Автоматизированные технологические комплексы

ограничении скорости в алгоритме "Ограничение скорости".

3. Функциональные возможности.

Регулирующий контроллер РЕМИКОНТ Р-130 является программируемым

устройством. При подготовке к работе в нем программным путем создается

структура, которая описывает информационную организацию контроллера и

характеризует его как звено системы управления,

получившая название виртуальной - т.е. не существующая как

физическое тело. Эта виртуальная структура реализуется с помощью как

аппаратных , так и программных средств.

3.1. Виртуальная структура.

Основным преимуществом микропроцессорных средств автоматического

управления и регулирования является программируемость. Микропроцессорный

контроллер по сути является миниатюрной электронной вычислительной

масшиной(ЭВМ),решающей конкретную задачу. Как и ЭВМ контроллер имеет порты

ввода и вывода информации и арифметическо-логическое устройство

(алгоритмические блоки) для ее обработки. При подготовке контроллера к

работе в него вводится программа в которой определяются порты ввода -

вывода информации , а также алгоритм его обработки. Таким образом, как бы

создается структурная схема .

Рис.1.1.

Особенность заключается в том, что эта схема существует не в

физическом смысле (в реальности), а на уровне программы, такие структурные

схемы получили название

виртуальных-кажущихся. Для того чтобы изменить структуру ничего не надо

отключать , переключать. Достаточно ввести новую программу с новой

структурной связью и алгоритмом

обработки.

Виртуальная структура.

Виртуальная (кажущаяся) структура описывает информационную организацию

контроллера и характеризует его как звено системы управления. Часть

виртуальной структуры реализуется с помощью аппаратных средств, а часть -

программно. Все программное обеспечение виртуальной структуры хранится в

ПЗУ и пользавателю недоступно, независимо от реализации элементов

виртуальной структуры.

Элементы виртуальной структуры.

1. Аппаратура ввода-вывода информации.

2. Аппаратура оперативного управления и портом.

3. Аппаратура интерфейсного канала.

4. Алгоритмические блоки.

5. Библиотека алгоритмов.

Аппаратура ввода-вывода информации.

Контроллер предназначен для обработки сигналов двух видов:

1. Аналоговых

2. Дискретных.

Регулирующие воздействия могут выдаваться на вход как в аналоговой так и в

дискретной форме. При этом дискретные (импульсные) сигналы формируются

программным путем и поступают к исполнительным механизмом через дискретные

выходы. Таким образом при обработке аналоговых

сигналов осуществляется двойное преобразование : аналого-цифровое на входе

и цифро-аналоговое на выходе Внешние цепи подключаются к контроллеру через

два независимых канала А и Б. При этом контроллер может обрабатывать

сигналы группы А или сигналы обеих групп. При

алгоритмической обработке сигналы групп А и Б могут "замешиваться" в одни

общий массив информации. Все аналоговые и дискретные входы и выходы

контроллера полностью универсальны и не привязаны к каким-либо функциям

контроллера. Привязка входов и выходов осуществляется

пользователем и реализуется в процессе программирования.

Аппаратура оперативного управления и настройки.

Органы контроля и управления блоком контроллера располагаются на

передних панелях и включают в себя цифровые и светодиодные индикаторы, для

отображения оперативной информации, и набором клавиш. Этими органами

пользуется оператор ведущий технологический процесс. Вид лицевой панели

зависит от модели контроллера Пульт настройки -это

инструмент оператора -наладчика. С его помощью осуществляется выбор

алгоблоков и алгоритмов обработки информации, а также создается виртуальная

структура. Пульт настройки позволяет контролировать промежуточные значения

сигналов внутри виртуальной структуры.

Аппаратура интерфейсного канала.

Каждый контроллер снабжен интерфейсом для связи с внешними устройствами

(управляющей вычислительной машиной и т.п.),имеющими приемо-передатчик

преобразующими передаваемую информацию в виде последовательного кода (биты)

в параллельный код (байты).Обмен

информацией осуществляются только в цифровой форме.

Алгоритмические блоки

В исходном состоянии алгоритмические блоки как физическое устройство

отсутствуют и ни какие функции по обработке сигналов контроллером не

выполняются. Они появляются только тогда , когда в процессе

технологического программирования в процессор записывается алгоритм

(программа) обработки сигналов.

