6.6.3. Управление с обратной связью для профессионалов (CLC

Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Программирование технологических контроллеров в среде Unity. Учебное пособие.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2119 20 21 > Следующая >>>

181

Y_POS

Y_NEG

GAIN G(p) = 1+LAG_NEG × p

GAIN G(p) =

1+LAG_POS × p

ERR_EFF

xr1

xr2

(+)

(-)

(+)

(–)

(+)

(–)

Y = 1 ≡ Y_POS = 1 и Y_NEG =0 Y = 0 ≡ Y_POS = 0 и Y_NEG =0 Y = –1 ≡ Y_POS = 0 и Y_NEG =1

Рис. 6.37. Структурная схема трехпозиционного регулятора

ERR_EFF

Y_POS

Y_NEG

(+)

(–)

(+)

(–)

Y_POS

Y_NEG

ERR_EFF

HYS

–1

xr1 xr2

Рис. 6.38. Имитация поведения ПИД-регулятора

Параметризация функционального блока осуществляется заданием

коэффициента обратной связи GAIN и постоянных времени обратных связей LAG_POS и LAG_NEG (см. таблицу).

182

Обратная связь LAG_NEG LAG_POS

Предупреждение (отрицательная обратная связь с LAG_POS)

Предупреждение (отрицательная обратная связь с LAG_NEG)

Трехпозиционное поведение (без обратной связи) =0 =0

Отрицательная обратная связь > 0 =0

Отрицательная + положительная обратная связь > 0 >LAG_NEG

=0 > 0

>LAG_POS > 0

Параметр GAIN должен быть больше 0. Внутренние вычисления осуществляются при использовании абсо-

лютных значений параметров HYS и DB.

Для XF_MAN должно быть задано значение в диапазоне

(–100…+100).

Параметр DB определяет точку переключения для выходов Y_POS

и Y_NEG. Если ERR_EFF положительна и увеличивается, становясь больше, чем DB, выход Y_POS переключается из «0» в «1». Если ERR_EFF отрицательна и уменьшается, становясь меньше, чем DB, выход Y_NEG переключается из «0» в «1». Значение DB обычно устанавливается в размере 1 % от max (SP-PV).

Параметр HYS устанавливает переключение гистерезиса, т. е., те

точки, из которых Y_POS и Y_NEG переключаются обратно в «0». Значение HYS обычно устанавливается в размере 0.5 % от max (SP-PV).

Режимы функционирования. Существует три режима функцио-

нирования, которые могут быть выбраны параметризацией входов MAN и HALT (см. блок PI1).

Автоматический режим. В этом режиме функциональный блок

работает в соответствии с таблицей параметрического представления.

Ручной режим. В ручном режиме значения YMAN_POS и

YMAN_NEG выводятся на выходы Y_POS и Y_NEG. В этом случае приоритет у Y_NEG для гарантии, что оба выхода не будут устанавливаться одновременно. Значения xr1 и xr2 вычисляются следующим образом:

xr1=XF_MAN × GAIN/100, xr2=XF_MAN × GAIN/100.

183

Режим останова. В режиме останова выходы Y_POS и Y_NEG

BOOL REAL REAL REAL REAL REAL TIME TIME

THREE_STEP_CON1

R SP PV GAIN Y_POS HYS Y_NEG

DB ERR_EFF TI T_PROC

BOOL BOOL REAL

хранят последние вычисленные значения. xr1 и xr2 принимают значение GAIN × Y.

Ошибки функционирования. Если LAG_NEG=0 и LAG_POS > 0,

выводится предупреждение. Это означает, что регулятор функционирует только с отрицательной обратной связью с постоянной времени

LAG_POS.

Если LAG_POS < LAG_NEG > 0, выводится предупреждение. Это

означает, что регулятор функционирует только с отрицательной обратной связью с постоянной времени LAG_NEG.

Если XF_MAN < –100 или XF_MAN > 100, выводится предупрежде-

ние. Это означает, что регулятор функционирует без обратных связей.

Если HYS > 2 × DB, выводится сообщение об ошибке.

6.6.2.5. Трехпозиционный регулятор с одной обратной связью

(THREE_STEP_CON1)

Краткое описание

Функциональный блок работает как трехпозиционный регулятор,

который имитирует поведение ПД-регулятора посредством использо- вания динамической обратной связи.

Специфические характеристики функционального блока:

• автоматический режим и режим сброса,

• внутренняя обратная связь (фильтр первого порядка).

