Методические указания рассмотрены и рекомендованы к изданию методическим семинаром кафедры автоматики и компьютерных систем автф «17» сентября 2009 (стр. 2 из 4)
Измерение уровней в емкости Е3 осуществляется дискретным уровнемером на базе промышленного реле уровня РОС-301. Первичные измерительные преобразователи (LE), имеющие позиционные обозначения 2-1, 2-2, представляют собой чувствительные элементы. При достижении жидкостью уровня, на котором они находятся, происходит передача дискретного сигнала, аппаратурой измерения уровня. На основе полученной информации, контроллер Ремиконт Р-130 осуществляет управление путем включения и отключения насоса, имеющего позиционное обозначение 2-9, при помощи пусковой аппаратуры (NS) с позиционным обозначением 2-7.
В качестве насоса используется насос от омывателя автомобилей, который перекачивает жидкость из емкости Е3 в напорную емкость Е1, и тем самым, обеспечивает непрерывную подачу воды из Е1 в Е2.
В этом контуре предусмотрен орган ручного управления насосом (HS). На функциональной схеме орган ручного управления имеет позиционное обозначение 2-8.
Контроль за работой насоса осуществляется с помощью технологической сигнализации, которая сообщает информацию о состоянии
насоса (включено или выключено). Технологическая сигнализация выполнена с использованием ламповых индикаторов (LA), имеющих позиционные обозначения 2-10 и 2-11.
В данной системе предусмотрена аварийная сигнализация, которая сообщает о превышении допустимого значения уровня в емкости Е3, что свидетельствует об отказе насоса.
Измерение уровня осуществляется дискретным уровнемером на базе реле уровня РОС-301. Первичный измерительный преобразователь (LE) имеет позиционное обозначение 3-1. Аппаратура для измерения уровня (LT) имеет позиционное обозначение 3-2.
Сигнализация выполнена с использованием ламповых индикаторов (LA) с позиционным обозначением 3-4.
Контроль за ходом процесса ведется с помощью лицевой панели контроллера «Ремиконт Р-130».
В верхнем левом углу, имеется цифровой индикатор, указывающий номер контура регулирования, задействованный в данный момент.
В верхнем правом углу находится цифровой индикатор, показывающий сигнал задания, относительно которого производится регулирование уровня в емкости Е2. Этот сигнал задается, как правило, вручную, при помощи клавиатуры лицевой панели контроллера.
Под цифровым индикатором показывающим сигнал задания, находится цифровой индикатор отображающий значение контролируемого параметра в процентах. В данном случае контролируемым параметром является значение уровня жидкости в емкости Е2. Аналоговый сигнал, несущий информацию о величине уровня жидкости в емкости Е2, поступает на аналоговый вход контроллера ВА1 от устройств, имеющих позиционные обозначения 1-1 и 1-2. Далее программно выполнен вывод этого аналогового сигнала на лицевую панель контроллера, а также дискретными сигналами, поступающими на дискретные выходы ДВ2 и ДВ3, производится включение технологической сигнализации, сообщающей о превышении или понижении допустимого значения уровня жидкости в емкости.
Параллельно с этим, по результатам измерения, микропроцессорный контроллер формирует выходные импульсные сигналы, управляющие работой пусковой аппаратуры (NS 1-3), а следовательно и МЭО (1-5), поступающие с импульсного выхода ИВ1. Направление вращения МЭО отображается на лицевой панели при помощи ламповых индикаторов «t» и «u», что значит "больше" и "меньше" соответственно.
Для визуального наблюдения за ходом процесса регулирования, информация о уровне жидкости в емкости Е2, сигнал задания, а также сигнал с указателя положения МЭО, по интерфейсному каналу связи, в цифровом виде подаются на ПЭВМ. В дальнейшем эти сигналы, с помощью программного обеспечения, в виде временного графика выводятся на экран монитора ПЭВМ.
4. Алгоритмическое и программное обеспечение стенда
Алгоритмическая структурная схема, отображающая алгоритм работы контроллера, представлена на рисунке 3.
Алгоритмическое обеспечение контроллера позволяет ему выполнять следующие функции:
- ввод двух аналоговых и трех дискретных сигналов;
- отображение на цифровых индикаторах лицевой панели всех аналоговых сигналов;
- формирование дискретного сигнала управляющего работой насоса;
- формирование дискретных сигналов при выходе уровня воды в емкости Е2 за установленные пределы;
- управление исполнительным механизмом;
- вывод трех дискретных и одного импульсного сигналов.
Ввод аналоговых сигналов обеспечивается алгоритмом ВАА(07), размещенным в пятом алгоблоке.
В алгоблоке 06 установлен алгоритм ЗДН(24) – задание. Алгоритм применяется для формирования сигнала ручного задания в контуре регулирования и задания верхней границы изменения сигнала.
В алгоблоке 07 размещен алгоритм РИМ(21) – регулирование импульсное. Алгоритм использован при постройке ПИД регулятора, работающего в комплекте с исполнительным механизмом.
