Учебное пособие КТС

В поле Х с помощью клавиш «Ñ», «D» набрать нужное зна- чение параметра настройки и нажать клавишу «-». После этого настроечное значение параметра будет занесено в память кон- троллера, а все поля пульта настройки, кроме N1, погаснут. Далее можно перейти к установке следующего параметра настройки.

4. Порядок перевода контроллера в режим «работа», контроль выходных сигналов и установка значений коэффициентов

Перевод контроллера в режим «работа»

После выполнения действий по программированию контрол- лера осуществляется его включение в режим «работа», в котором производится выполнение программы. Перевод в режим «работа» осуществляется нажатием и кратковременным удержанием комби-

нации клавиш «↓» + «←». О переходе в режим работы свидетель- ствует зажигание ЛИ «работа». Если в режиме «работа» загора- ется индикатор «ОШ» - это свидетельствует об возникновении программной или аппаратной ошибки в работе контроллера. Код (коды) ошибки можно просмотреть в процедуре «ОШ».

Контроль выходных сигналов

Контроль выходного сигнала любого алгоблока осуществля- ется в процедуре «ВЫХ». Для этого производится выполнение следующих действий.

1.Для перехода в режим контроля выходных сигналов алго- ритмов с помощью клавиш «¬» «®» пульта настройки выбрать процедуру «ВЫХ» и ввести её в работу нажатием на клавишу «-». После этого на пульте настройки засветится поле N1. (см. рис.20.вариант 2).

2.В поле N1 с помощью клавиш «Ñ», «D» указать номер ал- гоблока, выходной сигнал которого, необходимо контролировать и

нажать клавишу «-», засветится поле N2.

3. В поле N2 с помощью клавиш «Ñ», «D» указать номер выхо- да алгоблока, на котором необходимо контролировать выходной сигнал и нажать клавишу «-», засветится поле Х, в котором будет индицироваться численной значение выходного сигнала.

123

Изменение параметров настройки алгоритмов

В режиме «работа» параметры настройки можно изменять только на тех настоечных входах, которые установлены как коэф- фициенты. Установка коэффициентов осуществлялась при про- граммировании контроллера в процедуре «КОНФ». Коэффициен-

тами были заданы входы алгоблоков на которые задаются сигналы Х1, Х2, Х3. В остальном изменение параметров настройки в режиме «работа» будет производиться аналогично режиму «программи-

рование».

5.Порядок выполнения лабораторной работы

1.Включить установку.

2.Включить пульт настройки, переведя выключатель пульта

расположенный с обратной стороны пульта настройки в положение

"ВКЛ".

3.Перейти в режим программирования путем одновременного

нажатия клавиш ↓ + → и обнулить контроллер.

4.Выполнить процедуры: "Алгоблоки", "Конфигурирование"

и"Настройка", используя заполненные заранее таблицы 27,28 и

29. Данные по настроечным коэффициентам получить у препода- вателя или из табл. 30. Табличные данные заносить в оператив- ную память построчно. Вызов каждой процедуры производится на- жатием клавиши - ПН-21. Изменение параметра производится с помощью клавиш D и Ñ (соответственно увеличение и уменьшение вводимого параметра), последнее нажатие клавиши - для каждого параметра – запись в оперативную память.

5.Перевести контроллер в режим «работа» и проконтролиро- вать коды ошибок контроллера.

6.Перейти в режим контроля сигнала Y на выходе 01 алго-

ритма 03.

7.В режиме «НАСТР» изменить значение сигналов Х1, Х2, Х3 и проконтролировать выходную величину Y.

8.Повторить пункт 7 для всех заданных значений сигналов Х1,

Х2, Х3.

9.Свести полученные результаты в таблицу следующего ви-

да.

Сигнал Х1, % Сигнал Х2, % Сигнал Х3, % Выходной сигнал Y

124

10.Объяснить полученные результаты.

6.Оформление отчета

Отчет по выполненной лабораторной работе должен содер-

жать:

1.Краткое описание порядка работы с микропроцессорным контроллером в режиме «программирование» и в режиме «рабо- та».

2.Описание алгоритмов СУМ, УМД, КОР, МСШ библиотеки

алгоритмов статических преобразований.

3.Схему конфигураций алгоритмов, таблицы «Состав конфи- гураций», «Конфигурирование алгоблоков» и «Настройка алгорит- мов»

4.Порядок программирования контроллера.

5.Таблицу полученных результатов.

6.Вывод по работе.

