16 5. KONFIGURACJA I PARAMETRYZACJA Stan CONF składa się z pięciu faz wymienionych niżej. Ustawia się w nich następujące wielkości: SWIT - przełączniki konfiguracyjne - switch ONPA - początkowe wartości parametrów on-line OFPA - parametry off-line PRST - struktura początkowa - preset CALC - kalkulator procesowy z blokami funkcyjnymi (od wersji 2.0). Przechodzenie z WORK do CONF omówiono w p.4.2. Dla przypomnienia, naciskając V należy doprowadzić do wyświetlenia CONF, po czym dwukrotnie nacisnąć I/E. Przejście do konfiguracji można również wymusić przełącznikiem sprzętowym (p. 5.4.) lub przez wymianę pamięci EEPROM na nie używaną. Z CONF do WORK przeprowadza pseudo-faza RUN. 5.1. Panel czołowy Funkcje elementów panelu podczas konfiguracji i parametryzacji podano na rys.5.1a,b. Dotyczy to również trybu PARM w WORK (por. p.4.2). W stanie CONF wyróżnia się poziom nadrzędny przeznaczony do wyboru fazy oraz wewnętrzne poziomy faz. Ilustruje to rys. 5.2. Pierwszą fazą, która zgłasza się po przejściu do CONF jest SWIT. Do faz wchodzi się naciskając I/E, a wychodzi naciskając V. Podobnie było z trybami w WORK. Gotowość wejścia do fazy sygnalizuje LED I (Enter- Input), a wyjścia - świecąca kropka na identyfikatorze (Exit). Tak więc przy operacjach na poziomie nadrzędnym LED I jest zapalony, a wewnątrz fazy zgaszony. Kropka identyfikatora zachowuje się odwrotnie - wewnątrz fazy świeci, na poziomie nadrzędnym pozostaje zgaszona. Przyciski +, - służą do zmiany fazy na poziomie nadrzędnym. Wewnątrz fazy, czyli po naciśnięciu I/E, służą albo do zmiany przełącznika, parametru, struktury (M ), albo do zmiany wartości (A ). O aktualnym przeznaczeniu przycisków +, informują LED-y A, M (por. PARM w p. 4.2). M sygnalizuje możliwość przejścia do następnego przełącznika, parametru, struktury (Move), A - możliwość zmiany wartości (Alter). Naciskanie A/M zmienia przeznaczenie przycisków +, - (Alter / Move). Na poziomie nadrzędnym LED-y A, M pozostają zgaszone. Utrzymywanie wciśniętego przycisku + lub powoduje przyspieszenie. W przypadku Move przyspieszenie jest stopniowane, a w Alter - dekadowe (od najmniej do najbardziej znaczącej cyfry). Dotyczy to faz SWIT, ONPA, OFPA, oraz parametryzacji PARM. Natychmiastowe przejście na koniec listy przełączników lub parametrów wymaga na ciśnięcia +, (w podanej kolejności). Powrót na początek następuje po, +. a)
17 b) powrót na poziom nadrzędny, gdy - Exit wejście do fazy konfiguracji, gdy I - Enter zmiana przeznaczenia przycisków +, A M możliwość zmiany wartości możliwość przejścia do następnego przełącznika, parametru Alter - Move wybór trybu na poziomie nadrzędnym zmiana wartości, gdy A następny przełącznik, parametr, gdy M Rys.5.1. Funkcje elementów panelu czołowego podczas konfiguracji i parametryzacji: a) wskaźnik, identyfikator i LED-y b) przyciski (I, A, M oznacza, że dany LED świeci) Przykład. Załóżmy, że wspominany poprzednio okres aktualizacji DI.up ma mieć wartość 5s, a nie 1s jak default w Dodatku B. Przyjmując, że regulator znajduje się na początku poziomu nadrzędnego, czyli wyświetla SWIT, należy kolejno wykonać następujące czynności: 1. Za pomocą przycisków +, - ustawić na wskaźniku napis ONPA (DI.up jest parametrem on- line). Powtarzamy, że przy operacjach na poziomie nadrzędnym LED I świeci (gotowość Enter- Input), zaś kropka identyfikatora jest zgaszona.
