4. Порядок виконання роботи

1. Вивчити лабораторний стенд i розташування на ньому приладів та засобів автоматизації. Ознайомитись з принципом дії та конструкцією основних приладів i апаратури, використаних в даній роботі.

2. Знімати покази зміни температури повітря в об'єкті керування за показан­нями стрілки вторинного приладу через кожні 30 с та фіксувати у таблиці 1. За даними табл.1 побудувати графіки перехідних процесів двопозиційної і пропорційно-інтегральної системи регулювання.

3. За графіками перехідних процесів регулювання визначити показники якості процесів регулювання: динамічну похибку, статичну похибку, час регулювання, ступінь затухання.

Таблиця 1

t, хв	0,5	1	1,5	2	2,5	…
τ, ^0С

5. Висновки

Контрольні запитання

1. Призначення основних елементів АСР.

2. Які закони регулювання Вам відомі, запишіть їх рівняння?

3. В чому полягає суть позиційного регулювання?

4. Якими показниками характеризується якість перехідного процесу? Дайте визначення основних показників якості перехідного процесу.

5. Викладіть методику визначення перехідних процесів системи на лабораторній установці.

ЛОГІЧНИЙ М1КРОПРОЦЕСОРНИЙ КОНТРОЛЕР

ЛОМ1КОНТ

Логічний мікропроцесорний контролер (МПК) Ломіконт Л-110 за структурою є оптимальним пристроєм для вирішення завдань автоматичного керування технологічними процесами. Він може працювати як на нижньому piвнi у складі комп’ютерно- інтегрованої системи керування через цифровий зв'язок з ЕОМ верхнього рівня, а також як автономний технічний зaciб для розв'язання задач логічного керування та регулювання з наданням та документуванням інформацїї про процес керування.

Особливо ефективним є застосування Ломіконта у випадках, коли є ймовірність зміни i доповнення системи керування після початкового періоду її експлуатації. Ці зміни виконуються безпосередньо на об'єкті й стосуються як структури системи керування, так і параметрів її налагодження.

Ломіконт постачається від виробника повністю готовим до роботи i налаштовується безпосередньо на об'єкті з пульту МПК, що має екран i спеціалізовану клавіатуру для введення до Ломіконту програми користувача (ПрК). Це відбувається в діалоговому режимі з автоматичним контролем правильності^ дії оператора.

Випускаються чотири моделі Ломіконтів: Л-110, Л-112, Л-120, Л-122. Bci моделі мають ідентичні можливості, але різну кількість канал1в введення - виведення інформації та piзнi показники надійності роботи.

Ломіконти Л-110 (поодинокий Ломіконт) та Л-112 (дубльований) розраховані на велике та середнє число (50-800) вхідних та вихідних сигналів. Модель Л-120 (поодинокий Ломіконт) та Л-122 (дубльований) розраховані на число вхідних - вихідних сигналів, яке не перевищує 90. Ломіконт має такі основні функціональні можливості:

-приймає та видає дискретні, імпульсні та аналогові вхідні та вихідні сигнали;

-реалізує вci операції керувальної логіки та арифметичні операції;

-має таймер з дискретністю 1 с - 32 шт., 100 мс - 32 шт. та 10 мс - 8 шт. з діапазонами від 1с до 24 год, від 100 мс до 1 год i від 10 мс до 10 с, відповідно, i 128 лічильників з діапазоном від -1000 до +1000;

-має бібліотеку алгоритмів для виконання складних функцій, в тому числі ПІ- та ПІД- регулювання;

-має можливість проведення технологічного програмування, те-стування, налагодження, спостереження за ходом процесу та його документування;

-має час циклу залежно від об'єму ПрК від 30 мс до 0,5 с;

-має інші можливості, пов'язані з організацією зв'язку з радіального інтерфейса послідовного (ІРПС – п’ять канал1в) та паралельного (ІРПР - два канали), з ЕОМ верхнього рівня iєpapxiї, з пультом Ломіконта або з пристроєм підвищеної надійності;

-зберігає інформацію у разі вимкнення живлення не менше 360 год.