Библиотека алгоритмов

Контоллер содержит обширную библиотеку алгоритмов (программ),обработки

информации достаточную для реализации сравнительно сложных задач

автоматического регулирования и

программного управления. Помимо алгоритмов автоматического регулирования и

логико-программного управления в библиотеке имеется большой набор

алгоритмов статического, математического, логического и аналого-дискретного

преобразования сигналов.

3.2. Общие свойства алгоритмов и алгоблоков.

Входы-выходы алгоритма

В общем случае алгоритм обработки информации характеризуется входными и

выходными величинами и может быть представлены в виде.

Рис. 1.2.

При этом в алгоритме различают два вида входов: а) сигнальные – по которым

подается информация подлежащая обработке; б) настроечные - определяющими

параметры настройки алгоритмов. Так, например, алгоритм интегрирования

входного сигнала по времени может представлен в виде .

Рис. 1.3.

Число входов и выходов алгоритма не фиксируется и определяется, в первую

очередь, алгоритмом настройки. Число входов любого алгоритма не может

превышать 99,а число выходов 26.В частном случае алгоритм может не иметь

входов и выходов. Все входе и выходы могут подвергаться конфигурированию.

В ряде случаев, некоторые алгоритмы имеют неявные входы и выходы, имеющие

специальное назначение и недоступные для конфигурирования. К таким

алгоритмам относят алгоритмы ввода-вывода, приемо-передачи оперативного

управления.

Например, при программировании какого-либо алгоблока алгоритмом ввода

информации, его неявные входы подключаются к АЦП, обрабатывающим сигналом

группы А ,а на выходах будут сформированы общедоступные сигналы. Поэтому,

если на вход какого-либо функционального алгоритма нужно подать аналоговый

сигнал, то этот вход при программировании

следует соединить с соответствующим выходом алгоритма аналогового ввода.

Алгоритм "Ввод аналоговой группы А"

с неявным входом

Рис. 1.4.

Входы 01-04 - сигналы калибровки.

Выходы 01 и 03 сигналы эквивалентны (с учетом калибровки)

сигналом на аналого вх. вых. Неявные входы обозначаются тонкими линиями.

Все входы, как сигнальные, так и настроечные имеют сквозную нумерацию

от 01 до 99. Выходы алгоритма также нумеруются двузначной цифрой от 01 до

25.

Реквизиты алгоритма.

В общем случае описание алгоритма в библиотеке имеет три реквизита:

1) библиотечный номер;

2) модификатор;

3) масштаб времени. Библиотечный номер представляет собой двух

значную десятичную цифру и является основным параметром, характеризующим

свойства алгоритма. В библиотеке есть номера, которые не соответствуют не

одному из алгоритмов. Такие номера называются "пустыми", а алгоритм

соответствующий этому номеру "пустой". Алгоблок с "пустым" алгоритмом не

имеет входов-выходов и никакой работы не выполняет, а также не влияет на

работу других алгоблоков, но в ОЗУ занимает определенное место и требует

некоторого

времени на обслуживание. Модификатор задает дополнительные свойства

алгоритма. Обычно модификатор задает число однотипных операций. Например, в

сумматоре модификатор задает число суммируемых входов; в программном

задатчике - число участков программы и т.п. В отдельных случаях

модификатор задает набор определенных параметров, в алгоритме

контроля контура регулирования модификатор задает параметры контура,

локальный контур или каскадный контур, аналоговым или импульсным

регулятором и т.д.

Масштаб времени

Масштаб времени имеется только в алгоритмах, чья работа связана с

реальным временем, например, в таких как регулирование, программный

задатчик, таймер и т.д. Масштаб времени задает одну из двух размерностей

для временных сигналов или параметров. Если контроллер в

целом настроен на младший диапазон, то масштаб времени индивидуально в

каждом алгоблоке задает масштаб "секунды" или "минуты". Для старшего

диапазона масштаб времени задает "минуты" или "часы". Алгоритмы с одним и

тем же номером, помещаемые в различные алгоблоки,

могут иметь индивидуальные в каждом алгоблоке модификатор и масштаб

времени. Наличие модификатора и масштаба времени существенно расширяет

возможности алгоритмов. Например, в одном алгоблоке может размещаться

программный задатчик, имеющий несколько участков

программы протяженностью несколько секунд.