18 Rys. 5.2. Fazy konfiguracji CONF 2. Nacisnąć I/E celem wejścia do fazy ONPA (Enter). Na wskaźniku pojawia się symbol pierwszego parametru on-line, czyli KP.1. LED I gaśnie, kropka identyfikatora zaczyna świecić (gotowość Exit). Jednocześnie zapala się LED M sygnalizując możliwość przejścia do następnego parametru (Move). 3. Przyciskami +, ustawić DI.up na wskaźniku (przyspieszenie stopniowane). Nazwa DI.up i wartość, np. 1.0, są prezentowane na zmianę w cyklu 3+1 s (por. p. 4.2). LED M świeci nadal. 4. Naciskając A/M zapalić LED A (Alter). Cykl nazwa/wartość zmienia się na 1+3s, tzn. wartość jest prezentowana dłużej, a nazwa tylko na chwilę przypominana. 5. Przyciskami +, ustawić DI.up na wymaganą wartość 5.0 (przyspieszenie dekadowe). LED A świeci, a więc cyklem pozostaje 1+3s. 6. Naciskając V wrócić na poziom nadrzędny. Na wskaźniku pojawia się ONPA, kropka identyfikatora gaśnie, a zapala się LED I. W ten sam sposób dokonuje się ustawienia przełączników konfiguracyjnych i parametrów offline, wyboru struktury początkowej itd. Gdyby oprócz DI.up chodziło o ustawienie wartości również innego parametru on-line, np. poziomu alarmowego AL1.L, wówczas należy wrócić do Move (A/M), odszukać parametr AL1.L (+, ), przełączyć z powrotem na Alter (A/M) i ustawić nową wartość (+, ). Opisane czynności ilustruje rys.5.3 (kropki... oznaczają aktualną wartość KP.1, tutaj nieistotną). CNF?. Brak danych konfiguracyjnych regulator sygnalizuje pulsującym napisem CNF?. Pojawia się on po wymianie pamięci EEPROM na nową lub przy kiepskim stanie technicznym (rozdz.11). Naciśnięcie V gasi CNF?, na wskaźniku pojawia się napis PRST (rys.5.1). RAM?. Pulsujące RAM? po włączeniu zasilania świadczy o wyczerpaniu baterii podtrzymania RAM i konieczności rozpoczęcia obliczeń od nowa (po wyzerowaniu pamięci, p.11.3). Naciśnięcie V gasi RAM?, regulator kontynuuje pracę.
19 1. 2. 3. ONPA I - Enter Te.1 /... M - Exit Move DI.up / 1.0 M Move 4. 5. 6. 1.0 / DI.up A Alter 5.0 / DI.up A - Exit Alter ONPA I - Enter Rys.5.3. Przyciski, wskaźnik cyfrowy, LED-y i identyfikator podczas ustawiania parametru DI.up na wartość 5s w fazie ONPA 5.2. Fazy konfiguracji SWIT, PRST, CALC Konfiguracja typowego regulatora PID polega na wyborze struktury układu regulacji oraz wariantów jego realizacji. W RF-537 podobnie jak w regulatorach Siemensa, Honeywella, czy Foxboro, wyboru dokonuje się przez przyporządkowanie odpowiednich wartości zmiennym konfiguracyjnym, które pełnią rolę flag sterujących przebiegiem programu. Z tego względu nazywa się je przełącznikami konfiguracyjnymi. Strukturę układu regulacji i jej warianty określa się w fazach SWIT, PRST i CALC. SWIT. W fazie tej są ustawiane przełączniki określające standardowe zastosowania regulatora, tzn. takie, w których nie ma potrzeby korzystania z bloków kalkulatora