Представление

• Символическое

184

• Параметрическое

Параметр

Тип данных

Значение

BOOL

«1»= режим сброса

REAL

Заданное значение

REAL

Переменная процесса

GAIN

REAL

Коэффициент обратной связи

TIME

Время сброса

T_PROC

TIME

Номинальное время реакции регулятора

HYS

REAL

Гистерезис трехпозиционного переключения

REAL

Зона нечувствительности

Y_POS

BOOL

«1»=ERR_EFF ≥ 0

Y_NEG

BOOL

«1»=ERR_EFF ≤ 0

ERR_EFF

REAL

Эффективная ошибка системы

K G(p)= 1 + TI × p

ERR_EFF

Y_POS

Y_NEG

(+)

(–)

(+)

(–)

Y = 1 ≡ Y_POS = 1 и Y_NEG =0 Y = 0 ≡ Y_POS = 0 и Y_NEG =0 Y = –1 ≡ Y_POS = 0 и Y_NEG =1 K = TI/(T_PROC × GAIN)

Детальное описание Параметрическое описание. Структура трехпозиционного регуля-

тора представлена на рис. 6.39. Посредством задания постоянных времени TI и T_PROC динамической обратной связи достигается имитация поведения ПД-регулятора (рис. 6.40)

Рис. 6.39. Структурная схема трехпозиционного регулятора

185

ERR_EFF

Y_POS

Y_NEG

(+)

(–)

(+)

(–)

Y_POS

Y_NEG

ERR_EFF

HYS

–1

Рис. 6.40. Имитация поведения ПД-регулятора

Параметр GAIN должен быть больше 0. Если TI = 0 или GAIN ≤ 0(ошибка конфигурации), функциональ-

ный блок продолжает работать. Однако обратная связь будет выключена и блок будет функционировать как обычный трехпозиционный регу-лятор.

Если T_PROC=0 (ошибка конфигурации), функциональный блок

продолжает работать, но при этом T_PROC=60 с.

Внутренние вычисления осуществляются при использовании абсо-

лютных значений параметров HYS и DB.

Параметр DB определяет точку переключения для выходов Y_POS

Параметр HYS устанавливает переключение гистерезиса, т. е., те

точки, из которых Y_POS и Y_NEG переключаются обратно в «0». Значение HYS обычно устанавливается в размере 0.5 % от max (SP-

PV).

Режимы функционирования отражены в таблице

Режим Вход R автоматический 0 сброса 1

Автоматический режим. В этом режиме функциональный блок

работает в соответствии с таблицей параметрического представления.

186

Режим сброса. В режиме сброса значение внутренней обратной

BOOL REAL REAL REAL REAL TIME TIME REAL BOOL

TWOPOINT_CON1

MAN HALT SP PV GAIN Y DB ERR_EFF LAG_NEG LAG_POS HF_MAN YMAN

BOOL REAL

связи вычисляется как SP-PV. Выходы Y_POS и Y_NEG устанавливаются в 0.

Ошибки функционирования. Если GAIN ≤ 0, выводится предупре-

ждение. В этом случае регулятор функционирует без обратных связей.

Если TI = 0, выводится предупреждение. В этом случае регулятор

функционирует без обратных связей.

Если T_PROC = 0, выводится предупреждение. В этом случае регу-

лятор функционирует с T_PROC = 60 с.

Если HYS > 2 × DB, выводится сообщение об ошибке.

6.6.2.6. Двухпозиционный регулятор

с двумя обратными связями (TWOPOINT_CON1)

Краткое описание

Функциональный блок имитирует двухпозиционный регулятор.

Имитация поведения ПИД-регулятора достигается посредством использования двух динамических обратных связей.

Специфические характеристики функционального блока:

• ручной, автоматический режимы и режим останова,

• две внутренние обратные связи (фильтры первого порядка).

Представление

• Символическое

187

• Параметрическое

Параметр

Тип данных

Значение

REAL

Заданное значение

GAIN

REAL

Коэффициент обратной связи

LAG_NEG

TIME

Постоянная времени быстрой обратной связи

HYS

REAL

Гистерезис двухпозиционного переключения

HF_MAN

REAL

YMAN

BOOL

«1»= Значение ERR_EFF в ручном режиме

ERR_EFF

REAL

Эффективная ошибка системы

Двухпозиционное поведение (без обратной связи)

Отрицательная обратная связь

> 0

Предупреждение (отрицательная обратная связь с LAG_POS)

Предупреждение (положительная обратная связь отключена)

MAN BOOL «1»= ручной режим HALT BOOL «1»= режим останова

PV REAL Переменная процесса

LAG_POS TIME Постоянная времени медленной обратной связи

DB REAL Зона нечувствительности

Фактор сброса обратной связи в %( 0 ÷ +100)

Y BOOL «1»= Выходное значение

Детальное описание Параметрическое описание. Структура двухпозиционного регу-

лятора представлена на рис. 6.41. Посредством задания постоянных времени динамических обратных связей достигается имитация поведения ПИД-регулятора (рис. 6.42).