Технічні характеристики Ломіконтів забезпечують:

-кількість входів: дискретних - до 512, аналогових - 128, імпульсних - до 8;

-кiлькість виход1в: дискретних - до 256, аналогових - 64, імпульсних - до 32;

-вхідні сигнали: дискретні - логічний "0" (0-2,4 В), логічна "1" (19,2-28,8 В); імпульсні (як поодинокі так i послідовні) - логічний "0" (0-2,4 В), логічна "1" (9,6-28,8 В), споживаний струм (10-15 мА) з максимальною частотою 50 кГц;

-вихідні сигнали (дискретні та імпульсні) - напруга постійного струму 0 або 24 В або стан комутувальних ключів (розімкнений або замкнений), що комутують напругу до 48 В i струм до 0,2 А;

-вхідні та вихідні аналогові сигнали постійного струму: 0-10 В, 0-5 мА, 0-20 мА та 4-20 мА;

Вхідні та вихідні аналогові сигнали струмові (0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА) гальванічно розподілені між собою та від загальної шини Ломіконту, а аналогові сигнали 0-10 В не мають гальванічного розподілення.

Дискретні входи попарно гальванічно зв'язані між собою. Пари дискретних входів, імпульсні входи, пари дискретних виходів, імпульсні виходи - вci гальванічно розділені між собою i від загальної шини Ломіконту.

Канали ІРПС розділені між собою та від загальної шини. Канали ІРПР не мають гальванічного розділення.

До складу Ломіконта входять такі основні елементи: мікропроцесорний обчислювач; пам'ять ПрК - программ користувача; пристрої зв'язку з об'єктом; модулі цифрового зв'язку та шина внутрішньоблокового інтерфейсного зв'язку; засоби оперативного керування; пристрої живлення та перемикання; конструктивні елементи.

Уci модулі Ломіконта можна поділити на два види: базові (обов'язкові для вcix моделей Ломіконтів) та проектно-компоновані. Склад проектно-компонованої частини (ПКЧ) визначається замовником з огляду на конкретну задачу керування.

До базової частини належать мікропроцесорний обчислювач, пам'ять ПрК, засоби оперативного керування та пристрої живлення.

До складу мікропроцесорного обчислювача входять модулі ПРЦ5

• процесора, ПЗП2 - постійного запам'ятовувального пристрою, ОЗП4

• оперативного запам'ятовувального пристрою (ЗП).

До складу пам'яті ПрК входять модулі ОЗП4 - оперативного ЗП. МПП - модуль програмованої пам'яті з встановленим в нього мікромодулем програмованого ЗП (ППЗП).

До пристроїв оперативного керування належать пульт Ломіконта та модуль МУС-2 - керування та сигналізації.

До пристроїв живлення та перемикання належать блоки БПС -блок живлення стабілізований; БПР - перемикання резерву; БСЭЛ -сухих елементав; БПН - перетворення напруги.

До ПКЧ належить решта складових елементів, а саме: до при­строю зв'язку з об'єктом модулі: ДЦП2 - дискретно-цифрового перетворення, ЦДП2 - цифро-дискретного перетворення; АЦП2 - анало­го-цифрового перетворення; ЦАП2 - цифро-аналогового перетворен­ня; ІЦП2 - імпульсно-цифрового перетворення, РГ12, РГ22 - модулі вхідних - вихідних гальванічних розподільників.

До пристроїв цифрового зв'язку належать модулі: МИС2 - інтер­фейсного зв'язку, МИП - інтерфейсного зв'язку паралельний, МСК - зв'язку каркасів.

У каркасі розміщуються модулі: обчислювача, вход1в - виход1в i зовнішнього інтерфейсного зв'язку. Модулі вставлюються в розняття (слоти) на задній стінці каркасу, де також проходить шина внутрішньоблокового інтерфейсного зв'язку для цифрового зв'язку модулів у каркасі.

До конструктивних елементів належать: кожух компонувальний, шафа компонувальна настінна або підлогова, в яких розміщуються каркас ("корзини") з модулями, блоки живлення, вентилятори, панелі клемних колодок, клемно-модульні та міжмодульні з'єднувачі.

