Условие компенсации запаздывания

 

.

(121)

Откуда

 

.

(122)

В этом случае характеристическое уравнение системы имеет вид:

 

.

(123)

На рис.43 приведены графики переходных процессов ПИ - регулятора (1) и регулятора Смита (2).

 

Рис.43

 

К недостаткам регулятора Смита, кроме сложности в его реализации, относится высокая чувствительность к параметрам настройки модели. Ошибки в настройке модели, вызванные неточными априорными знаниями о характеристиках объекта или нестационарностью его свойств, могут привести не только к ухудшению качества, но и к потере устойчивости.

Теоретически запаздывание может быть скомпенсировано полностью введением в контур регулирования прогнозирующего звена с передаточной функцией е^pΔt (рис.44).

Рис.44

В общем случае сигнал ошибки регулирования ε(t) содержит детерминированную Е(t) и случайную ξ(t) составляющие

 

.

(124)

 

Согласно теории фильтрации, можно построить фильтр, оптимальным образом выделяющий детерминированную составляющую из шума. Переходная функция такого фильтра [4]:

 

.

(125)

 

где Ве(jω), Bξ(jω) - энергетические спектры сигнала и шума. На выходе фильтра присутствует только детерминированная составляющая ошибки регулирования Е(t). Прогноз этой функции на время ΔT-E(t+ΔT). Изображение по Лапласу этих функций соответственно Z[E(t)], Z[(t+ΔT)].

Сдвиг функции по времени на AT соответствует умножению ее изображения на е^pΔT, т.е.

 

.

(126)

 

Раскладывая ее в ряд Тейлора, имеем:

 

 

Переходя от изображения к оригиналам, получим:

 

.

 

Таким образом, будущее значение функции Е(t) связано с настоящими параметрами через взвешенную сумму производных. При отсутствии помех () и при бесконечной дифференцируемости процесса бесконечный ряд Тейлора для этого процесса является оптимальным оператором прогнозирования на любой интервал времени ΔT, независимо от вида энергетического спектра сигнала.

Структурная схема прогнозирующего фильтра изображена на рис.45.

 

Рис.45

Коэффициенты r_i близки к коэффициентам ряда Тейлора.

При медленных процессах Е(t) сложно реализовать аналоговые схемы вычисления производных Е(t). В этом случае целесообразно перейти от непрерывной функции к ее отсчетам в дискретные моменты времени, а производные заменить приращениями

 

(127)

 

Если использовать только первую производную, то прогнозируемое на ΔT значение функции будет равно:

 

.

(128)

 

Если использовать две производные, то

 

(129)

 

Прогнозируемая таким образом функция Е(t) будет дискретной. Если в контуре управления задействована ЭВМ, то численные результаты прогноза могут быть использованы непосредственно. Если же необходимо вернуться к аналоговой форме сигнала, то это можно сделать, используя интерполяционный ряд Котельникова [8].

 

 

Близкий к оптимальному результат дает применение цифроаналогового преобразователя с последующей низкочастотной фильтрацией.

Операцию фильтрации сигнала при дискретном его представлении можно в первом приближении заменить операцией экспоненциального сглаживания [5].

Рассмотрим процесс, равный сумме постоянной а₀ и случайного
остатка, имеющего нулевое математическое ожидание. Значение а₀ в момент времени t можно определить по его значению в момент времени (t-1) как

,

(130)

 

где β – некоторый коэффициент < 1.

Пусть ε(t) – ошибка прогноза Е(t).

 

 

Тогда

(131)

 

Прогноз в момент t является прогнозом, сделанным в момент времени (t -1), к которому добавляется последняя ошибка, умноженная на (1-β).

Метод имеет два ценных свойства. Если β определено, то никаких значений о прошлом, за исключением величины, полученной в предыдущий момент времени, не требуется. И, второе, метод обладает свойством подстраивания к изменившимся условиям.

Если истинное значение определяется линейной функцией а₀+a₁(t), то прогноз определяется формулами:

 

(132)

 

Оптимальный коэффициент β можно найти минимизируя по β сумму квадратов ошибки.

