УП_Моделирование_САР

Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова

И.Г. Самарина

Т.Г. Обухова

Моделирование систем автоматического регулирования на микропроцессорном контроллере Ремиконт Р-130

Утверждено Редакционно – издательским советом университета в качестве учебного пособия

Магнитогорск

2011

УДК __________

Рецензенты:

Самарина И.Г., Обухова Т.Г.

Моделирование систем автоматического регулиро- вания на микропроцессорном контроллере Ремиконт Р-130: Учеб. пособие. – Магнитогорск: ГОУ ВПО

« МГТУ», 2011. – 63 с.

ISBN 978-5-89514-823-5

В пособии представлены основные понятия об измерениях, метрологические характеристики средств измерений, классификация погрешностей измерений. Изложены основные физические принципы датчиков основные законы контактных и бесконтактных средств измерений температуры и вторичные приборы для работы в комплекте с различными датчиками температуры.

Также в пособии представлен лабораторный практикум. В каждой лабораторной работе содержится: цель работы, описание лабораторной установки, порядок выполнения работы, оформление отчёта и контрольные вопросы для самопроверки.

Содержание предлагаемого учебного пособия основано на программе дисциплине « Технические измерения и приборы» изучаемой студентами специальности 220301 « Автоматизация технологических процессов и производств».

УДК ________

ISBN 978-5-89514-823-5

ГОУ ВПО « МГТУ», 2011

Самарина И.Г., Обухова Т.Г.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Изучение алгоритмов статических преобразований на примере выполнения арифметических вычислений

Цель работы:

1.изучить алгоритмы статических преобразований;

2.изучить порядок выполнения процедур программирования и работы контроллера;

3.выполнить вычисление заданной арифметической функ-

ции.

1.Алгоритмы статических преобразований

Библиотека алгоритмов содержит алгоритмы статических преобразований, которые предназначены для обработки входных аналоговых сигналов в соответствии с алгебраическими или арифметическими функциями не использующие текущее время в качестве аргумента. К алгоритмам статического преобразования относятся:

1.СУМ(42) – Суммирование

2.СМА(43) – Суммирование с масштабированием

3.УМД(44) – Умножение-деление.

4.КОР(45) – Корень квадратный

5.МОД(46) – Модуль

6.КУС(47) – Кусочно-линейная функция

7.ОГР(48) – Ограничение

8.СКС(49) – Скользящее среднее

9.ДИС (50) – Дискретное среднее

10.МИН (51) – Минимум

11.МКС (52) – Максимум

12.СИТ (53) – Средний из трех

13.ЭКС (54) – Экстремум

14.МСШ (55) – Масштабирование

Рассмотрим более подробно некоторые алгоритмы из группы статических преобразований.

1.1 Алгоритм СУМ (42) – суммирование

Алгоритм используется для суммирования (без масштабирования) нескольких (до 21) сигналов.

Выходной сигнал алгоритма равен: Y = Xo+X1+X2+... +Xm Число дополнительных (к Х0) суммируемых сигналов 0<m<20 задается модификатором. При m = 0 на входе имеется сигнал Х0, при m=1 – сигнал Х0 и X1 и т.д. Входы-выходы алго-

1

ритма СУМ и его функциональная схема приведены в таблице 1 и на рисунке 1.

Рис.1. Функциональная схема алгоритма СУМ(42) – суммирование

Алгоритм не инициирует обратный счет, но если по инициативе других алгоритмов на каскадный выход Y приходит команда отключения со значением начальных условий Y0, алгоритм выполняет процедуру обратного счета, формируя на каскадном вхо-

де Х0 сигнал: X0 = Y0-(X1+X2+... +Xm).

Этот сигнал вместе с командой отключения транслируется предвключенному алгоритму. Модификатор m = 00 – 20 , масштаб времени MB отсутствует.

1.2 Алгоритм УМД (44) - умножение – деление

Алгоритм предназначен для выполнения математических операций умножения и (или) деления.

Алгоритм перемножает два числа и делит полученное произведение на третье число. Выходной сигнал алгоритма ра-

вен: Y = X1 – Х2/Х3.

Если необходимо выполнить операцию умножения, на вход

2

Х3 задается константа, значение которой является масштабным множителем. Если требуется выполнить операцию деления, константа задается на вход Х2. Входы-выходы алгоритма УМД(44) и его функциональная схема приведены в таблице 2 и на рисунке 2 соответственно.

Рис.2. Функциональная схема алгоритма УМД(44) – умножение–деление

Алгоритм не инициирует обратный счет, но если по инициативе других алгоритмов на каскадный выход Y поступает команда отключения со значением начальных условий Y0, алгоритм выполняет процедуру обратного счета, формируя на каскадном входе

X1 сигнал: Х1 = Y0 Х3/Х2.