Пульт Ломіконта призначений для введения у Ломіконт ПрК, налагодження керування процесом, для спостерігання за ним, а в разі потреби, втручання у хід технологічного процесу. Складається з екрана, клавіатури, світлодіодів та динаміка.

Пульт має власне джерело живлення. Під час роботи пульта ведеться самоконтроль постійної пам'яті та несправності зв'язку з Ломіконтом.

Екран пульта має 10 рядків по 16 символів, з яких верхній є системним для виведення різних повідомлень. Призначення інших рядків залежить від режиму роботи Ломіконта. Нижній рядок - робочий.

Клавіатура пульту показана на рис.1, де позначками подані:

* - лампові індикатори, 0 - "далі", Л - "більше", V - "менше",

* - "швидко б!льше", J - "швидко менше".

Рис. 1. Розташування клавіш керування Ломіконтом

Клавіші верхнього ряду призначені для завдання режимів роботи Ломіконта. Клавіші лівої групи призначені для введення технологічної програми. Клавіші середньої групи використовуються для надання типу та номepiв змінних або алгоритму, а також констант. Клавіші правої групи призначені для виконання різних операцій (редагування, блокування, ввімкнення / вимкнення тощо).

У Ломіконті є ciм режимів роботи:

"ОСТ - Останов" - не потребуе пояснения;

"ПС - Пуск" - керування об'єктом згідно з ПрК або налагод­ження ПрК в ОЗП;

"НСТ - Настройка" - контроль системної пам'яті, замовлення типу пам'ятi для ПрК та модул1в ПЗО Ломіконта, завдання відповідностi зв^’язк1в між фізичними та логічними каналами та параметрів зв'язку, установлення змінних та коефіцієнтів змінних алгоритмів у вихідне значения;

"ПР - Програмування" - замовлення діапазону номерів змінних, використаних у ПрК, імпульсних входів, таймер-генераторів, технологічної

клавіатури та введення, кopeкцiї та перегляду ПрК у Ломіконті;

"КП - Копіювання" - для виведення ПрК на друкувальний пристрій, переписування ПрК з ОЗП у ППЗП та навпаки, введення ПрК iззовнi з ЕОМ або з іншого Ломіконта;

"ТСТ - Тестування" - тестується апаратура Ломіконта;

"НП — Hecпpaвностi" - для перегляду кодів помилок, що можуть з'явитися в Ломіконті під час самодіагностування;

"АР" - автономний режим роботи пульта.

Перехід з одного режиму в інший дозволяється тільки з попереднім виходом в режим "Останов". За деяких пошкоджень заборонений вихід з режиму "Останов" у деякі визначені таблицею шструкції режими.

До складу програмного забезпечення Ломіконту входить бібліотека алгоритмів, кожен з яких виконує певну функцію.

Кожен алгоритм має вісімковий номер від 000 до 177. Для кож­ного фрагмента ПрК, який містить звертання до алгоритму, задають параметри алгоритму, в числі яких можуть бути входи, виходи i коефіціенти. Призначення алгоритму, кількість параметр!в. їx типи. а також величина фрагменту в байтах визначається номером алгоритму. Нижче наведений неповний перелік алгоритмів.

-ПИ-А (001) - ПІ -регулювання аналогове;

-ПИ-И (002) - ПІ - регулювання імпульсне;

-ПИД-А (003) - ПІД - регулювання аналогове;

-ПИД-И (004) - ПІД - регулювання імпульсне;

-ДИФ (010) - диференціювання;

-ФЛТ (011) - фільтрація (аперіодична логіка);

-ИНТ (012) - функція інтегрування;

-СЛЖ (013) - слідкування:

-ПРЗ (014) - програмний задавач;

…

-СУМ (030) - додавання;

-УД (031) - множення - ділення;

-КОР (032) - корінь квадратний;

…

-СУМ-П (050) - додавання (формат з плаваючою комою);

-УМН-П (051) - множення (формат з плаваючою комою);

…

-ВП-Д (100) - вхідний перемикач дискретний;

-ВП-А (101) - вхідний перемикач аналоговий;

-ПВ-Д (103) - вихідний перемикач дискретний;

-ПВ-А (101) - вихідний перемикач аналоговий;

-ВИ (173) - вхід імпульсний.