CALC. Listę przełączników oraz ich możliwe wartości, czyli położenia podano w Dodatku A. Przełączniki są tam pogrupowane odpowiednio do zespołów funkcjonalnych. Grupy są następujące : Główne przełączniki konfiguracyjne: struktura regulacyjna, rodzaj sterowania, przetwarzanie wejść standardowe lub opcjonalne Wejścia analogowe: zakres, pierwiastkowanie, linearyzacja, stan Man po uszkodzeniu Wejścia binarne: przeznaczenie (sygnał), kierunek, potwierdzenie gotowości, kontrola siłownika Wielkość zadana: bezuderzeniowość, śledzenie zmiennej procesowej, wartość bezpieczna, zewnętrzna wielkość zadana Algorytm PID: PI lub P, wejście D, zakres i sygnał programowej zmiany nastaw (gain sch.) Cechy sterowania: priorytet Man, wyjście po awarii, ręczne sterowanie 3-pozycyjne, master pary redundancyjnej, zerowanie w DDC i redundancji, kierunek wskazywania Wyjścia analogowe: przeznaczenie, zakres, alternatywny sygnał dla A02, Man po uszkodzeniu Wyjścia binarne: przeznaczenie, kierunek, Man przy przeciążeniu Przekroczenia alarmowe: sygnał, rodzaj alarmu, potrzeba drugiego alarmu, alarm na wskaźniku, ustawianie w NORM Wskaźnik i linijka LED-owa: sygnały NORM, pozycja kropki dziesiętnej, sygnał linijki, zakres przy błędzie, bargraf lub punkt
20 Wznowienie zasilania: zachowanie - kontynuacja/man/inne, położenia A/M, I/E gdy brak baterii podtrzymania RAM, alarm na wskaźniku Tryb komunikacji: nadawanie do komputera, nadawanie i ograniczony odbiór (dane konfiguracyjne, parametry), nadawanie i odbiór nieograniczony. W grupie przełączników głównych pierwszy przełącznik STR (Structure) określa strukturę układu regulacji. Do wyboru jest 13 struktur, w tym stałowartościowa, stosunku, nadążna, DDC, kaskadowa zwykła, kaskadowa stosunku itd. (rozdz.8). Drugim przełącznikiem jest OUT (output) określający rodzaj sterowania (wyjścia) - ciągłe, 2-pozycyjne, 3-pozycyjne. Trzeci przełącznik INP (input) dokonuje wyboru między standardowym przetwarzaniem wejść analogowych (rozdz.6), a opcjonalnym za pomocą bloków kalkulatora CALC (od wersji 2.0). Kolejne grupy przełączników są omawiane w następnych rozdziałach. Grupy przekroczenia alarmowe oraz wskaźnik i linijka przedstawiono wcześniej (p.4.1, 4.3). Podczas wybierania Move (M ) przełączniki pojawiają się w kolejności alfabetycznej, a nie w grupach. Wyjątek stanowią przełączniki główne STR, OUT, INP. Porządek alfabetyczny ułatwia poszukiwanie. Ustawianie przełącznika konfiguracyjnego odbywa się według procedury opisanej w poprzednim punkcie. W celu rozproszenia ewentualnych wątpliwości podamy jednak jeszcze jeden przykład. Przykład. Załóżmy, że chodzi o stałowartościową regulację stosunku - STR=FRTO (fixed ratio) oraz sterowanie 3-pozycyjne bez sprzężenia od siłownika OUT=3STP (step, sterowanie krokowe). Pozostałe przełączniki i parametry pozostają na