Regulator RWF ma 9 funkcji arytmetycznych - ADD, SUB, MUL, DIV, SQR, LINE, AMP, ABS i POWR. Podobną konwencję stosuje Siemens.

Transkrypt

1 Regulator RWF ma 9 funkcji arytmetycznych - ADD, SUB, MUL, DIV, SQR, LINE, AMP, ABS i POWR. Podobną konwencję stosuje Siemens. Schematy funkcji arytmetycznych. 1

2 Dla podanych funkcji, a także innych, które zostaną przedstawione później, przekroczenia lub nieokreśloność interpretuje się następująco: 1. Jeżeli wynik obliczeń przekracza dopuszczalny zakres, tj. ustawia się go na właściwej granicy zakresu. 2. Wynik dzielenia przez 0 jest określony jako 0 ± x 38 = 0, = ± Pierwiastek kwadratowy ma dla ujemnych argumentów wartość Przekroczenie zakresu liczb i nieokreśloność nie są sygnalizowane ,, Funkcje arytmetyczne zostały zdefiniowane tak, aby wynik obliczeń był zawsze określony i mógł być niezależny od zakłóceń przy małych wartościach sygnałów 2

3 RWF jako stacja pomiarowa - funkcje arytmetyczne mają podstawowe znaczenie, gdy regulator jest stosowany do obliczeń charakterystycznych wielkości procesowych (kalkulator i wskaźnik) Przykład 1 Rozważmy zbiornik walczakowy kotła energetycznego ułożony poziomo, o promieniu r i długości l. W zbiorniku jest mierzony poziom wody H, należy określić objętość V: Z rachunków trygonometrycznych wynika następujący wzór: gdzie = 1, α α = 1, V β = H, β α 2 r = l r arccos ( r β ) β (2r β ) + γ r γ = 0, β = 2r H, dla γ = πr 2 H l, r, dla H r. 1. We wzorze przeważają operacje arytmetyczne realizowane przez funkcje regulatora 2. Funkcję arc cos(.) aproksymuje się za pomocą bloku FUNA 3. Wyboru α, β, γ, w zależności od H mogą dokonać komparatory COMP i przełączniki ASWI. 3

4 Przełącznik analogowy i binarny, komparator Przełączniki i komparator górne położenia przełączników odpowiadają początkowej wartości Lo na wejściu sterującym. Pamiętanie - jest to jedno z ważniejszych zastosowań przełączników ASWI i BSWI. Przełącznik należy objąć sprzężeniem zwrotnym od wyjścia. Od chwili, w której sygnał Stop przechodzi z Lo do Hi, na wyjściu jest utrzymywana wartość, jaka istniała na wejściu górnym przed przełączeniem. Realizacja pamiętania za pomocą przełączników 4

5 Parametry uniwersalne w RWF - można ustawiać on-line, dzielą się na: analogowe - występują głównie w układach z funkcjami prostymi pełniąc rolę nastawianych współczynników, poziomów odniesienia, wartości zadanych liniowe blok PL dekadowe blok PD, 5 dekad od 0.1 do binarne blok PB, służą jako nastawiane przełączniki uzupełniając klawisze panelu, dostęp do nich wymaga przejścia do parametryzacji. Zakres parametrów liniowych: PL: PD: Stałe arytmetyczne i logiczne blok stałych CNST ma: 17 wyjść analogowych o ustalonych wartościach, z zakresu <0.0, 1.0>, 2 wyjścia binarne neutralizują niewykorzystane wejścia binarne, wyjście CYCL podające wartość aktualnego cyklu. 5

6 Konfiguracja RWF ma charakter konwersacyjny, pozwala na łatwą modyfikację istniejącego układu za pomocą panelu sterującego. Jeżeli pamięć nie zawiera danych, po włączeniu zasilania regulator przechodzi samoczynnie na poziom nadrzędny wyświetlając NAME- read. Przejście z obsługi procesu do konfiguracji następuje po dłuższym naciskaniu klawisza Enter (KE6) około 10s. Fazami konfiguracji regulatora RWF są: NAME - nadanie nazwy konfigurowanemu układowi, DEFN - definiowanie bloków funkcyjnych, CONN - łączenie wejść i wyjść, POSN - pozycjonowanie (określanie kolejności bloków), OFPA - ustawianie wartości parametrów typu off-line, ONPA - ustawianie początkowych wartości parametrów typu on-line, OPTN - wybór układów opcjonalnych, RUN - analiza konfiguracji i przejście do obsługi procesu. 6