Програмування Ломіконта виконується оператором з пульта кон­тролера i запам'ятовується в оперативній пам'яті. Операції програмування контролюються на екрані пульта. Програмування передбачає складання ПрК, її введення в Ломіконт, налагодження i перевірку в режимах заданої точки зупинки або покроковому режимі.

ПрК складається i виконується блоками, а всередині блока - послідовно по секціях. Передбачено вiciм блоків i тридцять дві секції у кожному блоці. Порожні (не використані під час складання ПрК) та спеціально закриті (блоковані) блоки i секції під час виконання ПрК пропускаються.

Режими роботи Ломіконта визначаються послідовністю натискання клавіш на клавіатурі пульта.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 6

ЗАСВОЄННЯ ПРОЦЕДУР СКЛАДАННЯ ПРК ТА ПРОГРАМУВАННЯ МПК ЛОМ1КОНТ

1. Мета роботи

1. Вивчення мови технологічного програмування Ломіконта – МІКРОЛ.

1. Засвоєння умовностей запису змінних та констант.

2. Засвоєння операторів та фрагментів МІКРОЛу.

2. Засвоєння структури ПрК та процедури складання i введення ПрК до пам'яті Ломіконта.

2. Технологічпа мова Ломіконту МІКРОЛ

Технологічна мова М1КРОЛ описує piзнi дії над змінними різних типів. Для запису цих дій також використовуються константи.

У М1КРОЛ існують вiciм типів змінних: аналогові - ВА, АВ, ТМ, ИВ; дискретні - ВД, ДВ. КБ, КС. Вони означають: ВД - вхід дискретний; ВА - вхід аналоговий (цілочисловий); ДВ — дискретний вихід; АВ - аналоговий вихід (цілочисловий); КБ - ключ блока; КС -ключ секції; ТМ - таймер; ИВ - імпульсний вихід. Тут блок та секція є складовими підрозділами ПрК.

Змінні мають вісімкову нумерацію. Максимальна кількість змінних та їх нумерація наведені нижче:

Змінні ВД ВА ДВ АВ КБ КС ТМ ИВ

Кількicть 512 128 512 128 8 256 64 32

Нумерація ВД000- BA000- ДВ000- AB000- КБО - KC000- ТМ00 ИВ00-ВД777 ВА177 ДВ777 АВ177 КБ7 КС737 ТМ77 ИВ77

Дискретні ВД i ДВ можуть мати лише два значення: ВКЛ (ввімкнуто), якщо на дискретний вхід у модулі ДЦП2 подана напруга 24 В, або ОТКЛ (вимкнуто), коли напруга не подається. Якщо диск­ретному виходу ДВ привласнене значення ВКЛ, то відповідний транзисторний ключ у модулі ЦДП2 замкнений, при значенні ОТКЛ він розімкнений. Так само змінні КБ i КС залежно від значення ВКЛ або ОТКЛ визначають під час виконання ПрК тi блоки (КБ) чи секції (КС), які або використовуються (ВКЛ) або нi (ОТКЛ).

Аналогові (цілочислові) змінні ВА i АВ можуть мати числові зна­чення в інтервалі від -1000 до +1000, що відповідає діапазону напруги від -10 В до +10 В.

Таймер ТМ характеризується як дискретним значенням ВКЛ, коли таймер відраховує час, або ОТКЛ, коли таймер зупинено, так i величиною відтинку часу, який задається на ньому. 32 таймери з номерами від TM00 до TM37 лічать час з дискретністю 1 с в межах, як зазначалося, до 24 год. В них після індикації 23.59.59 наступає 00.00.00, a потім 00.00.01. 32 таймери з номерами від ТМ40 до ТМ77 мають дискретність 0,1 с у межах 1 год, тому в них після 59.59.9 наступає 00.00.0, а потім 00.00.1.

Змінні ИВ набувають значення від -100,0 до +100,0 %. На імпульсних виходах формуються сигнали керування виконавчими механізмами постійної швидкості. Імпульси подаються на модуль ЦИП2, а вихідний сигнал з нього у вигляді імпульсів "більше / менше" - на реверсивний пускач.