wartościach pierwotnych (default). Po skonfigurowaniu regulatora należy od razu przejść do WORK. Przyjmując, że regulator znajduje się na poziomie nadrzędnym należy kolejno wykonać operacje według rys.5.4. Podobnie jak wcześniej, kropki przy STR i OUT oznaczają aktualną wartość. Położenia przycisków A/M, I/E po przejściu do WORK określają odpowiednie przełączniki konfiguracyjne (REST i SETP w p.11.3). PRST. W fazie tej można wyzerować pamięć - clr (clear) lub wybrać jedną z czterech gotowych struktur USR1,...,USR4, których dane mieszczą się w pamięci EPROM. Zerowanie clr powoduje ustawienie przełączników i parametrów na wartościach pierwotnych (default). Oprogramowanie wersji v.1.00 zawiera następujące struktury USR 1) : USR1 - regulacja stałowartościowa, sterowanie ciągłe - STR=FSP, OUT=CONT USR2 - regulacja stałowartościowa, sterowanie krokowe - FSP, 3STP USR3 - regulacja stosunku, sterowanie krokowe - FRTO, 3STP USR4 - regulacja kaskadowa, sterowanie ciągłe - FSPC, CONT Dotyczą one najczęstszych zastosowań. Pozostałe przełączniki i parametry przyjmują wartości default (v.1.00). Jeżeli układ użytkownika z grubsza odpowiada jednej ze struktur USR, wówczas proces konfiguracji regulatora RF-537 można skrócić przepisując najpierw do pamięci EEPROM tę strukturę, a potem dokonując tylko zmiany niektórych przełączników. W następnych wersjach oprogramowania zestaw gotowych struktur może być odmienny 2). Wtedy po clr pojawiają się inne napisy, albo USR kończy się innym numerem. Przykładem może być struktura ARP odpowiadająca znanemu regulatorowi parametrycznemu. 1) Kolejno pod adresami: F000...F3FF, F400...F7FF, F800...FBFF, FC00...FFFF (hex). 2) Przewidziane są także wersje, w których pojawi się tylko clr (ograniczenie pojemności pamięci).
21 SWIT I STR /... M - Move... / STR A - Alter FRTO / STR A STR / FRT M - Move OUT /... M... / OUT A - Alter 3STP / OUT SWIT RUN A I I YES? M.BSY, praca WORK Rys.5.4. Przyciski, wskaźniki, LED-y i identyfikator podczas ustawiania STR=FRTO, OUT=3STP Szczegóły operacji w fazie PRST ilustruje rys.5.5. Pewna różnica w stosunku do innych faz polega na tym, że po wybraniu clr lub USR (w Move) przepisanie danych z EPROM do EEPROM następuje dopiero po ponownym naciśnięciu I/E. Natomiast w pozostałych fazach zapis do EEPROM następuje natychmiast po pojawieniu się wartości na wskaźniku. Podczas przepisywania wskaźnik wyświetla M.BSY (memory busy). Po M.BSY regulator przechodzi automatycznie na poziom nadrzędny do SWIT oczekując na ewentualną zmianę przełączników. Ponowne naciśnięcie I/E powinno nastąpić w ciągu 10 sekund, w przeciwnym Rys. 5.5. Obsługa regulatora w fazie PRST razie regulator wróci na poziom nadrzędny do PRST. Taki dość krótki okres oczekiwania na decyzję chroni przed przypadkowym wymazaniem aktualnej konfiguracji w wyniku clr lub USR.
