Учебное пособие КТС

Алгоритм содержит до 2 идентичных независимых каналов. Число этих каналов 0<=m<=2 задается модификатором. Каждый канал связан с соответствующим (по номеру) аналоговым выходом контроллера. Эта связь образуется «автоматически», как только алгоритм АВА (АВБ) вводится в один из алгоблоков контроллера.

Прежде чем поступить на аналоговый выход, входной сигнал умножается на коэффициент и к полученному произведению до- бавляется сигнал смещения. Эти операции позволяют компенси- ровать смещение диапазона и нуля цифро-аналогового преобра- зователя (ЦАП).

Выходной аналоговый сигнал (на выходе ЦАП) равен:

Yi = Xi ×KM,i + XСМ.,i

Если коррекции не требуется, устанавливается масштабный коэффициент Kм,i=1 и сигнал смещения Xсм,i=0.

Назначение вводов – выходов алгоритмов АВА(11), АВБ(12) приведено в табл. 55. Функциональная схема алгоритма приведе- на на рис. 80.

Алгоритмы ДВА(13), ДВБ(14) дискретный вывод групп А и Б

Алгоритм применяется для связи функциональных алгорит- мов с аппаратными средствами дискретного вывода (с цифро- дискретным преобразователем ЦДП). Для связи с выходами А и В используются соответственно алгоритмы ДВА (ДВБ). Каждый ал- горитм обслуживает до 16 дискретных выходов. Алгоритм содер- жит несколько идентичных независимых каналов, число которых 0<=m<=16 и задается модификатором.

213

Если на i -й вход алгоритма поступает сигнал Di=0, контакты i-го дискретного выхода разомкнуты. Если Di=1, контакты i -го дис- кретного выхода замыкаются.

Рис. 80. Функциональная схема алгоритма АВА(11), АВБ(12) -

аналоговый вывод

Назначение вводов – выходов алгоритмов ДВА(13), ДВБ(14) приведено в табл. 56.

Алгоритмы ИВА(15), ИВБ(16) импульсный вывод групп А и Б

Алгоритм применяется в тех случаях, когда контроллер дол- жен управлять исполнительным механизмом постоянной скорости.

Алгоритм преобразует сигнал, сформированный алгоблока- ми контроллера (в частности, алгоритм импульсного регулирова-

214

ния), в последовательность импульсов переменной скважности.

Алгоритм выдает последовательность указанных импульсов на средства дискретного вывода контроллера (ЦДП). Назначение входов выходов алгоритма приведено в табл. 57. Функциональная схема алгоритма приведена на рис.81.

Каждый алгоритм обслуживает до четырех импульсных вы- ходов. Каждый импульсный выход состоит из двух дискретных вы- ходов с общей точкой. Число обслуживаемых выходов m устанав- ливается модификатором алгоритма.

Каждый канал алгоритма ИВА (ИВБ) содержит широтно- импульсный модулятор (ШИМ), преобразующий входной сигнал Х в последовательность импульсов со скважностью Q, пропорцио- нальной входному сигналу: Q=X/100. При Х>100% скважность Q=1. Если X>0, импульсы формируются в выходной цепи “больше”, ес- ли X<0, то в цепи “меньше”. При Х=0 выходной сигнал равен ну- лю.

Параметр Т задает минимальную длительность выходного импульса. Этот параметр устанавливается в диапазоне 0,12≤T≤3,84 сек и округляется до значения, кратного времени цик- ла контроллера.

Параметр N определяет, к какому контуру регулирования от- носится данный канал алгоритма ИВА (ИВБ). Задание этого пара- метра необходимо лишь в том случае, когда требуется, чтобы син-

хронно с формированием выходных импульсов на лицевой панели контроллера зажигались ламповые индикаторы “больше”, “мень- ше”. Например, если установлен параметр N1=1, то при работе ШИМ1 на лицевой панели будут зажигаться индикаторы при вызо- ве 1-го контура.

Масштаб времени отсутствуют.