В алгоблок 08 помещен алгоритм РУЧ(26) – ручное управление. Алгоритм переключает регулятор в дистанционный и ручной режимы работы. В ручном режиме выходной сигнал изменяется вручную.
Преобразование аналогового сигнала, сформированного импульсным регулятором, в последовательность импульсов переменной скважности осуществляется алгоритмом ИВБ(16). Алгоритм размещен в 09 алгоблоке.
 |
Алгоритм ОКО(01) - оперативный контроль, используется для оперативного управления контуром регулирования с помощью лицевой панели контроллера. Алгоритм имеет модификатор m=05, что в соответствии с библиотекой алгоритмов говорит о том, что обеспечивается работа обычного импульсного регулятора, способного работать в режиме дистанционного управления (ДСТ).
Перечисленные выше алгоритмы входят в стандартную конфигурацию РЕГИ – регулятор импульсный.
Используемая стандартная конфигурация РЕГИ дополнена несколькими алгоритмами.
В алгоблоках 10 и 11 находятся алгоритмы ФИЛ(35) (фильтрация), обеспечивающие фильтрацию вводимых аналоговых сигналов.
Алгоритм МСШ(55) -масштабирование, размещенный в 12 алгоблоке используется для сведения отфильтрованного выходного сигнала датчика и выходного сигнала указателя положения, в один алгоблок, для дальнейшей передачи их в ПЭВМ. А также для масштабирования этих сигналов в случае необходимости.
В алгоблок 17 помещен алгоритм АНР(30) – автонастройка регулятора. Алгоритм используется для автоматизации расчета динамической настройки регулятора и применяется совместно с алгоритмом РИМ.
В алгоблоке 15 помещен алгоритм ОГР(48) – ограничение. Алгоритм вырабатывает дискретные сигналы DВ=1, или DН=1, при выходе сигнала датчика за допустимые пределы (верхний или нижний), на 2 или 3 выходах соответственно, что обеспечивает технологическую сигнализацию.
Алгоритмы, находящиеся в алгоблоках 13 и 14, служат для управления насосом.
В алгоблоке 13 помещен алгоритм ВДБ(10) – ввод дискретный группы Б. Этот алгоритм служит для связи функциональных алгоритмов с дискретными входными сигналами. С его помощью вводятся сигналы уровня жидкости в емкости Е3.
Алгоритм ТРИ(76) – триггер, расположенный в 14 алгоблоке, выдает сигнал включения или отключения насоса, при достижении жидкостью в емкости Е3 определенных уровней.
В алгоблоке 16 помещен алгоритм ДВБ(14) – дискретный вывод группы Б. Алгоритм применяется для связи функциональных алгоритмов с аппаратными средствами дискретного вывода. С его помощью производится вывод сигналов технологической сигнализации и управления насосом.
В качестве программного обеспечения в лабораторной работе используется программный продукт LabVIEW 4.0.
Пакет LabVIEW фирмы National Instruments Corporation, США, который является стандартом de facto для широко используемой инженерами развитых стран компьютерной технологии, суть которой заключается в том, что специалист, находясь в специальной графической среде, настроенной на его прикладную область, общается с техническими средствами посредством создаваемых на экране дисплея приборных панелей, диаграмм, схем, графиков, и т. п. При этом в зависимости от целей пользователя реальное оборудование или процесс могут быть подключены к системе или моделируются. Режим моделирования обычно служит целям проектирования, оценивания или обучения.
Пакет LabVIEW - графическая альтернатива обычному программированию - предназначен для создания измерительных систем и предоставляет программные средства, которые требуются в области испытаний и измерений. C помощью LabVIEW можно формировать программы, называемые виртуальными приборами (ВП), вместо написания текста программ. ВП состоит из лицевой панели и блок - схемы, состоящей из пиктограмм (условных обозначений) и соединений. Лицевая панель - это интерфейс с пользователем, блок-схема - это исходный текст ВП, а пиктограммы и соединения - это интерфейс с библиотечными функциями. Блок-схема поддерживает ввод/вывод, вычисления, и виртуальные субприборы (субВП), которые представляются пиктограммами и соединяются линиями, отображающими потоки данных. Компоненты ввода/вывода сообщаются непосредственно со встроенными в компьютер платами сбора данных или через контроллер интерфейса КОП (GPIB) с внешними приборами.
Вычислительные компоненты выполняют арифметические и другие операции. СубВП вызывают другие, нижестоящие ВП.
LabVIEW - система программирования общего назначении с расширенными библиотеками функций и подпрограмм для любой задачи программирования. LabVIEW так же содержит специализированные библиотеки для ввода данных, GPIB, выполняет последовательное управление, анализ данных, представление данных, и сохраняет данные в памяти. LabVIEW так же включает стандартные инструментальные средства программной разработки, так что Вы можете установить точечные разрывы, оживить выполнение, чтобы увидеть как данные проходят программу, и шаг через программу, чтобы сделать отладку и легче запрограммировать разработку.