7 Zasada użycia klawiszy i wyświetlaczy podczas konfiguracji regulatora a) tryb dostępu do pamięci EEPROM, b)przejście do wybranej fazy z poziomu nadrzędnego 7

8 NAME - nadanie nazwy dla konfigurowanego układu; nazwa ma znaczenie porządkowo - dokumentacyjne, co jest ważne ze względu na wymienialność pamięci EEPROM. W regulatorze RWF nazwy są liczbami 1,2,...,255 (bajt). Wybierając na poziomie nadrzędnym fazę NAME i naciskając Enter, na wskaźnikach pytań i odpowiedzi otrzymuje się: pytanie: NAME - Dl2 odpowiedź: 1, 2,..., none - Dl1 none - oznacza brak nazwy i występuje przy wyzerowanej pamięci EEPROM. 8

9 DEFN - definiowanie i przyporządkowanie konkretnych funkcji dla bloków prostych i złożonych, tylko bloki zdefiniowane uczestniczą w następnych fazach. W fazie definiowania dokonuje się wyboru bloków do układu przyporządkowując im funkcje według schematu blokowego URA. Operacje w panelu wyglądają następująco: Rozpoczynamy od poziomu nadrzędnego ustawiając na wskaźnikach DEFN-set. Po Enter dostaje się: pytanie: blok - Dl2 odpowiedź: funkcja - DI1 1. ndef - początkowo bloki proste i złożone nie mają przyporządkowanej żadnej funkcji otrzymując status nie zdefiniowanych. 2. Bloki o ustalonych funkcjach: bloki wejść AI, BI parametry PL, PD, PB, stałe CNST, wskaźniki DIl, DI2, DI3 oraz LED-y, LD1,...,LD6 - nie pojawiają się w fazie DEFN; są "zawsze zdefiniowane" i gotowe do użytku. 3. Bloki proste b01 do b64, kolejność definiowania nie ma znaczenia 4. Bloki złożone c01 do c32 (o ile wystarczy pamięci), rezerwacja pamięci dynamiczna, definiowane sukcesywnie. 9

10 CONN łączenie wyjść i wejść bloków Ustawiając CONN-set na wskaźnikach i naciskając Enter przechodzimy do fazy łączenia. Stan wskaźników jest następujący: pytanie: wejście - DI2 odpowiedź: wyjście, stała, nc - DI1 stała należy do bloku CNST nc oznacza, że wejście jest niepodłączone 10

11 POSN - regulator w stanie WORK prowadzi obsługę bloków na kolejnych pozycjach, aż do napotkania pierwszej niezajętej - npos. Ewentualne bloki za npos nie są brane pod uwagę. Przesuwając npos coraz dalej, można stopniowo testować skonfigurowany układ. W fazie tej ustala się kolejność obliczeń dla zdefiniowanych bloków algorytmicznych, czyli ich pozycje. Pozycji jest tyle ile bloków, tzn = 96. Są one oznaczone p0l, p02, itd. Po ustawieniu na wskaźnikach POSN-set (poziom nadrzędny) i naciśnięciu Enter otrzymuje się: pytanie: pozycja - DI2 odpowiedź: blok [funkcja], npos, inst, delt - DI1 npos - początkowo wszystkie pozycje mają status niezajętych inst służy do wstawiania npos na odpowiednią pozycję, dotychczasowe bloki na pozycjach począwszy od p i przesuną się o jedną pozycję w prawo delt usuwa blok lub npos ze wskazanej pozycji. 11

12 Sprzężenie zwrotne - jeżeli w układzie jest przewidywane sprzężenie zwrotne z bloku na dalszej pozycji, należy pamiętać, że do obliczeń zostanie wzięta wartość z poprzedniego cyklu. Ma to szczególne znaczenie w układach logicznych. Wiąże się z tym również sprawa pierwszego cyklu po wymianie baterii, gdy w pamięci RAM nie ma jeszcze wyników obliczeń. Na początku pierwszego cyklu wyjścia bloków są zerowe [0.0, Lo]. Wyjątkiem są wyjścia Q = Hi w klawiszach, parametry dekadowe PD (10.0) oraz stałe CNST. 12

