4. Розробка блок-схеми системи автоматичного керування
Рис.8. Блок схема системи автоматичного регулювання процесом сушіння у виробництві пива.
Рпсн- витрата повітря під нижню решітку; Тпсн- температура під нижньою решіткою; Тпсв- температура під нижньою решіткою.
5. Розробка програми функціонування вибраних засобів автоматизації
Віртуальна структура (не явна), описує інформаційну організацію контролера і представляє властивості контролера як ланки системи керування. В Реміконті Р-130 частина віртуальної структури реалізована апаратно, а частина - програмно.
Контролер запрацює тільки тоді, коли в алгоблок в процесі технологічного програмування буде записаний який-небудь алгоритм з бібліотеки алгоритмів. В кожний алгоблок можна внести тільки один алгоритм з бібліотеки алгоритмів, яка відноситься до даної моделі контролера.
Бібліотека алгоритмів - це перелік алгоритмів керування, які в процесі настройки контролера заносяться в алгоблоки. Алгоритми дозволяють вирішувати задачі автоматичного регулювання, задачі логіко-програмного керування, виконують статичні, математичні, логічні і аналого-дискретні перетворення сигналів.
Якщо взяти загальний випадок, то алгоритм складається з функціонального ядра і має свої входи і виходи. Алгоритм має дві групи входів: сигнальні, які виконують функцію алгоритму, і настроювальні, які керують параметрами настройки. Ці входи - рівноправні, тобто, мають однакові можливості конфігурування. Вихід - це результат обробки вхідних сигналів. Кожний вид алгоритму може мати свою кількість входів і виходів, але максимальне число входів - 99, а виходів - 24. Входи, як сигнальні, так і настроювальні мають нумерацію від 01 до 99, а виходи від 01 до 24.
Входи алгоритму можуть бути явними (ті які довільно конфігуруються) і деякі алгоритми (алгоритми вводу-виводу, прийому-передачі, оперативного керування) мають неявні входи-виходи (спеціального призначення, які не конфігуруються, а автоматично з’єднуються з апаратурою, яку має обслуговувати даний алгоритм).
Кожний алгоритм має свій бібліотечний номер, під яким він зберігається в бібліотеці. Алгоритм викликається з бібліотеки за двох значним десятковим кодом. Алгоритм може мати модифікатор , який задає додаткові властивості алгоритму. Модифікатор задає число однотипних операцій, які виконує один алгоритм. Може задавати набір певних параметрів. Деякі алгоритми модифікатора не мають.
Ті алгоритми, робота яких зв’язана з часом, мають масштаб часу (регулювання, програмований задавач, таймер і т.п.). І модифікатор і масштаб часу розширюють можливості алгоритмів. Деякі алгоритми з однаковим номером, але розміщений в різні алгоблоки можуть мати свій модифікатор і масштаб часу.
Програму функціонування розроблюємо двох контурів регулювання:
- температури під верхніми гратами - програмне підняття температури;
- витрати повітря під нижні грати, з корекцією по температурі.
Уніфікований струмовий сигнал 0-5мА від ПВП поступає на вхід аналоговий групи А (ВАА). Вихід цього алгоритму з’єднується з входом (02) алгоритму РАН, що реалізує аналогове регулювання.
Алгоритм ЗДН формує завдання для алгоритму РАН, тобто вихід ЗДН (01) заводиться на вхід алгоритму РАН (01).
Вихідний сигнал алгоритму РАН (01) поступає на вхід (01) алгоритму РУЧ. Для оперативного контролю за контуром та для зв’язку з панеллю контролера використано алгоритм ОКО.
Алгоритм РАН - регулювання аналогове, формує ПІ - закон регулювання і має такі настроювальні параметри:
Км - коефіцієнт масштабування;
Тф - стала часу фільтра;
АХ- зона нечутливості;
Кп - коефіцієнт пропорційності;
Ті - стала часу інтегрування;
Тм - час повного ходу ВМ.
Сигнал завдання для алгоритму РАН формує алгоритм ЗДН. На вхід алгоритму ЗДН (04) надходить сигнал від входу Хздн (01), алгоритму оперативного контролю ОКО, що дозволяє за допомогою клавіш лицевої панелі контролера змінювати режим керування, режим завдання, змінювати вихідний сигнал регулятора в режимі ручного керування, а також можливість контролювати сигнал завдання, розузгодження, вхідний та вихідний сигнал.
Номер алгоблоку ОКО вказує на номер контуру. Номер алгоритму ОКО в бібліотеці - 01. Алгоритм використовується у випадках коли необхідно керувати контуром регулювання з лицевої панелі контролера. Алгоритм дозволяє за допомогою клавіш лицевої панелі змінювати режим керування, режим завдання, керувати програмним задавачем, змінювати вихідний сигнал регулятора, сигнал завдання, а також контролювати сигнали завдання, розузгодження, вхідний і вихідний сигнали, параметри програмного задавача.
Позначення входів алгоритму ОКО:
- 01 (Хздн) - сигнал завдання;
- 02(Хв) - вхдний сигнал;
- 03(W0) - 0% в технічних одиницях;
- 04(W100) - 100% в технічних одиницях;
- 05(Хе) - сигнал розузгодження;
- 06(Хруч) - сигнал ручного керування;
- 07(Хвр) - вихідний сигнал ругулятора;
- 08(Z) - будь-який вибраний сигнал;
- 09(Nz) - тип сигналу на вході Z;
- 10(Nok) - помилка контуру;
- 11(Хздл) - сигнал завдання в локальному режимі;
- 12(Хвхл) - вхідний сигнал допоміжного регулятора;
- 13(W0л) - 0% в технічних одиницях для допоміжного регулятора;
- 14(W100л) - 100% в технічних одиницях для допоміжного регулятора в локальному режимі;
- 15(ХЕЛ) - сигнал розузгодження для допоміжного регулятора.
