Программное обеспечение конроллеров. Алгоритмы

1.

Алгоритмы
РАН – аналоговое рег. Звено, выделяющее
сигнал рассогласования, который
суммирует, фильтруется и инвертируется.
Сигнал рассогласования Е на выходе этого
звена
Е X1 K м Х 2
без фильтра . Фильтр нижних частот
W p
1
Тф р 1
Зона нечувствительности не пропускает на
свой выход сигналы, значения которых
Tg
находятся внутри значения зоны К g
Ти

2.

3.

Алгоритм РАН может использоваться в качестве
ПИД и П-регуляторов. В ПИД-регуляторах
устанавливается Т и . Для получения ПРегулятора следует установитьТ и . К g .
Ограничитель ограничивает выходной сигнал
алгоритма по max и min. Уровни ограничения
устанавливаются коэффициентами X max X min
Алгоритм имеет 4 выхода: два из них Dmax Dmin
Фиксируют момент поступления ограничения
выходного сигнала У.

4.

При дискретном сигнале Снас=1 алгоритм
переходит в режим настройки и в замкнутом
контуре регулирования устанавливаются
автоколебания. Снас=0 – режим работы.
ЗДН – задание, для формирования сигнала
ручного задания в контуре регулирования.
Алгоритм содержит узел ручного задания, узел
динамической балансировки, переключатель
вида задания и переключатель программ.

5.

Алгоритм имеет модификатор m 40, который
определяет число независимых программных
задатчиков. Есл программные задатчики
отсутствуют, то m=0.
С помощью переключателя вида задания
выбирается один из трех видов: ручное задание
РЗ, программное заданиеПЗ, внешнее задание
ВЗ. Для этого, вид задания можно было
изменять и с помощью клавиш, расположенных
на лицевой панели Р-130, к выходу У здн
подключается вход X здн алгоритма
ОКО(оперативный контроль).

6.

В режиме ручного задания сигнал задания
изменяется вручную. В режиме программного
задания сигнал задания поступает со входов Xnpi.
В режиме внешнего задания сигнал поступает с
входа Хвн. Этот вход может быть подключен к
входу любого алгоблока.

7.

Статическая балансировка действует только на
узел ручного задатчика. Если статическая
балансировка не включена Ссб=0, сигнал узла
ручного задатчика при переключениях режима
задания не изменяется (а также при отключении
алгоритма). При включенной статической
балансировке Ссб=1, отключенный узел РЗ
отслеживает текущее задание (в режимах ПЗ и
ВЗ); после выключения РЗ последние значение
сигнала задания запоминается, но затем м/б
изменено вручную.

8.

Если включена динамическая балансировка
Сдб=1, то при любых переключениях вида
задания и отключении алгоритма ЗДН командой
обратного счета узел ДБ вырабатывает сигнал
компенсации, с помощью которого выходит
сигнал Уздн в первый момент после
переключения сохраняется неизменным.

9.

Затем сигнал компенсации, с помощью которого
выходной сигнал Уздн в первый момент после
переключения сохраняется неизменным. Затем
сигнал компенсации уменьшается по модулю до
нуля с постоянной скоростью, задаваемой входом
Yдб, при этом сигнал Уздн плавно переходит к
текущему значению РЗ, ПЗ или ВЗ.

10.

m=0 программные задатчики отсутствуют
m ≤ 40 есть до 40 программных задатчиков
ОКО – оперативный контроль
Vдб – скорость уменьшения до нуля

11.

ЗДЛ – задание локальное
Алгоритм используется в составе каскадного
регулятора. Он необходим, если должно
предусматриваться переключение каскадного
регулятора в локальный режим и ручное
изменение задания ведомого регулятора.
Алгоритм включается между ведомым и
ведущим регуляторами. Содержит узел ручного
задания и переключатель режимов. В положении
КУ (каскадное управление) сигнал на входе Х
передается на его выход.

12.

13.

При переходе в локальный режим связь между
ведущим и ведомыми регуляторами разрывается
и выходу Ук подключается узел РЗ. Это задание
может изменяться вручную с помощью клавиш
лицевой панели. В каскадном режиме на выходе
Длок=0; в локальном Длок=1.

14.

Алгоритм ЗДН является инициатором команды
отключения. Эта команда формируется на
каскадном входе Х в том случае, когда
установлен локальный режим управления. Эта
команда вместе с значением начальных условий
Х0=Y передается пред включенному алгоритму.
При каскадном режиме РЗ отслеживает текущее
значение выходного сигнала алгоритма, так что
переключение в локальный режим происходит
безударно.

15.

АНР – автонастройка регулятора. Алгоритм
используется для автоматизации расчета
динамической настройки регулятора и
применяется совместно с алгоритмами РАН и
РИМ. АНР содержит три узла:
- выделения сигнала рассогласования и текущих
значений Кп и Ти
- анализа параметров колебаний
- расчета параметров настройки;
После выделения значений Ɛ, Кп и Ти начинается
анализ параметров колебаний по команде Спс=1.