215

Рис. 81. Функциональная схема алгоритма ИВА(15), ИВБ(16) -

импульсный вывод

3. Техническая структура системы автоматического регулирования

Техническая структура САР включает (см. рис. 82):

1). Лабораторную электрическую печь сопротивления; 2). Хромель-алюмелевую термопару - датчик температуры в печи; 3). Блок БУТ-20 гр. ХА; 4). Клемно блочный соединитель КБС-21;

5). Клемно блочный соединитель КБС-23 с нормирующими ре- зисторами;

6). Блок контролера регулирующей модели комплектности 12,

который включает в себя УСО группы А : 8 аналоговых входов, 2 аналоговых выхода.

УСО группы Б : 8 аналоговых входов, 4 дискретных выхода. 7). Клемно блочный соединитель КБС-22; 8). Блок ручного управления БРУ-32; 9). Пускатель ПБР-2М;

10). Исполнительный механизм постоянной скорости ИМ 2/120;

216

11). Блок питания БП-21, использующийся для питания блока контроллера и внешних цепей;

12). Лабораторный автотрансформатор, ось которого соединена с выходным валом ИМ.

13). Задатчик ЗУ-05;

14). Регистрирующий прибор ДИСК-250.

Рис.82. Схема физической структуры системы

автоматического регулирования температуры нагревательной печи

Принципиальная электрическая схема системы автоматиче-

ского регулирования температуры нагревательной печи приведена на рис. 83. Схема конфигурации алгоритмов контроллера Р-130 для реализации функций регулирования и оперативного управле- ния приведена на рис.84.

4. Постановка задачи

Реализовать контур управления температурой нагреватель- ной печи. Самостоятельно заполнить таблицы «Состав конфигу- раций», «Конфигурация алгоритмов» и «Параметры настройки».

Алгоблоки 02-04 заполняются нулевыми алгоритмами имеющими библиотечный номер 00.

Параметры настройки РИМ определить по эксперименталь- но полученной кривой разгона и статической характеристики. В настройке ИВБ указать, что канал относится к первому контуру регулирования. Минимальная длительность импульса для включе- ния ИМ равна 0,12 сек. В настройке алгоритма ОКО указать, что

217

Рис.84.Схема конфигураций алгоритмов контроллера Р-130

регулирования температуры нагревательной печи

5.Порядок выполнения работы

1.Снять статическую характеристику ОУ для чего:

1.1С помощью БРУ установить вал ИМ на 0% и дождать- ся установления показаний ДИСК-250 после чего записать по- казания;

1.2Повторить п.1.1. для 10%, 20%, и т.д. до 100% вала

ИМ.

1.3Построить статическую характеристику ОУ в коорди- натах % хода вала ИМ - температура печи, 0С.

2.Снять динамическую характеристику ОУ в окрестностях

точки 50% положения вала ИМ для чего:

2.1С помощью БРУ установить ИМ на 50% и дождаться ус- тановления показаний ДИСК-250;

2.2С помощью БРУ изменить положения вала ИМ на 10% и снять кривую разгона записывая показания ДИСК-250 каждые 1530 секунд.

3. Повторить п 2.1. и 2.2. изменяя положения вала ИМ в об- ратную сторону. Также определить время полного хода вала ис- полнительного механизма от начального положения 0% до конеч- ного положения 100%

219

4.Построить кривые разгона в координатах «Время, с» - «Температура печи, 0С».

5.По построенным кривым определить постоянную времени ТОБ и коэффициент передачи объекта КОБ, усреднить значения и

рассчитать настройки регулятора. Задать эти настройки в алго- ритм РИМ. Также задать настройку – время полного хода вала ис- полнительного механизма - ТИМ.

6. Перейти на автоматический режим работы блока контрол- лера, установить задание 250 0С ( с помощью ЗУ-05 или с лицевой панели контроллера) и дождаться окончания переходного процес- са (регистрацию вести по индикатору Контроль лицевой панели БК

врежиме «ВХ»).

7.Изменить задание до 350°С и зафиксировать переходный процесс в системе автоматического регулирования при возмуще-

нии по заданию.

8. В режиме «ВЫХ» с помощью клавиш лицевой панели из-

менить положение выходного вала на 10÷15%, быстро перейти на автоматический режим работы и зафиксировать переходный про- цесс при возмущении по нагрузки.

9. По полученным экспериментальным данным построить графики переходных процессов.

6. Оформление отчета

Отчет по выполненной лабораторной работе должен содер-

жать:

1.Краткое описание используемых алгоритмов оперативного управления и алгоритмов связи с модулями УСО.

