1.Проверка на достоверность сигналов с усо
Для исключения ложных срабатываний дискретной системы управления из-за сбоев или отказов входных каналов рассмотрим некоторые алгоритмы, повышающие достоверность входных дискретных и аналоговых сигналов. Сигналы с датчиков, конечных выключателей поступают в контроллер через устройство связи с объектом (УСО). Программы, реализующие алгоритмы проверки на достоверность назовём блоками проверки на достоверность или блоками защиты входной информации. На рис.1 введём обозначения аналогового и дискретного сигнала по одному аналоговому и дискретному каналу.
Рис. 1 обозначения аналогового и дискретного сигнала
Х – значение аналогового сигнала до блока. Х1 значение аналогового сигнала после блока. D – дискретный сигнал до блока. D1 - дискретный сигнал после блока.
После этих блоков ложная информация не должна поступать в систему контроля и регулирования[9]. На рисунке 2 рассмотрены ситуации по аналоговому и дискретному каналам. На рисунке 2а рассмотрены три ситуации отказа аналогового канала. По аналоговому каналу ситуация I соответствует обрыву в измерительном канале. Ситуация II представляет случайный выброс. Ситуация III представляет случайный провал сигнала. А – допустимое изменение сигнала за малое время t. Случай «замирания» сигнала здесь не рассматривается. При «замирании» значение сигнала находится в рабочем диапазоне, но оно не отражает реального изменения параметра. При «замирании» сигнала обычно уменьшается разброс значений параметра относительно текущего среднего значения. Разброс значений оценивают по среднеквадратическому отклонению. В случае «замирания» параметра может изменяться и частотный спектр сигнала. Кроме того, нарушается корреляционная связь с взаимосвязанными параметрами объекта управления. Алгоритм выявления «замирания» может включать оценку среднеквадратического значения, спектральной плотности сигнала, оценку коэффициентов корреляции с другими параметрами. Алгоритм выявления «замирания» реализовать достаточно сложно, а на некоторых контроллерах практически невозможно. Поэтому в данном пособии этот алгоритм не рассматривается.
Рис. 2 Графики отказов, сбоев аналогового и дискретного каналов
На рисунке 2б рассмотрены две ситуации: «дребезг» дискретного сигнала и случайное кратковременное его исчезновение. Под «дребезгом» понимается случайное кратковременное появление логической единицы. Следует отметить, что имеются даже патенты по защите от дребезга[51].
2.Структура алгоблока. Организация связи между алгоблоками
Все программы в этом пособии будут представлены на языке функциональных алгоблоков (FBD). В контроллере Р-130 ОЗУ3 условно разбито на 99 зон памяти, которые названы алгоблоками. В каждый алгоблок может из ПЗУ4 вызываться любой алгоритм. Набор алгоритмов(вернее подпрограмм) называют библиотекой алгоритмов. Количество алгоритмов в библиотеке равно 76. Некоторые алгоритмы имеют два номера (кода). Например, алгоритм ввода аналоговых сигналов: ВАА(07) и ВАБ(8). Для нас это один алгоритм, но он может работать с группой А или с группой Б, в зависимости от того, где установлен модуль аналоговых сигналов(МАС)[74, с.19-27]. Программы приводимые ниже работают с типом УСО15[70]. Клавишей ввода (выбора) будем называть левую кнопку мыши или клавишу Enter.
Структура алгоблока представлена на рис.3.
Рис.3 Структура алгоблока
Стрелка внутри блока показывает направление обработки информации от входа к выходу. Стрелка особенно полезна в том случае, если алгоблок повёрнут на 1800 (такой приём используется при написании программы для уменьшения пересечений линий связи между алгоблоками или для лучшей компоновки структуры программы). Программирование с помощью алгоблоков подробно описано в пособии по разработке микропроцессорных систем управления [74]. Связь между алгоблока может быть, как адресная, так и графическая. В программе, приведённой на рис. 9, связь между алгоблоками – графическая, т.е. линиями. А в программе, приведённой на рис.11, связь между алгоблоками, в основном, адресная. И только связь выхода 10-го алгоблока с первым входом 13-го алгоблока – графическая, т.е. линией. При адресной связи на входе алгоблока указывается номер алгоблока и номер выхода алгоблока, с которым осуществляется связь. Например, возьмём 12 алгоблок. На первом входе которого стоят цифры: 0501. Это обозначает, что первый вход 12-го алгоблока связан с первым выходом пятого алгоблока. Более подробная информация по алгоритмам и кросс-средстве Редитор Р-130 дана в учебном пособии[74] и литературе по контроллеру Р-130[58].