3.3. Ресурсы требуемые алгоритмом.

При программировании контроллера следует помнить, что каждый алгоблок

использует определенные ресурсы контроллера. К ним относятся время,

затрачиваемое на обслуживание, и объем занимаемой памяти. Время,

затрачиваемое на обслуживание, зависит от вида алгоритма,

помещенного в алгоблок, и уставного модификатора. В общем случае время,

затрачиваемое на обслуживание алгоритма можно определить из соотношения

Та=Тб+m*Tm (1.1.) где

Та-время, затрачиваемое на обслуживание алгоритма Тб-базовое время,

затрачиваемое на обслуживание алгоблока при значении модификатора m=0 . Тm-

дополнительное время, затрачиваемое на обслуживание алгоритма при каждом

приращении модификатора на

единицу.

Найденное время Та является определяющим при определении и установлении

времени цикла Тц обработки информации. Общее время Таб должно быть меньше

Тц. Общее время Таб, затрачиваемое на обслуживание всей алгоритмической

структуры, запрограммированной

в контроллере определяется как N Таб=#Тai (1.2.) i=1 где N-число

задействованных алгоблоков. Помимо времени обслуживания, алгоблоки

используют часть объема оперативной

памяти (ОЗУ), которая необходима для хранения алгоритма и обработки

информации. Условно эти области обозначены ОЗУ1 и ОЗУ2. В области ОЗУ1

хранятся значения параметров, которые не записываются в ППЗУ , а в ОЗУ2

параметры, записываемые в ППЗУ. В общем случае объем памяти требуемый

алгоблоку Па можно определить из соотношения Паj=Пбj=m*Пм

(1.3.) где Паj- базовый объем памяти, требуемый алгоблоку при модификаторе

m=0. Пбj- дополнительный объем памяти, требуемый при приращении

модификатора на единицу. Общая область ОЗУ1, требуемая для задействованных

алгоблоков N Паб1=#Пa1i

(1.4.) i=1

Аналогично для ОЗУ2.

N

Паб2=#Пa2i (1.5.)

i=1

Свободные области ОЗУ1 и ОЗУ2 представляет собой не использованный ресурс.

При программировании контроллера необходимо следить за тем, чтобы объем

памяти занимаемый задействованными алгоритмами не превышал ресурсы ОЗУ1 и

ОЗУ2. Общий ресурс памяти: ОЗУ1-2300 байт; ОЗУ2-2680 байт.

Процедуры обслуживания алгоблоков.

Обслуживание алгоблоков в блоке контроллера ведется циклически с

постоянным времени цикла, значение которого устанавливается при

программировании приборных параметров. Цикл обслуживания начинается с

алгоблока 01 и продолжается в порядке возрастания номеров. По

истечению времени цикла, обслуживание начинается с алгоблока 01. Время

цикла может изменятся в пределах от 0.2 до 2 с. с шагом 0.2 с.С учетом

затраченного времени на обслуживание всех алгоблоков Таб время цикла Тц

должно превышать эти затраты. Излишки времени т.е. разность

Тц-Таб используется для выполнения процедур самодиагностики. Если в _

оставшееся в цикле время нет возможности полностью выполнить диагностику ,

то эта процедура растягивается на несколько циклов. Это может привести к

несвоевременному выявлению ошибок. Кроме того во

время цикла обслуживание происходит передача и прием информации по

интерфейсному каналу. Таким образом Тц>Таб=Тин (1.6.) Если это

соотношения не выполняются, необходимо увеличить время цикла Тц или

упростить решающую задачу. При выборе времени цикла следует оставлять

резерв, не меньше 0.04-0.08с.

4. Подготовка и включение РЕМИКОНТ Р 130

Регулирующий контроллер РЕМИКОНТ Р-130 является программируемым

устройством. Технологическое программирование включает следующие процедуры:

тестирование; установку приборных параметров; установку системных

параметров; установку алгоритмов в алгоблоки; конфигурирование; установку

параметров настройки; установку начальных условий; запись информации в

программируемое постоянное запоминающее устройство. Сведения о процедурах

технологического программирования представлены в таблице.

