу каждого алгоблока задается источник сигнала. Каждый вход алгоблока может находиться в одном из двух состояний:
связанном (вход соединен с выходом другого алгоблока);
свободном (вход не соединен с выходом другого алгоблока).
На свободных входах сигналы могут устанавливаться оператором-наладчиком в виде констант (параметров, изменяющихся только в режиме программирования) либо в виде коэффициентов. Последние можно изменять как при программировании, так и при работе контроллера.
Возможности конфигурирования алгоблоков определяются тремя правилами (рис. 5.9):
Любой вход любого алгоблока можно связать с любым выходом алгоблока или оставить его свободным. Для связанных входов должны быть заданы адреса источников – десятичные коды, старшие два разряда которых определяются номером алгоблока Na, а младшие два разряда – номером выхода алгоблока Nвых;
На любом свободном входе любого алгоблока можно вручную задавать сигнал в виде константы или коэффициента;
На любом входе любого алгоблока сигнал можно инвертировать (сменить знак для непрерывных сигналов, а для дискретных сигналов изменить уровень сигнала с 1 на 0 или с 0 на 1). Это позволяет, например, вычитать сигналы на сумматоре, управлять таймером не передним, а задним фронтом и т.д.
Алгоритмы ввода/вывода, предназначенные для сопряжения функциональных алгоритмов с аппаратными средствами ввода/вывода (модулями МАС, МДА, МСД), алгоритмы приемопередачи для интерфейсного канала и алгоритмы оперативного управления имеют ряд входов/выходов, недоступных для конфигурирования, их называют неявными и на схемах конфигурации изображают пунктиром. Такие входы/выходы автоматически соединяются с соответствующими аппаратными средствами, как только любой из таких алгоритмов помещается в какой либо алгоблок.
Рис.
5.9. Конфигурационные возможности: 1 –
вход i
связан с выходом алгоблока; 2 – на входе
i
задана константа; 3 – на входе i
задан коэффициент; 4 – на входе j
сигнал инвертируется
В качестве примера программирования контроллера Р-130 рассмотрим фрагмент схемы конфигурации аналогового регулятора (рис. 5.10) и таблицу параметров настройки алгоритмов регулятора (табл. 5.2).
На схеме конфигурации для простоты ее изображения не показаны алгоблоки с алгоритмами оперативного контроля и управления и ручного управления исполнительным механизмом, а также настроечные входы.
На схеме (см. рис. 5.10) прямоугольниками обозначены алгоблоки, внутри которых слева записаны номера входов, а справа –номера выходов алгоритмов. Число над прямоугольником указывает номер (код) алгоблока, сочетание букв – условное обозначение алгоритма в библиотеке. К последнему могут быть добавлены код алгоритма, модификатор и масштаб времени. Алгоритмы схемы имеют следующее назначение: ЗДН – формирование сигнала задания; РАН – аналоговое регулирование по ПИД-закону; ВАА – ввод аналогового сигнала через модуль МАС, установленный в УСО-А; АВА – вывод аналогового сигнала через тот же модуль МАС.
В табл. 5.2 также с целью ее сокращения приведены параметры настройки только для двух алгоритмов – РАН и АВА.
Рис. 5.10. Фрагмент схемы конфигурации аналогового регулятора
Таблица 5.2