.

(133)

 

На практике ограничивают число членов ряда N и находят β методом последовательных приближений. В первом приближении

 

.

(134)

 

Экспоненциальное сглаживание дает несмещенную оценку математического ожидания.

.

S(t) является прогнозом на один шаг функции E(t).

Процедуру получения S₁ называют первым сглаживанием, S₂ - второе сглаживание. Эту процедуру можно проводить несколько раз и обобщить на случай полиномиальных функций более высокого порядка.

Задача фильтрации дискретной функции может быть решена и на основе теории цифровых фильтров.

Математически работа линейного дискретного фильтра описывается разностным уравнением [20].

 

,

(135)

 

где Х(nТ), Y(nТ) – n-ые отсчеты входного и выходного сигналов,

a_j, b_i – константы или отсчеты решетчатых функций, зависящих только от n.

Коэффициенты a_j, b_i рассчитываются по заданной формуле частотной характеристики фильтра.

Цифровые фильтры делятся на два класса: нерекурсивные и рекурсивные. Если в (112) все коэффициенты a_j, то фильтр нерекурсивный. Алгоритм нерекурсивного фильтра

 

.

(136)

 

8. Микропроцессорные контроллеры для систем автоматизации

 

Микропроцессорные контроллеры предназначены для автоматизации непрерывных, непрерывно-дискретных и периодических технологических процессов. Контроллеры позволяют принимать и преобразовывать поступающую от датчиков контрольную информацию, вырабатывать управляющие (командные) воздействия и осуществлять взаимодействие и обмен информацией с оператором технологического объекта управления (ТОУ).

Серийно выпускаемые отечественные контроллеры для систем автоматизации по функциональному назначению делят на три класса: регулирующие микропроцессорные контроллеры (ремиконты), логические микропроцессорные контроллеры (ломиконты) и дисплейные микропроцессорные контроллеры (димиконты) [6, 19].

 

8.1. Ремиконты

 

Эти контроллеры предназначены для автоматизации ТОУ с несколькими регулируемыми координатами. В класс ремиконтов входят контроллеры Р-100, 110, 112, 120, 122 и 130. Базовым контроллером для данного класса является ремиконт Р-100. Остальные модификации контроллеров имеют в значительной мере аналогичную структуру, модульную и элементную базу.

Ремиконт Р-100. Контроллер представляет собой проектно-компонуемое устройство, состоящее из постоянной и переменной частей. В первую часть входят неизменяемый комплект технических устройств, аппаратуру переменной части компонуют в соответствии с характеристиками ТОУ, в частности числом каналов ввода-вывода информации и контуров регулирования.

Рис. 46. Техническая структура ремиконта Р100

 

Техническая структура ремиконта Р-100 представлена на рис. 46.

В постоянную часть контроллера (ПК) входит ряд модулей базового комплекта: процессор (ПРЦ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) емкостью 2 Кбайта, три постоянных запоминающих устройства (ПЗУ) емкостью 8 Кбайт каждое, индикатор (МИН), сигнализатор отказов (МСО) и усилитель мощности (УМ). С ПК информационно связана панель оператора (НПО), используемая для настройки контроллера.

Модуль ПРЦ построен на базе микропроцессора серии К580. Он осуществляет управление работой всех блоков Р-100 и обработку информации в соответствии с заданной программой.

В модулях ПЗУ.1 и ПЗУ.2 „зашито” программное обеспечение контроллера, включающее следующие программы: организации процесса вычислений, регулирования, обслуживания панели оператора и внешних устройств, тестирования и самодиагностики.

В модуле ОЗУ хранят информацию, которую может изменять оператор. Сюда относят характеристики алгоритмов регулирования, параметры конфигурации контуров регулирования и режимов их функционирования, настроечные коэффициенты, значения заданий, длительности циклов и т.д. В этом модуле хранят информацию, накапливающуюся в процессе реализации алгоритмов регулирования. Для сохранения запрограммированной и накапливающейся в ОЗУ информации при аварийном отключении сетевого питания автоматически подключают батарею сухих элементов.