Програмний задавач ПРЗ формує кусочно-лінійну функцію апроксимації за часом, що складається з декількох (до 47) відрізків. Для кожного відрізка задається його тривалість у часі і кінцевій ординаті. Передбачено можливість пускати, зупиняти і скидати програму. Програма може виконуватися задане число раз.
Алгоритм використовується при програмному регулюванні в сполученні з алгоритмом завдання ЗДН.
У стані скидання сигнал Y на виході алгоритму має початкове значення Y0=ХQ). Після пуску сигнал Y починає змінюватися відповідно до заданої програми. Параметри Xj і Тj на входах настроювання задають відповідно кінцеві ординати і тривалість окремих ділянок програми. Якщо вихід Y з'єднаний з одним із входів Хпр алгоритму завдання ЗДН, то пускати, зупиняти
і скидати програму можна за допомогою клавіш лицьової панелі. Крім того, незалежно від зв'язку з алгоритмом ЗДН, алгоритм ПРЗ переводиться в стан "пуск", "стоп", "скидання" за допомогою дискретних сигналів відповідно Сп, Сcт і Ссб , що надходять на вхід алгоритму. При цьому команди "пуск" і "стоп" діють по передньому фронті (тобто при переході сигналу зі стану лог. О у лог. 1). Сигнал "скидання" є пріоритетним, тобто при наявності лог. 1 на вході "скидання" алгоритм переходить у стан "скидання" і не може бути переведений в інші стани ні за допомогою лицьової панелі, ні за допомогою дискретних команд на вході алгоритму. Однак, якщо алгоритм був переведений у стан "скидання" за допомогою лицьової панелі, воно може бути пущений дискретною командою "пуск" на вході алгоритму. Якщо команди "пуск" і "стоп" прийшли на вхід алгоритму одночасно, то виконується команда "стоп".
Опис програми функціонування регулятора витрати теплого повітря під
нижні грати.
В даній програмі реалізоване регулювання витрати теплого повітря під нижні грати з корекцією по температурі під ними. Уніфіковані струмові сигнали подаються на вхід алгоритму ВАА (010707) від нормуючих перетворювачів.
З виходу 01 алгоритму ВАА (010707)сигнал про значення вирати повітря під нижні грати йде на вхід 02(Хвх) алгоритму РАН2(06 20 00) і на вхід 02(Хвх) алгоритму ОКО(14 115). ). З виходу 02 алгоритму ВАА на вхід 04(ХВН) алгоритму ЗДН(03 24 00) поступає сигнал зовнішнього завдання, котрий в свою чергу йде на вхід 01(ХЗДН) алгоритму РАН2 (06 20 00) і на вхід 01(ХЗДН) алгоритму ОКО(ОН 115). Також на вхід 03(Хвр) ОКО(ОН 115).
Сигнал про значення температури під нижніми гратами 3 виходу 02 алгоритму ВАА (010707)сигнал йде на вхід 02(Хвх) алгоритму РАН1 (04 20 00). Також на аналоговий регулятор поступає сигнал завдання від алгоритму ЗДН (03 24 00). Вихід алгоритму РАН (04 20 00) через ЗДЛ (05 25) подається на вхід Хздн,л РАН2 (06 2 00).
Вихідний сигнал Y(01) з алгоритму РАН2 приходить на вхід 01 (Хк) блоку РУЧ (09 26) і далі поступає на вхід Х1 алгоритму ПЕР (010 57 02). Дискретний сигнал перемикання з ручного керування на автоматичне і навпаки приходить на вхід алгоритму ВДБ (02 10 02) від БРУ-7. З виходу алгоритму ВДБ(021002) дискретний сигнал приходить на вхід 02(з інверсією) і 04 алгоритму ПЕР (10 57 02).
З виходу Y ПЕР (010 57 02) керуючий сигнал проступає на вхід алгоритму ОКО (014 107) і АВА (017 11 01), де формується аналоговий сигнал, що подається на вхід регулюючого клапана Samson 241-1, що оснащений електропневматичним перетворювачем.
Опис програми функціонування регулятора температури під
верхніми гратами.
В даній програмі реалізоване аналогове програмне регулювання температури в сушці солоду під верхніми гратами.
Уніфікований струмовий сигнал про значення температури в сушці солоду під верхніми гратами приходять на вхід 04 алгоритму ВАА (010707) від нормуючого перетворювача БУС-20. З виходу 04 алгоритму ВАА (010707) сигнал йде на вхід 02(Хвх) алгоритму РАНЗ (08 20 00). Також на аналоговий регулятор поступає сигнал завдання від алгоритму ЗДН (07 25 00), що отримує сигнал від програмного задавача ПРЗ (13 27 00 ) і зовнішнього завдання з виходу 05 алгоритму ВАА (010707), яким визначається початкова температура нагріву. Вихід алгоритму РАНЗ (08 20 00) через ЗДЛ (05 25) подається на вхід Х(К) алгоритму РУЧ (11 26). Вихідний сигнал Y(01) з алгоритму РАНЗ приходить на вхід СІ(01) алгоритму ПЕР (12 57 02). На вхід С2 ПЕР (12 57 02) від БРУ про вибраний режим керування, який йде також на алгоритм ОКО (15 107). З виходу Y ПЕР (12 57 02) керуючий сигнал проступає на вхід алгоритму ОКО (15 107) і АВА (017 11 01), де формується аналоговий сигнал, що подається на вхід регулюючого клапана Samson 241-1, що оснащений електропневматичним перетворювачем.