Табл.4.1.

|Процедура |код |Выполняемые операции |

|тестирование |00 |Комплексный тест ПЗУ и ОЗУ |

| |01-04 |Тестирование микросхем ПЗУ |

| |05-08 |Тестирование микросхем ОЗУ |

| |09-10 |Тестирование микросхем ППЗУ |

| |11-12 |Тестирование интерфейсного канала |

| |13 |Тест сторожа цикла |

| |14 |Тестирование пульта настройки |

| |15 |Тестирование лицевой панели БК-1 |

| |16-17 |Тестирование цифро-дискретных преобразователей |

|Установка |00 |Обнуление или ввод стандартной конфигурации |

|приборных |01 |Комплектность |

|параметров |02 |Запрет изменения структуры и времен.диапазона |

| |03 |Время цикла |

| |04-05 |Ресурс ОЗУ |

| |06 |Вид библиотеки |

|Системные |00 |Номер в локальной сети |

|параметры |01 |Режим работы интерфейса |

|Алгоритмы |- |Запись алгоритма, модификатора и масштаба времени в |

| | |алогблоки |

|Конфигураци |- |Установка значений констант и коэффициентов |

| | |настройки |

|Нач.условия |- |Установка начальных условий на входе агоблоков |

|ППЗУ |00 |Запись из ОЗУ в ППЗУ |

| |01 |Восстановление информации из ППЗУ в ОЗУ |

| |02 |Регенерация ПЗУ и ППЗУ |

Первое включение блока контроллера БК-1

1. Перед включением питания установить аккумуляторы в отсек батареи,

Расположенный на задней панели блока контроллера. 2. Включить питание

блока контроллера. К разьему , находящемуся на передней панели БК-1

подключить пульт настройки ПН-1. 3. Перевести контроллер в режим

программирование. Для этого при мигающем светодиоде "Работа" нажать

одновременно клавиши "вверх" и "вправо". Не позже чем через 3 с. должен

загореться светодиод "Программ". Если при включении на пульте настройки

будет гореть светодиод "Программ", то выполнять эту операцию не надо. 4.

Нажатием клавиши "вправо" проверьте работу светодиодов в группе

"Процедуры". При этом светодиоды должны поочередно загораться. 5.

Протестируйте блок контроллера БК-1. Для этого установите на пульте

настройки процедуру "Тест" и выполните все

тесты в соответствии с таблицей 1. (кроме тестов ЦАП и ЦДП).

4.1. Подготовка блока контроллера БК-1 к работе

Регулирующий микропроцессорный контроллер РЕМИКОНТ Р 130 поставляется

заказчику в соответствии с документацией заказа, разработанной самим

заказчиком. Поэтому перед вводом в эксплуатацию необходимо проверить

комплектность поставки. Из всей совокупности поставляемых блоков и узлов

программируемым является только блок контроллера БК-1. Остальные блоки

являются либо аналогичными (БП-1,БУС-1,БУТ-1), либо дискретными (БУМ-1,БПР-

1). Поэтому ввод в эксплуатацию блока БК-1 существенно отличается от

ввода в эксплуатацию других блоков. При выполнении операций подготовки к

работе изделия РЕМИКОНТ Р 130 предполагается , что все блоки комплекта

установлены на соответствующих местах и выполнен электрический монтаж и

соединения. Перед включением следует убедиться , что блок контроллера БК-1

соответствует проекту, а также убедиться в том, что установка диапазона

входных сигналов клемно блочного соеденителя КБС-3 и выбор нормирующих

резисторов РН-1 соответствует проекту автоматизации.

4.2.2. Тестирование.

4.2.2.1. Общие правила.

В процесе тестирования ("тест") можно проверить ПЗУ,ОЗУ,ППЗУ, интерфейсный

канал, сторож цикла, пульт настройки,лицевую панель, и средства вывода

информации - как аналоговые так и дискретные. При тестировании

устанавливается код нужного теста, а при тестировании средств вывода -

также контрольный сигнал. После нажатия клавиши "¦" тест запускается.

Результат тестирования в большенстве тестов выдается на ЦИ, и путем

сравнения контрольного сигнала, отсчитанного по ЦИ, и сигнала замеренного

на выходе контроллера. Для проверки средств ввода информации специального

теста не предусмотрено, однако средства ввода можно проверить в режи-

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7