Модули ПЗУ.3 и УМ предназначены для обслуживания панели оператора ПНО. В ПЗУ.3 „зашита” программа обслуживания, а УМ усиливает интерфейсные сигналы по мощности и позволяет подключать ПНО через кабель длиной до 3 м. Модуль МСО сигнализирует о наличии характерных отказов, выявляемых с помощью программ диагностики, и дистанционно передает сообщение о выявленных нарушениях в работе ремиконта.

Модуль МИН выполняет сервисные функции. Он позволяет с помощью светодиодов избирательно контролировать сигналы на входах-выходах контроллера.

Проектно-компонуемый комплект (ПРК) содержит модули УСО следующих модификаций: аналого-цифрового преобразователя (АЦП) на 16 аналоговых входов (до 4 модулей); гальванического разделителя (РГ1) на 8 аналоговых входов (до 6 модулей); цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) на 8 входных аналоговых сигналов (до 8 штук); выходных гальванических разделителей (РГ2) на 4 аналоговых выхода (до 6 модулей); дискретно-цифрового преобразователя (ДЦП) на 16 дискретных входных сигналов (до 8 штук); цифро-импульсного преобразователя (ЦИП) на 8 выходов для ввода импульсных дискретных 1 сигналов (до 8 штук).

Модули и устройства постоянной и проектно-компонуемой частей ремиконта Р-100 связаны между собой шиной внутриблочной интерфейсной связи (ШИС).

Программно-алгоритмическое обеспечение ремиконта Р-100.

Функциональные возможности контроллера определяют программы, помещенные в ПЗУ. Программное обеспечение позволяет абстрагироваться от физических элементов, образующих контроллер. Оно выполнено таким образом, что физическая структура представляется в виде виртуальной (кажущейся), подобной структурам обычных устройств автоматического регулирования и управления. Основу виртуальной структуры образуют следующие пять областей (рис.47): ввода информации, вывода информации, управления, алгоритмических ресурсов и связи с оператором.

 

Рис. 47. Виртуальная структура реинконта Р100

Области ввода и вывода информации предназначены для подключения соответственно датчиков и исполнительных устройств. Входы рассчитаны на работу с унифицированными аналоговыми (напряжение 0-10 В, ток 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА) и дискретными (0 или 24 В постоянного тока) сигналами. На выходах формируются унифицированные аналоговые сигналы, а также дискретные и импульсные сигналы типа „сухой контакт”.

Область управления предназначена для обработки поступающей информации и состоит из 64 алгоритмических блоков (алгоблоков): 1.1, 1.2,..., 8.8. Функции алгоблоков заранее не определены - в процессе технологического программирования оператор может „заполнить” каждый алгоблок любым алгоритмом из числа входящих в библиотеку алгоритмов контроллера.

Типовой алгоблок (рис.48) содержит программно реализованные задатчик (ЗДН), переключатель режимов работы (ПР) и орган ручного управления (РУЧ).

Каждый алгоблок имеет восемь входов (x₁.., x₈), а также один аналоговый (у) и два дискретных (z₁, z₂) выхода, которые в исходном состоянии не запрограммированного ремиконта ни с чем не связаны.

Назначение входов определено алгоритмом, который помещен в алгоблок; при этом часть входов может быть аналоговыми, а часть -дискретными. Назначение выходов также определено алгоритмом, реализуемым ремиконтом.

Рис.48. Функциональная схема алгоблока ремиконта Р100

 

Таблица 3.