22 CALC. W fazie tej konfiguruje się 16 bloków funkcyjnych nazywanych wspólnie kalkulatorem procesowym. Zazwyczaj służą one do niestandardowego przetwarzania sygnałów wejściowych lub generowania wielkości zadanej. Opis tych bloków, zakresy parametrów oraz przykłady zastosowań podano w Instrukcji podstawowej (Część II). Tutaj wspomnimy tylko, że wewnątrz fazy CALC znajdują się sub-fazy DEFN i CONN, w których wybiera się bloki i dokonuje połączeń między nimi, podobnie jak to ma miejsce w przypadku sterowników wielofunkcyjnych oraz większych sterowników PLC. Parametry bloków są ustawiane w ramach PARM, ONPA, OFPA, z tym że dla odróżnienia od parametrów standardowych realizuje się to w ramach wewnętrznych sub-faz nazywanych również CALC. 5.3. Fazy parametryzacji ONPA i OFPA. Uruchomienie RUN Problematykę parametryzacji poruszano już wcześniej, tutaj więc ograniczamy się tylko do usystematyzowania zasadniczych spraw. ONPA. W fazie tej są ustawiane początkowe wartości parametrów on-line, tzn. tych, które będzie można potem ew. modyfikować w trybie PARM podczas obsługi procesu. Należą do nich nastawy algorytmu PID, poziomy przekroczeń alarmowych, współczynniki określania zmiennej procesowej, stosunku itp. Zmiana wartości w PARM jest możliwa, gdy pozwala na to sprzętowy przełącznik blokady konfiguracji i parametryzacji (zob.dalej) oraz binarne wejście blokujące (p.7.1). Wyjątek stanowią poziomy przekroczeń alarmowych, pod warunkiem odpowiedniej wartości przełącznika ALNO (p.4.3). Przykład ustawiania parametru DI.up w fazie ONPA podano na rys. 5.3. Parametry on-line są uporządkowane w grupy celem łatwiejszego odszukania (Dodatek B). OFPA. Ustawia się tu parametry off-line, które podczas obsługi procesu muszą pozostać stałe, bowiem w istotny sposób zmieniłyby funkcjonowanie regulatora, zakres liczb na wskaźniku, komunikację itp. Podział parametrów na off-line i on-line jest podobny jak w innych regulatorach cyfrowych. Ustawianie wartości przebiega identycznie jak w ONPA. Porównując listy wartości parametrów z listą wartości przełączników w Dodatkach A i B widać, że podczas wyświetlania wartości przełączników są zakończone kropką, a parametrów nie. Powinno to dopomóc początkującemu użytkownikowi w szybszej orientacji, co wskaźnik aktualnie przedstawia. RUN. Po ustawieniu przełączników i parametrów regulator RF-537 jest gotów rozpocząć pracę WORK. W tym celu operując na nadrzędnym poziomie konfiguracji należy za pomocą przycisków +, - ustawić RUN, po czym nacisnąć I/E (rys.5.2). Na wskaźniku pojawia się pytanie YES?. Naciskając V można ewentualnie zrezygnować z WORK i powrócić do CONF. Drugie naciśnięcie I/E powoduje wyświetlenie M.BSY (memory busy), podczas którego regulator analizuje dane konfiguracyjne. Niezgodności są sygnalizowane jako CNF?. Gdy wszystko jest w porządku, M.BSY znika, i pojawia się wartość zmiennej wiodącej NORM wskazując, że regulator rozpoczął pracę. 5.4. Przełączniki sprzętowe Niezależnie od przełączników konfiguracyjnych SWIT (programowych) regulator RF-537 ma na płycie mikrokomputera cztery przełączniki sprzętowe dip-switch, od których zależy jego zachowanie w kilku szczególnych sytuacjach. Numerację przełączników podano na rys. 5.6.
23 Rys. 5.6. Przełączniki sprzętowe w pozycjach: 1-on, 2-off, 3-off, 4-on (ciemne pole - palec przełącznika) Przeznaczenie przełączników jest następujące: 1. Symulacja obiektu - on, obsługa procesu - off 2. Blokada konfiguracji - on, bez blokady - off 3. Blokada parametryzacji - on, bez blokady - off 4. Stan po wznowieniu zasilania: sprzed zaniku - on, CONF - off Symulacja umożliwia przeprowadzenie testów przed rozpoczęciem sterowania obiektem o krytycznym znaczeniu 1). Blokada konfiguracji i parametryzacji zapobiega naruszeniu danych przez osoby niepowołane. Nowo wyprodukowany regulator po włączeniu z reguły przechodzi do CONF oczekując na konfigurację. Jeżeli po wznowieniu zasilania regulator ma płynnie wznowić pracę, przełącznik 4 należy ustawić na on oraz odpowiednio określić przełączniki programowe (p.11.3). 1) Niezależnie od tego regulator RF-537 i obiekt można oczywiście symulować na komputerze PC.