125

7. Задание для самостоятельной работы

Изучите другие алгоритмы статических преобразований. Со- ставьте примеры функций, для реализации которых могут исполь- зоваться эти алгоритмы. Поясните составленные примеры.

Составьте схемы конфигураций алгоритмов для вычисления следующих функций:

126

8.Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки

1.Дайте понятие алгоритма и алгоблока.

2.Объясните смысл процедур «Алг», «Конф», «Настр».

3.Поясните порядок занесения алгоритмов в алгоблоки.

4.Поясните порядок конфигурирования.

5.Дайте понятия связного и свободного конфигурирования.

6.Поясните отличия между настроечными входами алго- ритма, установленными как константы и как коэффициенты.

7.Поясните порядок настройки алгоритмов.

8.Какие алгоритмы из библиотеки алгоритмов производят

статическую обработку сигналов?

9. Назовите и дайте понятия реквизитов алгоритма.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Изучение алгоритмов динамических преобразований на примере моделирования объекта управления

Цель работы:

1.Изучить алгоритмы динамических преобразований.

2.Произвести моделирование объекта управления и оценить его динамические характеристики.

1.Алгоритмы динамических преобразований

Вбиблиотеке алгоритмов содержаться алгоритмы, выходной

сигнал которых зависит не только от текущего значения сигналов

на сигнальных и настроечных входах алгоблока, но и как от теку- щего реального времени, отсчитываемого процессором контрол- лера в режиме «работа», так и начального значения выходного

сигнала в момент времени после перевода контроллера из режима «программирования» в режим «работа».

Работа таких алгоритмов происходит в динамике или в тече- ние всего времени работы программы. К этим алгоритмам относят алгоритмы численного вычисления функций содержащих произ- водную входного параметра в качестве аргумента. К алгоритмам динамического преобразования относятся:

1.ИНТ(ЗЗ) - Интегрирование

2.ДИФ(34) - Дифференцирование

3.ФИЛ(35) - Фильтр

4.ДИН(36) - Динамическое преобразование

5.ДИБ(37) - Динамическая балансировка

6.ОГС(38) - Ограничение скорости

127

7. ЗАП(39) - Запаздывание

Рассмотрим более подробно некоторые алгоритмы динами- ческих преобразований.

Алгоритм ИНТ (33) - интегрирование

Алгоритм используется для интегрирования и (или) запоми- нания сигнала. Алгоритм представляет собой интегрирующее зве- но, выходной сигнал которого определяется в соответствии с вы- ражением:

где Х – сигнал на основном (сигнальном) входе алгоритма; ТИ – постоянная времени интегрирования; τ- текущее время; ХНАЧ – на- чальное значение (при τ=0) выходного сигнала алгоритма.

Функциональная схема алгоритма представлена на рис.32. Назначение входов и выходов алгоритма представлено в табл.31.

В алгоритме предусматривается установка начальных усло- вий. Если дискретный сигнал на входе алгоритма СНАЧ=0, то вы- полняется основная функция интегратора. При СНАЧ=1 интегратор переходит в режим установки начальных условий, при этом Y=ХНАЧ. В частном случае при ХНАЧ=0 алгоритм обнуляется.

Алгоритм относится к группе следящих. Вход Х и выход Y – каскадные. Если на выход Y поступает команда отключения с зна- чением начальных условий Y0, интегральная ячейка отслеживает это значение, при этом пороговый элемент продолжает нормально

128

работать. Через каскадный вход Х команда отключения и значение обратного счета Х0 транслируются предвключенному алгоритму.

Таблица 31

Входы и выходы алгоритма ИНТ

Алгоритм ФИЛ (35) - фильтр

Алгоритм используется для фильтрации высокочастотных помех, а также для динамической коррекции. Фильтр, имеющий порядок выше первого, можно получить путем последовательного включения нескольких алгоритмов ФИЛ. Входы-выходы алгоритма ФИЛ и его функциональная схема приведены в табл. 32 и на рис. 33 соответственно.

Алгоритм является фильтром нижних частот первого поряд- ка и представляет собой инерционное звено первого порядка. Его выходной сигнал определяется в соответствии с выражением:

Y(t)= X(t)- TФ × dYdt(t),

где Тф ¾ постоянная времени фильтра.

129

Эти сигналы через каскадный вход Х транслируются пред- включенному алгоритму. Ячейка фильтра при отключении заряжа- ется до значения Yо.

Модификатор m в алгоритме отсутствует, масштаб времени МВ=00, 01.