Библиотека алгоритмов ремиконта Р-100

Код	Обозначение	Назначение алгоритма
	РАС	Регулирование аналоговое стандартное (ПИД)
	РАН	Регулирование аналоговое с нуль-органом
	РАД	Регулирование аналоговое с дифференцированием
	РАП	Регулирование аналоговое с автоподстройкой
	РИС	Регулирование импульсное стандартное (ПИД)
	РИН	Регулирование импульсное с нуль-органом
	РИД	Регулирование импульсное с дифференцированием
	РИП	Регулирование импульсное с автоподстройкой
	ЛИФ	Дифференцирование
	дин	Динамические преобразования
	. инт	Интегрирование
	слж	Слежение
	ПРЗ	Программное задание
	СУМ	Суммирование
	САД	Суммирование с аналого-дискретным преобразованием
	УМН	Умножение
	ДЕЛ	Деление
	КОР	Извлечение квадратного корня
	КУС	Кусочно-линейная аппроксимация
	СЕЛ	Селектирование
	СЕР	Селектирование рассогласования
	ПЕР	Переключение
	ПЕЛ	Переключение с логикой
	ИЗО	Избирательное отключение
	ЛОГ	Стандартная логика (И, ИЛИ, память, таймер, счетчик)

 

Алгоритмическая часть ремиконта Р-100 образована библиотекой алгоритмов, набором связей (конфигурацией) и набором коэффициентов.

Библиотека алгоритмов представляет собой набор из 25 программных модулей (табл.3), предназначенных для решения наиболее часто встречающихся задач автоматического регулирования ТОУ.

Система связей алгоблоков между собой и входами-выходами ремиконта образует конфигурацию контроллера. При конфигурировании контроллера для конкретной АСР оператор соединяет входы алгоблока с любыми нужными входами или выходами других алгоритмических блоков, а выходы данного алгоблока коммутирует с выходами или задатчиками других блоков. Таким образом, в процессе конфигурирования оператор объединяет алгоблоки во взаимосвязанные группы, образующие нужные законы регулирования. Конфигурационные возможности ремиконта Р-100 позволяют создавать каналы регулирования, состоящие из разного числа алгоблоков, включенных параллельно, последовательно или с применением смешанного соединения. Например, каждый канал регулирования может состоять из одного алгоблока, в который помещен ПИД-алгоритм; один канал может состоять из 64 алгоблоков. Однако более типично использование в контроллере 8-16 каналов, каждый из которых содержит от 1 до 4 алгоблоков.

По дискретным командам указанные каналы можно безударно включать и отключать, переходить с одного из них на другой, запрещать изменение значений выходных сигналов в том или ином направлении, изменять режимы их работы.

Для настройки алгоблоков и контроля за их работой используют панель оператора ПНО, которую подключают к контроллеру через разъем. При конфигурировании оператор устанавливает на ПНО номер алгоблока; выбирает из библиотеки требуемый алгоритм регулирования; устанавливает нужную конфигурацию, определяющую связи входов и выходов алгоблока, коэффициенты и значение сигнала задания ПНО; выбирает режим работы.

В общем случае каждый алгоблок может работать в одном из семи режимов: автоматическом (АВТ), каскадном (КАСК), супервизорном (УВМ), ручном (РУЧН), дистанционном (ДИСТ), запрета (ЗАПР), слежения (СЛЕЖ). В режимах АВТ, КАСК, УВМ (см. рис.6.3) алгоритм включен в действие и выполняет предписанную ему функцию, формируя аналоговый или дискретный сигнал на выходе алгоблока. При этом ключ Кпр коммутирует соответственно один из каналов АВТ, КАСК, УВМ, а ключ Кв отсоединяет орган ручного управления РУЧ. В остальных режимах алгоблок отключен, и связь между аналоговыми выходами алгоритма и алгоблока отсутствует.

В режиме АВТ программный задатчик ЗДН подключен к ПНО, с клавиатуры которой оператор изменяет сигнал значения. В режиме КАСК задатчик ЗДН отключен от ПНО и соединен с выходом другого ведущего алгоблока ВДЩ, если такая связь задана в процессе конфигурирования контроллера. В режиме УВМ к задатчику подключен выходной сигнал УВМ, который изменяет величину задания.

В режиме РУЧН, устанавливаемом оператором с помощью клавиатуры ПНО, к аналоговому выходу алгоблока Кв подсоединяется программный узел РУЧ; при этом ключ Кпр коммутирует канал АВТ. Сигнал ручного управления задает оператор посредством клавиатуры ПНО.