16.

- настройка основана на анализе автоколебаний в
контуре регулирования.
- для установки автоколебаний РАН (РИМ)
переводится в режим настройки, при этом контур
не должен быть отключен (не переведен на
ручной режим) и при колебаниях не должен
достигаться порога ограничения.
- настройка выполняется для ПИ-закона
регулирования. Если предполагается
использовать ПИД-закон, то после определения
Кп и Ти в РАН устанавливается
Кg=Тg/Ти≈0.1…0.3. Кп – при этом увеличивается
на 10 – 40%.

17.

- настройка выполняется итеративным способом:
анализируются параметры колебаний для
текущих параметров настройки, по ним
определяются новые параметры, эти параметры
устанавливаются в алгоритме РАН (РИМ), после
чего определяются новые параметры настройки,
и так до тех пор, пока новые значения
параметров Кп и Ти будут приблизительны
текущим значениям. Обычно требуется 3-5
циклов итераций.

18.

Автоматический анализ колебаний:
По сигналу Дкон=1 определяют конец анализа
→(1 цикл). Амплитуда и период колебаний
считывают с помощью пульта настройки.
Возможна ручная оценка колебаний – пульт
настройки + секундомер. Оцениваются Амн
колебаний и период К2 и К3 – зависящие от τ/т и
степени затухания М определяются по
нрафикам.
По К2 и К3 рассчитывают АНР Кпр и Тир.

19.

20.

Последовательность действий при настройке:
1) выбирается один из трех вариантов настройки:
ручная оценка параметров колебаний,
автоматический анализ параметров колебаний,
автоматический расчет параметров настройки.
2) задается М или степень затухания ψ. Но ψ по
графику определяется М.
3) Оценивается порядок объекта (1й или 2й) и
τ/т.

21.

4) если автоматический расчет не используется:
по графику определяются коэффициенты К1, К2,
К3. На входе устанавливаются К1 и Хно; после
чего алгоритм переводится в режим настройки.
Параметры колебаний определяются или
вручную на выходе УƐ РАН или автоматически
на выходах Ук и Тк АНР. Затем по формулам
определяются Кпр и Тир.
5) если предполагается использовать
автоматический расчет параметров настройки;
на входе АНР устанавливаются К2 и К3, а
рассчитанные параметры настройки
фиксируются на выходе Кпр, Тир АНР.

22.

Аналоговый стандартный регулятор
С помощью алгоритма ОКО (опер. контроль)
организуется оперативное управление. Сигнал,
поступающий на вход «здн» этого алгоритма
всегда выводится на верхний цифровой
индикатор «задание» лицевой панели. На
нижний цифровой индикатор избирательного
контроля в положении «вх», «Ɛ», «вых»
поступают сигналы, приходящие на входы вх, Ɛ,
ВР ОКО. «вх» - подключается к регулируемому
параметру; ВР – выход регулятора.

23.

Аналоговый стабилизирующий регулятор

24.

Сигнал на этом входе поступает не только на
нижний цифровой индикатор в положении
«вых», но и так же на шкальный индикатор. По
шкальному индикатору ориентировочно (с
разрешенной способностью 5%)
контролируется выходной сигнал регулятора
независимо от того, какой сигнал в данный
момент выводится на цифровой индикатор
избирательного контроля.

25.

Алгоритм ОКО имеет два настроечных входа W0
и W100. На этих входах задаются константы,
определяющие технические единицы, в которых
контролируется задание, входа Ɛ. Каждая из
констант на входах W0 и W100 могут задаваться в
диапазоне от -1999 до 9999 с шагом 1. Константа
на входе W0 определяет число соответствующее
0% сигнала задания, входа и Ɛ, а константа на
W100 – число, соответствующее 100% сигнала.

26.

Например, если регулируется температура
которая может изменяться от 600 до 1200С и
используется БУТ, настроенный т.о., что 600С –
0; а при 1200С – 5мА (100%), то W0=600,
W100=1200.
Аналоговые сигналы вводятся в контроллер с
помощью АЦП, однако, для того, чтобы
«подключиться» к ним (АЦП), необходимо
задействовать алгоритм ввода аналогового –
ВАА (гр. А), ВАБ – гр.Б.
АВА (АВБ) – в них корректируется «нуль» и
диапазон изменения выходного сигнала.

27.

Каскадные регуляторы
Каскадный регулятор состоит из ведущего и
ведомого регуляторов. При переходе в локальный
режим ведущий регулятор безударно
отключается, а задание ведомому регулятору
устанавливается вручную с помощью алгоритма
ЗДЛ. Возврат в каскадный режим выполняется
также безударно. На рисунке заданы технические
единицы для ведущего регулятора 0 (0%) и 1200
(100%), для ведомого – 10 (0%), и 50 (100%). В
первом случае это могут быть градусы Цельсия,
во втором – давление в атмосферах.

28.

Каскадный регулятор