Глава 3. Разработка программного обеспечения автоматизированной системы управления давлением масс.

3.1 Назначение и функции программного обеспечения

Программное обеспечение АСУ предназначено для реализации системы регулирования давлением бумажной массы перед размолом.

Программы разрабатывались в инструментальной системе TraceMode

Имя проекта «BDM»

Встроенные в систему TraceMode 5 программы выполняют следующие функции:

• первичную обработку информации в контроллере: опрос масштабирование, фильтрацию измеряемого давления, контроль выхода его за минимально допустимую границу;

• вывод управляющих воздействий с контроллера;

Разработанные программы выполняют функции:

• формирование регулирующего воздействия с использованием ПИД-закона регулирования и блокировкой по состоянию насоса;

• вывод технологической информации на экран оператору;

• возможность дистанционного управления с АРМ-оператора положением регулирующего клапана, заданием и режимом работы АСР давления (ручное/автомат);

3.2. Математическое описание алгоритмов контроля и управления

3.2.1 Первичная обработка информации

Первичная обработка технологической информации (опрос, масштабирование, фильтрация) осуществляется с периодом 1 сек.

Масштабирование сигналов измерителя давления и положения клапана выполняются с учетом линейности их градуировочных характеристик по формуле :

где : Y, - значения технологического параметра;

1. значения сигнала с измерителя, ma;

индексы min, max относятся к предельным значениям градуировочной характеристики измерителя .

Параметры измерителя давления:

P_max=10 ати, P_min=0 ати, I_max=20 ма, I_min=4 ма,

Параметры измерителя положения клапана:

G_max=100 %, G_min=0 %, I_max=20 ма, I_min=4 ма,

Согласно приведенному выше уравнению и параметрам измерителей масштабирование сигналов осуществляется по формулам:

где Р- измеренное давление пара, ати;

G- измеренное положение клапана, %;

1. сигнал с измерителя, ma.

Фильтрация измеренных значений давления массы проводится методом экспоненциального сглаживания:

где Р_F – фильтрованное значение давления;

k_F – настраиваемый коэффициент фильтрации, k_F =0 ÷1;

n- временной такт обработки.

В системе производится контроль выхода давления за границу технологического регламента (Р_min =4 ати) с сигнализацией этого события в виде текста на операторской станции.

3.2.2 Формирование управляющего воздействия

В режиме автоматического регулирования при нормальной эксплуатации насоса расчет положения регулирующего клапана осуществляется с использованием ПИД- закона регулирования с зоной нечувствительности и ограничениями выходного сигнала (рис.3.1)

При выключении насоса осуществляется автоматическая блокировка, стоящего за ним регулирующего клапана: он закрывается.

В режиме ручного управления ПИД-регулятор отключается, положение клапана задается оператором и поступает по сети с АРМ на контроллер.