Режим ДИСТ (рис.49, а)устанавливают с помощью дискретной команды Хд, подаваемой на один из входов алгоблока А. В этом режиме аналоговый выход у алгоблока подключен ко входу х_вх алгоблока.

Рис. 49. Схемы включения алгоблока в различных режимах управления:

а - дистанционном; 6 - запрета; в - слежения.

 

Режим ЗАПР (рис.49, б) также устанавливают дискретным сигналом х_з, подаваемым на вход алгоблока А. В этом режиме выходной сигнал У фиксируют на некотором уровне или обращают в нуль, в зависимости от вида запрета. Режим СЛЕЖ (рис.49, в) предусмотрен только в алгоблоках, работающих в качестве ведущих в каскадных схемах. Ведущий алгоблок ВДЩ переходит в режим СЛЕЖ в том случае, когда ведомый алгоблок ВДМ выходит из режима КАСК. В режиме СЛЕЖ реализуют „обратный счет”: выходной сигнал ведущего алгоблока отслеживает сигнал задания ведомого алгоблока.

К числу распространенных алгоритмов относят алгоритм РАС (01)-регулирование аналоговое стандартное по ПИД-закону. Структурная схема алгоритма РАС (01) показана на рис. 50.

Рис. 50. Функциональная схема алгоритма регулирования аналогового

стандартного по ПИД – закону.

 

В алгоритме РАС (01) входные сигналы x₁-х₃суммируются с некоторыми весами k₁-k₃ на сумматоре Σ₁, проходят через экспоненциальный фильтр с постоянной времени Тф и объединяются на сумматоре Σ₃ с переменной k₄ x₄+k₅ x₅, получаемой на элементе Σ₂. К сумматору Σ₃ подведено задание х_здн. Получаемое в Σ₃ рассогласование с вводят в усилитель с зоной нечувствительности А, инвертированный выход которого используют для вычисления регулирующего воздействия у в соответствии с передаточной функцией ПИД-закона:

 

.

 

На выходе ПИД-звена предусмотрен программный ограничитель с предельными значениями Н1 и Н2. При достижении сигналом у₀ граничного значения интегрирование в ПИД-звене прекращается, и выходной сигнал интегратора фиксируется на данном уровне.

Алгоритм РАС (01) содержит программный нуль-орган с границей Н3 и гистерезисом Н4, контролирующий сигнал рассогласования. Выход нуль-органа соединен с дискретными выходами алгоритма z₁и z₂. При Н3 > 0 и Н4 = 0 выходы z₁=z₂ = 0, если |ε| < Н3; z₁ = 0, z₂ = 1, если |ε| > Н3 и ε < 0; наконец, z₁ = 1, z₂ = 0, если |ε| > Н3 и ε > 0.

По дискретным командам, поданным на выходы х₇ и x₈, алгоритм переходит в режим ДИСТ, в котором аналоговый выходу отключен от ПИД-звена и подключен ко входу х₆ алгоритма.

В отключенном состоянии, т. е. в любом из режимов ДИСТ, РУЧН, СЛЕЖ, с целью обеспечения безударности перехода с автоматического режима управления на ручной и обратно вводится процедура, получившая название „балансировка алгоритма”, которая заключается в компенсации сигнала рассогласования. Предусмотрены два вида балансировки- динамическая и статическая.

При динамической балансировке сигнал разбаланса компенсируют с помощью апериодического звена, имеющего постоянную времени Т_к. В тех случаях, когда алгоритм отключен, на входе этого звена формируется сигнал х₉ = - ε, который добавляют к ε с помощью сумматора Σ₄. После включения алгоритма сигнал компенсации уменьшают до нуля с постоянной настраиваемой скоростью v = 100Т_к.

При статической балансировке разбаланс между сигналами дистанционного входа х₆ и выхода укомпенсируют с помощью задатчика алгоблока с постоянной времени Т_м и выходом х₁₀. В отключенном состоянии алгоритма выход сумматора Σ₅ автоматически отслеживавает сумму входных сигналов x₁ – х₅, при этом рассогласование становится равным нулю. После включения алгоритма текущее значение сигнала на выходе сумматора Σ₅ запоминается.