Параметризация функционального блока осуществляется заданием

коэффициента обратной связи GAIN и постоянных времени LAG_POS и LAG_NEG (см. таблицу).

Обратная связь LAG_NEG LAG_POS

Отрицательная + положительная обратные связь > 0 >LAG_NEG

=0 > 0

>LAG_POS > 0

188

GAIN G(p)= 1+LAG_NEG × p

GAIN G(p)=

1+LAG_POS × p ERR_EFF

PV xr1

xr2

(+)

(–)

(+)

(–)

(+)

(–)

ERR_EFF

(+)

(–)

(+)

(–)

ERR_EFF

xr1 xr2

Рис. 6.41. Структурная схема двухпозиционного регулятора

Рис. 6.42. Имитация поведения ПИД-регулятора

Параметр GAIN должен быть больше 0. Для XF_MAN должно быть задано значение в диапазоне(0…+100). Параметр DB определяет переключение гистерезиса, т. е. то значе-

ние, на которое ERR_EFF должна быть уменьшена от точки переключения DB/2 до того, как выход Y переключится из «1» в «0». Значение DB обычно устанавливается в размере 1 % от max (SP-PV).

189

Режимы функционирования. Существует три режима функцио-

нирования, которые могут быть выбраны параметризацией входов MAN и HALT (см. блок PI1).

Автоматический режим. В этом режиме функциональный блок

работает в соответствии с таблицей параметрического представления.

Ручной режим. В ручном режиме значение YMAN выводится на

выход Y. Значения xr1 и xr2 вычисляются следующим образом:

xr1=XF_MAN × GAIN/100, xr2=XF_MAN × GAIN/100.

Режим останова. В режиме останова выход Y хранит последнее

вычисленное значение. xr1 и xr2 принимают значение GAIN × Y.

Ошибки функционирования. Если LAG_NEG=0 и LAG_POS > 0,

LAG_POS.

Если LAG_POS < LAG_NEG > 0, выводится предупреждение. Это

означает, что регулятор функционирует только с отрицательной обратной связью с постоянной времени LAG_NEG.

Если XF_MAN < 0 или XF_MAN > 100, выводится предупреж-

дение. Это означает, что регулятор функционирует без обратных связей.

Если HYS > 2 × DB, выводится сообщение об ошибке.

6.6.3. Управление с обратной связью для профессионалов (CLC_PRO)

С помощью блоков FFB, входящих в раздел CLC_PRO библиотеки Obsolete Lib, могут выполняться различные функции регулирования и управления. К этим блокам относятся:

• ALIM(2

второго порядка;

• COMP_PID(Complex PID Controller) – комбинированный ПИД-

регулятор;

• DEADTIME(Dead Time Element) – элемент временной задержки;

• DERIV(Differentiator with Time Lag) – дифференциатор со сгла-

живанием;

Degree Slew Rate Limiter) – ограничитель скорости

190

• FGEN(Function Generator) – генератор функций;

• INTEG((Integrator with Output Limiting) – интегратор с ограниче-

нием выходного сигнала;

• LAG(1

первого порядка;

• LAG2(2

Degree Time Limiter) – апериодическое звено (фильтр)

Degree Time Lag Limiter) – звено второго порядка;

• LEAD_LAG (PD Element with Time Lag) – пропорционально-

дифференциальный элемент со сглаживанием;

• PCON2(Two-Position Controller) – двухпозиционный регулятор с

двумя обратными связями;

• PCON3(Three-Step Controller) – трехпозиционный регулятор с

двумя обратными связями;

• PD_or_PI (Algorithm-Adaptive PD/PI Controller) – адаптивный

ПД- или ПИ-регулятор;

• PDM (Pulse Duration Modulation) – времяимпульсный моду-

лятор;

• PI (PI Controller) – ПИ-регулятор;

• PID (PID Controller) – ПИД-регулятор;

• PID_P(PID Controller with Parallel Structure) – ПИД-регулятор с

параллельной структурой;

• PIP (PIP Cascade Controller) – ПИ/П-каскадный регулятор (ПИ-

регулятор с ведомым П-регулятором);

• PPI (PPI Cascade Controller) – П/ПИ-каскадный регулятор (П-ре-

гулятор с ведомым ПИ-регулятором);

• PWM (Pulse Wight Modulation) – блок широтно-импульсной мо-

дуляции;

• QPWM (Quick Pulse Wight Modulation) – блок быстрой широтно-

импульсной модуляции;

• SCON1 (Three-Step Action Controller) – трехпозиционный регуля-

тор с одной обратной связью;

• VLIM (1

Degree Slew Rate Limiter) – ограничитель скорости

первого порядка.

В этой библиотеке подробно рассмотрим генератор функций FGEN, который обычно используется для формирования задающего и возмущающего воздействий по заданной программе, и фильтр второго порядка LAG2.

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1819 / 2119 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]