Этот сигнал вместе с командой отключения транслируется предвключенному алгоритму. Модификатор m и масштаб времени MB отсутствует.

1.3 Алгоритм КОР (45) - корень квадратный

Алгоритм применяется в схемах статической коррекции. В частности, алгоритм используется для линеаризации характеристики датчика расхода. Входы-выходы алгоритма КОР(45) и его функциональная схема приведены в таблице 3 и на рисунке 3 соответственно.

3

Рис. 5. Схема конфигураций алгоритмов для вычисления арифметической

функции Y = 10 (X1 + X 2 ) X3

Для алгоритмов, используемых в схеме конфигураций, библиотечные номера, значение их модификаторов и масштаб времени указываются в таблице состав конфигураций алгоритмов, таблице 5. Данная таблица в случае достаточно сложной схемы конфигурации существенно облегчает выполнение процедуры заполнения алгоблоков алгоритмами.

Связи между алгоритмами для облегчения программирования сводятся в таблицу « Конфигурирование алгоблоков», таблице 6, в которой также указываются свободные входы алгоритмов, которые задаются как коэффициенты.

Обозначение « т.п.» в поле инверсия обозначает отсутствие инверсии на входе алгоблока (темное поле), в случае инверсии в

6

этом поле указывается знак « –».

Численные значение входных сигналов и параметров настройки сводятся в таблицу « Настройка алгоритмов», таблице 7.

« программирование» путем последовательного выполнения четырех этапов.

3.1Перевод контроллера в режим программирования

иобнуление контроллера

После включения контроллера необходимо произвести перевод контроллера в режим программирования и очистку памяти контроллера от случайной информации и приведения всех общих параметров настройки контроллера к стандартным (заданным по умолчанию).

Перевод в режим программирования производится одновременным нажатием и удержанием комбинации клавиш « ↓» + « →». О переходе в этот режим свидетельствует зажигание ЛИ « ПРОГ».

Для обнуления контроллера с помощью клавиш « ←» « →» пульта настройки выбрать процедуру « ПРИБ» и ввести её в работу нажатием на клавишу « ↑».

В позиции N1 пульта настройки верхнего цифрового индикатора с помощью клавиш « », « » установить значение «00» и нажать на клавишу « ↑». В позиции N3 нижнего индикатора пульта настройки с помощью клавиш « », « » установить значение «01»

«00» и нажать на клавишу « ↑». После этого все индикаторы пуль-

7

та настройки погаснут, и поле N1 появится код «03», который определяет выполнение процедуры обнуления контроллера.

3.2 Занесение алгоритмов в алгоблоки

На этом этапе в процедуре « АЛГ» алгоблоки заносятся алгоритмы. Занесение алгоритмов в алгоблоки производится, последовательно начиная с первого алгоблока в соответствии с таблицей 5 размещения алгоритмов - « Состав конфигураций».

Для занесения алгоритмов в алгоблоки с помощью клавиш « ←» « →» пульта настройки выбрать процедуру « АЛГ» и ввести её в работу нажатием на клавишу « ↑». После этого на пульте настройки засветится поле N1.

Если заполняется первый алгоблок, то значение этого поля равно «01», иначе в позиции N1 пульта настройки верхнего цифрового индикатора с помощью клавиш « », « » установить значение номера заполняемого алгоблока и нажать на клавишу « ↑». Заполнение алгоритмов алгоблоками должно происходить последовательно, пропуск какого либо алгоблока недопустим.

После ввода номера заполняемого алгоблока засветится поле N2 в которое с помощью клавиш « », « » вводится код алгоритма помещаемого в выбранный алгоблок и нажимается клавиша

« ↑».

В зависимости от наличия модификатора и масштаба времени у вводимого алгоритма засветится поле N3 или N4. Если засветится поле N3, то с помощью клавиш « », « » вводится модификатор алгоритма и нажимается клавиша « ↑», а в поле N4 с помощью клавиш « », « » вводится масштаб времени алгоритма и нажимается клавиша « ↑».

После того как все поля будут введены, вся информация вводится, в память контроллера и все индикаторы кроме N1 гаснут. Может производиться заполнение следующего алгоблока.

3.3 Конфигурирование алгоритмов

На этом этапе в процедуре « КОНФ» выполняется связывание алгоблоков. Связывание входов и выходов алгоблоков производится в соответствии с таблицей 6 – « Конфигурирование алгоблоков».

1.Для конфигурирования алгоблоков с помощью клавиш

«←» « →» пульта настройки выбрать процедуру « КОНФ» и ввести её в работу нажатием на клавишу « ↑». После этого на пульте настройки засветится поле N1.

2. В поле N1 с помощью клавиш « », « » указать номер

8