Константи, використовувані у МІКРОЛ, бувають двох типів: цілочислові (аналогові) та часові. Цілочислова константа - чотиризначне число iз знаком в інтервалі від -1000 до +1000. У числі висвітлюються i незначущі нулі, нуль має вигляд "+0000". Часові константи можуть мати секундний або 100-мілісекундний формати.

У МІКРОЛ використано поняття арифметичного виразу, що є алгебричною (із знаком "+" чи "-") сумою цілочислових констант і змінних ВА та АВ. Загальна кількість членів у арифметичному виразі не може перевищувати 8. У обчисленні арифметичних виразів нема обмежень за модулем, але результат округлюється за модулем до тисячних.

У МІКРОЛ існує поняття блокування змінних для керування змінними не тільки у автоматичному режимі Ломіконта, а й у ручному з пульта Ломіконта. Змінна може бути заблокованою БЛК чи розблокованою РБЛ.

Якщо змінна заблокована, тобто підпорядкована оператору, то Ломіконт у процесі виконання ПрК не може її змінити. Наприклад, при зміні вхідних сигнал1в не змінюються змiннi ВД або ВА, якщо вони були заблоковані. Те саме стосується і заблокованих вихідних змінних КБ і КС, на які ПрК не може впливати. Ломіконт у процесі виконання ПрК не може записувати чи викликати заблокований но­мер або привласнити йому довільне значення часу.

Підрозділи ПрК, що звуться секціями, і з яких складається ПрК, в свою чергу утворюються з oпepaтopiв М1КРОЛ. Оператори містять окремі речення, що звуться фрагментами операторів. В секції може вміститися до 64 фрагментів, розташованих за вісімковими но­мерами від 00 до 77. Під час написання ПрК нумерація фрагментів іде підряд без пропусків.

Оператори можуть бути умовними i безумовними. Умовний опе­ратор секції ПрК складається з двох частин — умовної та виконавчої.

Умовна частина оператора може містити кілька умов (тобто фрагментів), які починаються словом ЕСЛИ. Для зв'язку умов логічною функцією АБО (+) в М1КРОЛ icнyє спеціальний фрагмент "ИЛИ", а умова А+В записується в ПрК, наприклад, у такому вигляді:

07 ЕСЛИ умова А

10 ИЛИ

11 ЕСЛИ умова В

Для зв'язку умов логічною функцією I(*) в М1КРОЛ не передбачений окремий фрагмент, але ця функція виконується відносно умов, що починаються словами ЕСЛИ, якщо ці умови записані послідовно. Умова А*В записується в ПрК, наприклад, у такому вигляді:

07 ЕСЛИ умова А 10 ЕСЛИ умова В

Порядок перевірки кількох умов, зв'язаних логічними функціями I (•) та АБО(+), визначається старшинством лопчного I над АБО. Наприклад, вираз умовної частини умовного оператора вигляду

59 ЕСЛИ умова А

60 ИЛИ

61 ЕСЛИ умова В

62 ЕСЛИ умова С перевіряється за схемою А+(В*С).

Для запису складних виразів умовної частини умовних оператopiв у М1КРОЛ передбачені фрагменти "(" - відкрита дужка та ")" - закрита дужка. Кількість (глибина проставлення) дужок не обмежується. При наявності дужок спочатку перевіряють правильність умови (закриття дужки). Наприклад, вираз умовної частини оператора

04 (

05 ЕСЛИ умова А

06 ИЛИ

07 ЕСЛИумоваВ

11 ЕСЛИ умова С перев1ряеться за схемою (А+В)*С.