2.Структурную, электрическую принципиальную схему САР. Схему конфигурации алгоритмов программы регулирования и опе- ративного управления.

3.Список используемых команд оперативного управления и их реализацию с помощью лицевой панели блока контроллера.

4.Таблицы "Состав конфигураций", "Конфигурирование ал- гоблоков" и "Настройка алгоритмов".

5.Графики переходных процессов.

6.Определение показателей качества переходных процессов.

7.Контрольные вопросы для самостоятельной подготовки

1.Что такое комплектность контроллера? Как формируется код комплектности?

220

2.Какие типы модулей УСО используются в КТС Р-130? Сколько и какого типа сигналов обрабатывается этими модулями?

3.Назначение и общая характеристика блоков БУТ-20 и

БУС-20.

4.Назначение блоков клеммно-блочных соединителей КБС-21, КБС-22, КБС-23 и межблочного соединителя МБС.

5.Задачи, выполняемые регулирующей моделью блока кон- троллера.

6.Команды оперативного управления регулирующей модели блока контроллера.

7.Назначение и работа связных алгоритмов ВАА – ввод ана- логовый группы А и ИВБ – импульсный вывод группы Б.

8.Назначение и работа алгоритмов оперативного управления: ОКО – оперативный контроль, РУЧ – ручное управление, ЗДН –

задание.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

Изучение системы автоматического регулирования температуры нагревательной печи с двухпозиционным регулятором имеющим контакторное исполнительное устройство

Цель работы:

1.Изучить алгоритмы оперативного группового контроля и управления непрерывно-дискретной моделью блока контроллера.

2.Изучить команды группового управления и их реализацию с помощью лицевой панели блока контроллера регулирующей мо-

дели

3.Исследовать переходные процессы в системе автоматиче- ского регулирования температуры нагревательной печи с двухпо- зиционным регулятором.

1.Алгоритмы оперативного группового непрерывнодискретного контроля и управления

Алгоритмы оперативного группового непрерывно- дискретного контроля и управления содержаться только в библио- теке алгоритмов непрерывно-дискретной модели блока контрол- лера.

Эта модель может выполнять как задачи автоматического регулирования, так и задачи логического управления. При выпол-

221

нении задач автоматического регулирования оператор может вес- ти управление до 45 различных входных или выходных сигналов, как дискретных, так и аналоговых. При логическом управлении мо- дель формирует шаговую программу управления.

Алгоритм ОКД(03) – оперативный непрерывно-дискретный контроль

Алгоритм ОКД применяется для организации оперативного управления в задачах, в которых используется как непрерывная, так и дискретная обработка сигналов. Алгоритм ОКД применяется в сочетании с алгоритмами группового управления и контроля – ГРА, ГВД, ГДВ, ГРУ и ГРК, а также с алгоритмами порогового (ПОК) и логического (ЛОК) контроля. Алгоритм входит в состав библиотеки лишь непрерывно-дискретной модели контроллера.

Функциональная схема алгоритма содержит три области:

1)область управления шаговой программой;

2)область информационного управления и контроля;

3)область контроля ошибок.

Область управления шаговой программой выполняет функ- цию оперативного логического управления.

Область информационного управления позволяет контроли-

ровать аналоговые и дискретные сигналы и изменять эти сигналы вручную.

Область контроля ошибок позволяет установить, выходят ли контролируемые сигналы за допустимые границы (для аналоговых сигналов), или принимают недопустимое состояние (для дискрет- ных сигналов).

Управление шаговой программой.

Функцию управления шаговой программой алгоритм ОКД выполняет вместе с алгоритмом шаговой программы ШАП. Для

организации управления выход NШ алгоритма ШАП соединяется с входом N алгоритма ОКД. После такого соединения на лицевую

панель выводится оперативная информация о работе шаговой программы и с помощью клавиш лицевой панели можно управлять ходом выполнения шаговой программы.

Управлять шаговой программой можно также с помощью сигналов, поступающих на входы СД, ССТ и ССБР, при этом выпол- няется соответственно пуск, останов и сброс шаговой программы. Эти команды действуют по переднему фронту, причем если управ- ление ведется и от клавиш лицевой панели, и от входов алгорит-

222