Алгоритм ЗАП (39) - запаздывание

Алгоритм моделирует звено чистого запаздывания и исполь- зуется для введения динамической коррекции или для моделиро- вания динамических свойств объекта управления.

Алгоритм содержит несколько (до 12) ячеек памяти. Число этих ячеек 0 < МР < 12 задается модификатором.

По каждой команде отсчета происходит “проталкивание” сигналов через ячейки памяти: в первую ячейку записывается те- кущее значение входного сигнала Х, значение, ранее записанное в первой ячейке, пересылается во вторую ячейку, предыдущее зна- чение, записанное во второй ячейке, пересылается в третью ячей- ку и т.д. Текущее значение последней ячейки является выходным сигналом.

Таким образом, текущее значение входного сигнала Х поя- вится на выходе Y через m отсчетов. При этом выходной сигнал Y будет запаздывать относительно сигнала Х на время m*T, где Т - интервал времени между отсчетами (при условии, что этот интер- вал постоянен). Если m=0, то всегда Y=X. Входы-выходы алгорит- ма ЗАП приведены в табл.33, его функциональная схема приведе- на на рис.34.

Команда отсчета может поступать либо от внутреннего тай- мера, либо извне ¾ на вход СОТС. В последнем случае отсчет осу- ществляется по переднему фронту сигнала СОТС. Алгоритм имеет дискретный вход СРЕЖ. Если СРЕЖ=0, то управление ведется от внутреннего таймера, если СРЕЖ=1 ¾ то от внешней команды СОТС.

В момент отсчета (в любом режиме) на дискретном выходе DОТС на время, равное одному циклу работы контроллера (т.е. на время от 0.2 до 2 с.) формируется сигнал DОТС=1. В остальное

130

время DОТС=0. Этот выход позволяет включать алгоритмы ЗАП по- следовательно, увеличивая время запаздывания без увеличения времени квантования входного сигнала. Для этого выход DОТС каж-

дого предыдущего алгоритма ЗАП соединяется со входом СОТС каждого последующего алгоритма ЗАП, причем в последующих алгоритмах используется внешнее управление отсчетами.

При управлении от внутреннего таймера интервал времени между отсчетами (период квантования) задается с помощью на- строечного входа Т. Значение Т<То (То=0,2-2 с ¾ время цикла работы контроллера), алгоритм воспринимает как Т=То.

При сигнале “сброс” (ССБР=1) во все ячейки памяти записы- вается сигнал на входе Х, при этом Y=Х (т.е. запаздывание отсут-

ствует). Если используется внешнее управление и сигналы СОТС=1 и ССБР=1, то после снятия сигнала “сброс” происходит однократ- ное проталкивание (т.е. такая ситуация воспринимается алгорит- мом как приход переднего фронта сигнала СОТС). Аналогично ведет себя алгоритм, если при СОТС=1 осуществляется переход от внут- реннего к внешнему управлению (т.е. выполняется переход от

СРЕЖ=0 к СРЕЖ=1).

Т05

Рис. 34. Функциональная схема алгоритма ЗАП – запаздывание

При управлении от внутреннего таймера время чистого за- паздывания определяется выражением:

tзап = m×T .

131

Если m = 0, то Y = Х и DОТС = 0.

Для того, чтобы при сохранении требуемого значения tзап

уменьшить период квантования входного сигнала, следует умень- шать время Т и увеличивать значение модификатора m. Если тре- буемое значение m>12, следует использовать несколько алгорит- мов запаздывания, включенных последовательно. В этом случае общее время запаздывания равно:

tзап = m1T1 + m2T2 + ...+ miTi ,

где mi, Ti ¾ соответственно модификатор и параметр Т для i-го алгоритма запаздывания, включенного в последовательную цепочку.

Если значения m и Т у каждого алгоритма одинаковы, общее время запаздывания равно:

tзап = m×T×n,

где n - число последовательно включенных алгоритмов запазды- вания.

Алгоритм не инициирует обратный счет, но если по инициа-

тиве других алгоритмов на каскадный выход Y пришла команда отключения со значением начальных условий Yо, то значение Yо записывается во все ячейки памяти и внутренний таймер обнуля- ется. Команда отключения и величина Yо через каскадный вход Х транслируется предвключенному алгоритму.

Модификатор МР=00-12, масштаб времени МВ=00, 01. Таблица 33

Входы-выходы алгоритма ЗАП

2. Построение схемы конфигурации алгоритмов

Математическое описание модели объекта управления представляется следующей передаточной функцией:

132