В умовній частині оператора, кpiм фрагментів ИЛИ, (, ), можуть використовуватись ще й інші типи фрагментів:

а) перевірка значень (стану ВКЛ - "В" чи ОТКЛ - "О") змінних ВД, ДВ, КБ, КС, ТМ, наприклад:

12 ЕСЛИ В ДВ 155 | якщо ввімкнено дискретний вихід ДВ 155 або

56 ЕСЛИ О ТМ27 | якщо вимкнено таймер ТМ27;

б) порівняння ("більше", "менше", "дорівнює") значень змінних ВА та АВ (назва змінної зліва від знаку порівняння) з арифметичним виразом:

22 ЕСЛИ ВА007 Якщо значення входу аналогового ВА007 >+ВА004 Білыше значення входу аналогового ВА004 -AB000 Мінус значення аналогового виходу AB000 +0099 Плюс константа 99;

в) порівняння ("більше", "менше") часу в таймері (назва тайме­ра зліва від знаку порівняння) з величиною часу в іншому таймері такого ж формату (секундному чи 100-мілісекундному) або з часовою константою такого ж формату:

44 ЕСЛИ TM00 | якщо величина часу в таймері TM00 >ТМ03 | більша за величину часу в таймері ТМ03

або

37 ЕСЛИ ТМ60 | якщо величина часу в таймері ТМ60 <02.14.3 |менша, ніж 2 хв 14,3 с.

г) перевірка стану блокування ("Б") будь-якої змінної:

03 ЕСЛИ Б ИВ02 | якщо заблокований імпульсний вихід ИВ02.

Виконавча частина оператора включає в себе фрагмент, який починається словами ТОГДА або ИНАЧЕ. Ці слова можуть записуватись у довільному порядку або одне з них може бути зовсім відсутнім. Проте у виконавчій частині обов'язково повинен бути хоча б один фрагмент з ТОГДА або з ИНАЧЕ. При цьому передбачені такі типи фрагментів:

а) вмикання - "В" або вимикання - "О" змінних ДВ, КБ, КС, ТМ: 22 ТОГДА В ТМ32 | то ввімкнути таймер ТМ32

або

56 ИНАЧЕ О | інакше вимкнути дискретний вихід ДВ330; ДВ330

б) привласнення змінній АВ значення арифметичного виразу: 11 ТОГДА АВ007 | то аналоговому виходу АВ007

=+ВА073 | привласнити значення входу аналогового ВА073

-ВА106 | мінус значення входу аналогового ВА106;

в) привласнення часу в таймері значення часу іншого таймера такого ж формату або часової константи такого ж формату:

30 ИНАЧЕ ТМ01 | інакше часу в таймері ТМ01 =01.12.30 | привласнити значення 1 год 12 хв 30 с.

Треба взяти до уваги, що після привласнення значення таймер

відмикається i залишається у вимкненому стані. Для початку відліку часу цим таймером його потрібно ввімкнути;

г) вихід з секції ПрК - "ВСК" без виконання решти програми, що лишилася в секції:

14 ТОГДА ВСК | то вийти з секції.

Вихід з секції позбавляє також можливості її перегляду. Значен­ня ключа секцїї КС при виході не змінюється;

д) виконання алгоритму - "АЛГ" з бібліотеки алгоритмів Ломіконта:

30 ТОГДА АЛГ 031 | то виконати алгоритм 031;

е) висвітлення на екрані пульту технологічного повідомлення будь-якого з логічних каналів зв'язку КЛ0 (про процес керування та зна­чення змінних), КЛ1 чи КЛЗ (від зовнішніх пристроїв), чи двох, чи всіх трьох відразу:

33 ИНАЧЕ | інакше показати технологічні повідомлення

ТС1.0.1 |

КЛАПАН 2 | "КЛАПАН 2 ЗАКРЫТ"

ЗАКРЫТ |

Кожна з цифр після ТС зліва направоруч вказує виводити (1) чи не виводити (0) ТС каналами КЛ0, КЛ1, КЛЗ.

До складу технологічного повідомлення можна заносити: текст довільного змісту, поточне значення будь-якої змінної (або технологiчнoгo параметра як значення змінної ВА), довільний код, поточний час (год, хв, с), що вказує момент висвітлення ТС. Загальна кількість символів ТС не може перевищувати 64.

Безумовний оператор секції ПрК складається лише з однієї частини, що є лише одним фрагментом. Його виконання не пов'язується з перевіркою якоїсь умови. Типи фрагментів безумовних операторів (їx величина) повністю тотожні типам фрагментів виконавчої частини умовних операторів, але у запису безумовних операторів відсутні слова ТОГДА або ИНАЧЕ:

01 В КС012 | ввімкнути ключ секції КС012.