13 OFPA i ONPA ustawianie parametrów zdefiniowanych bloków Faza OFPA dotyczy parametrów typu off-line [C], które podczas obsługi procesu pozostają stałe. W fazie ONPA są ustawiane wstępne wartości parametrów on-line [W], można je potem zmieniać w trakcie obsługi procesu. Stan wskaźników jest następujący: pytanie: blok [funkcja] - symbol parametru - DI2/DI3 odpowiedź: wartość parametru - DI1 13

14 OPTN - w fazie tej istnieje możliwość ustawienia w pamięci EEPROM danych konfiguracyjnych jednego z gotowych układów - opcji. Pamięć można także wyzerować. Dane dwóch układów stałowartościowej regulacji PID programatora zegarowego SEQ są umieszczone na stałe w EPROM; w OPTN przepisuje się je do EEPROM. Ustawianie opcji. Po nadaniu nazwy w NAME i ustawieniu na wskaźnikach OPTN-set naciskamy Enter. Stanem wskaźników staje się: pytanie: OPTN - DI2 odpowiedź: opcja - no, PRST, LOAD, PID, SEQ - DI1 PRST zerowanie pamięci LOAD przesłanie danych z komputera 14

15 Analiza konfiguracji Po ustawieniu RUN na poziomie nadrzędnym pierwsze naciśnięcie Enter powoduje wyświetlenie pytania yes (?). Po potwierdzeniu przez ponowne naciśnięcie Enter, regulator przeprowadza analizę danych konfiguracyjnych. Jeżeli wypadła ona pomyślnie, podejmuje obsługę procesu. Podczas analizy na wskaźnikach jest sygnalizowane MEM-BUSY. W skład analizy wchodzi: - sprawdzenie kompletności połączeń wejść, - badanie, czy połączenia następują wyłącznie między blokami obsługiwanymi, - kontrola, czy z wyjściami bloków algorytmicznych są połączone jakieś wejścia (tzn. czy bloki są wykorzystane), - kontrola, czy wszystkie zdefiniowane bloki algorytmiczne są obsługiwane, - określenie cyklu obliczeń, - wyznaczenie współczynników pomocniczych. 15

16 Tryb obsługi panelu - klawisz KE6 rozpoczyna i kończy daną operację Enter/Exit. 1. Należy nacisnąć Enter/Exit (KE6) i przytrzymać przez 10s, aż na wskaźniku DI3 pojawi się pulsujący napis PV. Sygnalizuje to gotowość do operacji on-line lub przejścia do konfiguracji. Zwalniamy Enter/Exit i PV ustala się. 2. Jednocześnie dwa główne wskaźniki przyjmują jeden z następujących stanów: PARM set/read - parametryzacja on-line, VIEW -read - przeglądanie zmiennych, BYTE - set/read CONF-set/read - kontrola bajtów, - konfiguracja. 16

17 3. Przejście do wybranej operacji lub konfiguracji następuje w wyniku naciśnięcia klawisza dolnego (KE7, KE8). CONF - po pierwszym naciśnięciu klawisza zapala się MODE-CONF. Następnie, po naciśnięciu obydwu dolnych klawiszy, regulator przechodzi na nadrzędny poziom konfiguracji do NAME-set/read. MODE-CONF zapowiada, że obsługa procesu zostanie przerwana (offline). Wymóg naciśnięcia obydwu klawiszy zabezpiecza przed przypadkowym przejściem do konfiguracji. 4. Zakończenie operacji PARM, VIEW, BYTE następuje przez naciśnięcie Enter/Exit (KE6). Nie naciśnięcie przez 20s żadnego z klawiszy uczestniczących w operacji powoduje automatyczne zakończenie. Na wskaźnikach pojawiają się wartości zmiennych, a klawiszom zostają przywrócone normalne funkcje. 17

