Создание простого алгоритма управления

Создание простейшего алгоритма управления

Откройте снова файл с именем Схема автоматики 1.prt. Данный файл был создан при выполнении первого учебного задания и настроен на работу с базой данных, содержащейся в файле signals.db. Убедитесь, что база данных содержит сигналы, созданные при выполнении первого учебного задания, а также группы сигналов D1, D2 и D3, созданные и сохраненные в учебном задании 3.

Прейдите на закладку Субструктуры палитры блоков в главном окне программы и выберите блок Субмодель (Рисунок 1).

Рисунок 1. Выбор блока «Субмодель» в палитре блоков

Поместите выбранный блок на схемное окно (Рисунок 2).

Рисунок 2. Схема автоматики с вставленным блоком «Субмодель»

Произведите двойной клик на блоке Субмодель. Это действие приводит к раскрытию внутренней структуры блока. Поскольку новый блок пока не содержит никаких элементов, открывается пустое схемное окно (Рисунок 3).

Рисунок 3. Схемное окно внутренней структуры блока «Субмодель»

Заголовок окна после перехода в субмодель содержит в себе имя файла проекта и имя субмодели, в которой в данный момент находится пользователь. В данном примере это Схема автоматики 1.prt/ Macro8 (Рисунок 3).

Поместите на схемное окно (т.е. внутри субмодели) два блока «Запись сигналов в список» и один блок «Чтение сигналов из списка» из линейки блоков «Данные» палитры блоков главного окна программы, разместив их таким образом, как на рисунке (Рисунок 4).

Рисунок 4. Блоки «Чтение сигналов из списка» и «Запись сигналов в список»

Соединение блоков с сигналами из базы данных

Данные блоки будут осуществлять передачу данных из алгоритмов управления в базу данных сигналов, и обратно. Для соединения блока с конкретным сигналом из базы данных необходимо выполнить следующие действия:

  1. Выделить блок на схемном окне.
  2. Нажать правую клавишу мыши.
  3. В выпавшем меню выбрать пункт Свойства объекта (см. Рисунок 5).

    Рисунок 5. Контекстное меню элемента схемного окна

После этого появится диалоговое окно Свойства объекта для блока Запись сигналов в список. В данном диалоговом окне необходимо выделить строку Имена сигналов и нажать кнопку Заполнить из базы данных, которая расположена внизу диалогового окна (см. Рисунок 6).

Рисунок 6. Окно «Свойства объекта» для блока «Запись сигнала в список»

Нажатие кнопки приводит к вызову диалогового окна «Редактор базы данных» (см. Рисунок 7). В данном диалоговом окне происходит настройка соединения сигнала в базе данных и значения на расчетной схеме модели системы управления. Эта настройка полностью аналогична настройке, выполненной для теплогидравлической модели в учебном задании 3: в диалоговом окне нужно выбрать последовательно:

  1. Категорию.
  2. Группу сигналов.
  3. Имя сигнала.

В данном учебном задании необходимо связать свойства объекта Состояние и сигнал Положение в базе данных для задвижки с именем Z1 (см. Рисунок 7). Выберите данный сигнал и нажмите клавишу Добавить в панели Выбранные данные (см. Рисунок 7). При необходимости предварительно удалите существующие записи.

Для выбранного сигнала формируется уникальное имя, состоящее из имени группы сигналов и имени сигнала, разделенных знаком подчеркивания (в данном примере Z1_xq1). Закройте окно редактора базы данных нажатием кнопки Ok.

Рисунок 7. Выбор сигнала в базе данных для свойств объекта

Имя сигнала, выбранное в диалоговом окне, отражается на схемном окне в рамках соответствующего блока. Настройте аналогично второй блок Запись сигналов в список используя сигнал Положение для задвижки с именем группы сигналов Z2.

Блок Чтение сигналов из списка свяжите c сигналом Давление в узле из базы данных, относящимся к категории Датчики и группе сигналов RT238.

Если все действия выполнены правильно, то надписи на блоках должны выглядеть примерно так, как показано на следующем рисунке (Рисунок 8):

Рисунок 8. Субмодель после выполнения связи блоков с базой сигналов

Создание простейшей схемы управления

Поместите на схему дополнительно блок Константа из закладки Источники. Установите значение свойства блока равным 117000.

Поместите на схему блок Ступенька из закладки Источники. Установите следующие значения для свойств блока:

Поместите на схему блок Сравнивающее устройство из закладки Операторы.

Поместите на схему блок Интегратор с ограничением из закладки Динамические. Установите следующие значения для свойств блока:

Свяжите блоки линиями связи в структурную схему, как показано следующем рисунке (Рисунок 9):

Рисунок 9. Схема алгоритма регулирования, модели двигателя задвижки Z1 и программного управления задвижкой Z2

Сохраните созданный проект.

Созданная схема содержит простой алгоритм регулирования, который обеспечивает поддержание давления на уровне 117 кПа во внутреннем узле за счет открытия/закрытия задвижки на первом участке трубопровода.

Сигнал Давление в узле, полученный из базы данных, сравнивается с константой 117000. Результат сравнения подается на интегратор с ограничением. Если давление больше уставки, то на выходе из сравнивающего устройства формируется положительное рассогласование, а за счет отрицательного коэффициента усиления интегратора (коэффициент усиления -0.001) «задвижка» закрывается, если давление меньше уставки, то формируется отрицательный сигнал рассогласования и «задвижка» открывается.

Положение второй задвижки в начальный момент времени имеет значение 50 и меняется скачком до 10 через 100 секунд после начала расчета.

Проверка обмена с базой данных сигналов

Созданная схема алгоритма управления в режиме расчета обменивается сигналами с базой данных. Так как на данном этапе к базе не подключена теплогидравлическая модель, то можно проверить только процедуры записи и чтения сигналов.

Произведите инициализацию схемы: пункт меню Расчет главного меню программы, подпункт Инициализация (Рисунок 10) либо используя кнопку Инициализация, расположенную в панели кнопок управления расчетом в схемном или главном окне.

Рисунок 10. Инициализация расчета

Войдите в редактор базы данных и убедитесь, что положение задвижек в начальный момент времени равно 50.

Запустите схему на расчет (пункт меню «Расчет» главного меню программы, подпункт «Пуск» (см. Рисунок 11).

Рисунок 11. Запуск расчета

Во время расчета сигнал давления, содержащийся в базе данных и используемый в алгоритме, равен нулю. Соответственно, первая задвижка открывается практически сразу, и ее положение увеличивается до 100%. Вторая задвижка приходит в положение 50. Через 100 секунд расчета «срабатывает» блок Ступенька, и вторая задвижка переходит в положение 10.

Для отслеживания изменений текущих значений сигналов в базе данных необходимо установить галочки в пунктах Режим просмотра текущих значений и Обновлять с интервалом (Рисунок 12). Со снятой галочкой Режим просмотра текущих значений интерфейс базы отображает начальные значения сигналов.

Рисунок 12. Редактор базы данных в режиме просмотра значений сигналов