18 Parametryzacja on-line. Testowanie. W czasie, gdy regulator prowadzi obsługę procesu mogą być realizowane następujące operacje: - zmiana parametrów typu on-line, - przeglądanie wartości zmiennych, - kontrola bajtów pamięci. Można również powrócić do stanu konfiguracji w celu modyfikacji układu. Obsługa procesu zostanie jednak przerwana. Linijki diodowe, pojedyncze LED-y oraz klawisze KE1, KE2 (1/2), KE5 (A/M) nie biorą udziału w operacjach on-line zachowując funkcje przewidziane w układzie. Nadal, więc można przynajmniej częściowo obserwować proces oraz ingerować w pracę regulatora. Jeżeli zaś skonfigurowane odpowiednio LED-y zaczną sygnalizować sytuację alarmową, powinno się przerwać operację przez naciśnięcie Enter/Exit i podjąć akcję zapobiegawczą. Przerzutniki T klawiszy uczestniczących w operacjach zachowują dotychczasowy stan. 18

19 Stacyjka pomiarowa Regulator PSW-8 ma pełnić rolę stacji pomiarowej wskazującej wartość zmiennej procesowej i sygnalizującej przekroczenia. Niech zmienną będzie temperatura w piecu. Zakres zmian przetwornika pomiarowego niech wynosi (T m, T M ), alarm dolny przy spadku T poniżej T AL, a alarm górny przy wzroście T powyżej T AH. Sygnał z przetwornika temperatury podany na wejście analogowe zostanie przetworzony na znormalizowany sygnał t z przedziału (0.0, 1.0) Dane liczbowe: T m,=0, T M,=100, T AL,=30, T AH,=70, T=5 [ C] Dane znormalizowane t AL,=0.3, t AH,=0.7, t=.05, LD1, LD2 - przekroczenia alarmowe PL1= t AL. i PL2= t AH, DI1 - temperatura w piecu, y L =0, y H =1000 d=

20 Dane konfiguracyjne do PSW-8 NAME 1 DEFN POSN Pytanie Odpowiedź Pytanie Odpowiedź b01 COMP p01 b01 [COMP] b01 COMP p02 b02 [COMPI] CONN OPFA Pytanie Odpowiedź Pytanie Odpowiedź [COMP] b01.1 PL1 DI1.1 y L 0 [COMP] b01.2 AI1 DI1.1 y H 1000 [COMP] b01.3 0,05 DI1.1 d [COMP] b02.1 AI1 ONPA [COMP] b02.2 PL2 Pytanie Odpowiedź [COMP] b02.3 0,05 PL2 - PL DI1.1 DI1.2 DI1.3 AI1 nc Lo DI1.1 T 1 LD1.1 LD1.2 LD1.3 LD3.1 LD3.2 LD3.3 b01.b [COMP] Lo Lo b02.b [COMP] Lo Lo 20

21 Stacyjka zadająca Regulator PSW-8 ma pełnić rolę stacyjki zadającej wartość zmiennej procesowej i sygnalizującej jej stan. Niech zmienną będzie napięcie zasilające element grzejny w piecu sterowanym poziomem napięcia. Zakres zmian przetwornika pomiarowego niech wynosi (U m, U M ), Znormalizowany sygnał z zadajnika SP podany na wyjście analogowe regulatora zostanie przetworzony na sygnał zewnętrzny u z przedziału (0.0, 10.0) [V]. KE3 KEY KE4 KEY KE1 KEY Hi Lo.6 SP.1.2 nc.3 Lo DI1 ASWI.A U AO1 Dane liczbowe: U m,=0, U M,=10 [V] DI1 - napięcie sterujące piecem, y L =0, y H =100 d=---.- KE1 - Hi - załącza napięcie sterujące na wyjście A01 z potwierdzeniem na LED - Lo - 0V na wyjściu A01. KE3, KE4 - zadawanie wartości napięcia. 21

22 Dane konfiguracyjne do PSW-8 NAME 2 DEFN POSN Pytanie Odpowiedź Pytanie Odpowiedź b01 ASWI p01 c01 [SP] c01 SP p02 b01 [ASWI] KE3,KE4 KEY KE1 KEY OPFA CONN Pytanie Odpowiedź Pytanie Odpowiedź DI1.1 y L 0 [ASWI] b DI1.1 y H 100 [ASWI] b01.2 c01.6 [SP] DI1.1 d [ASWI] b01.3 KE1.3 ONPA [SP] c01.1 KE3.1 DI1.1 T 1 [SP] c01.2 Hi [SP] c01.3 KE4.1 [SP] c01 Ti Prog [SP] c01.4 [SP] c L0 AO1 b01.a [SP] c01 y L 0.0 [SP] c01 y H 100 [SP] c01 Tt