Настраиваемыми параметрами алгоритма РАС являются: масштабные коэффициенты k₂-k₅ по входам x₂ – x₅; уровни Н1, Н2 ограничения выходного сигнала по минимуму и по максимуму; порог срабатывания нуль-органа Н3 и зона гистерезиса Н4; коэффициент пропорциональности k_п постоянные времени интегрирования Т_и, дифференцирования Т_д и фильтрации Т_ф; постоянные времени звеньев динамической балансировки алгоритма Т_к и узла дистанционного управления Т_м.

Конструктивное исполнение ремиконта-100 - приборное и шкафное. В приборном исполнении каждый ремиконт Р-100 является законченным изделием и представляет собой навесной блок габаритами 800×880×445 мм. В нем расположены блочный каркас с 23 посадочными местами для установки модулей, панель клеммных колодок, блок питания, блок вентиляторов, батарея сухих элементов и другие устройства. При шкафном исполнении конструктивно законченным изделием является шкаф габаритами 800×1954×72 мм, в котором размещают до четырех ремиконтов Р-100.

Ремиконты Р110, 112, 120, 122. Эти контроллеры являются развитием ремиконта Р-100 и идентичны ему по архитектуре, методам программирования и конструктивному оформлению. Однако они имеют ряд особенностей: возможность построения высоконадежных (отказоустойчивых) комплексов; дублирование ОЗУ, благодаря которому отпадает необходимость заново программировать контроллер после замены отказавшего устройства памяти; наличие каналов цифровой последовательной связи со средствами верхнего уровня управления (интерфейс ИРПС). Кроме того, в этих контроллерах улучшен ряд технических характеристик: число алгоритмов в библиотеке увеличено до 45; увеличена нагрузочная способность ключей для дискретных выходов; уменьшена потребляемая мощность и т.д.

Ремиконт Р-110 - одиночный контроллер, рассчитанный на большое (до 40-200) число входов-выходов. Контроллер расположен в одном блочном каркасе, содержащем 16 мест для установки проектно-компонуемых модулей.

Ремиконт Р-112 - дублированный контроллер, рассчитанный на большое (до 40-200) число входов-выходов. Он состоит по существу из двух связанных между собой контроллеров Р-110, один из которых находится в работе, а другой - в „горячем” резерве.

Ремиконт Р-120 - одиночный контроллер на 15-90 входов-выходов. Он занимает половину блочного каркаса, в котором 6 мест отведено для проектно-компонуемых модулей. Вторую половину блочного каркаса занимает второй независимый контроллер Р-120.

Ремиконт Р-122 - дублированный контроллер на 15-90 входов-выходов. Он состоит из двух расположенных в одном каркасе контроллеров Р-120, один из которых находится в работе, а второй - в „горячем” резерве.

Ремиконт Р-130. Этот контроллер относят к классу малоканальных средств автоматизации широкого профиля. Основу Р-130 составляют компактные микропроцессорные контроллеры, рассчитанные на щитовой и навесной монтаж. Контроллеры имеют до 28 аналоговых и дискретных входов-выходов и оснащены интерфейсным каналом цифровой последовательной связи. На лицевой панели контроллеров раположены органы оперативного управления, с помощью которых реализуют большое число оперативных команд по изменению режижов, запуску программ, контролю сигналов и т. п.

Ремиконт-130 реализует функции одноконтурного, каскадного программного, супервизорного и многосвязного регулирования, а также логико-программного управления с последовательным действием команд и с использованием функций булевой алгебры, таймеров, счетчиков и т.п.

Ремиконты Р-130 применяют в распределенных АСУТП, использующих локальные кольцевые сети с интерфейсом ИРПС. Подсоединение к кольцевой магистрали контроллеров других типов и микроЭВМ осуществляют с помощью специализированных шлюзов.

Серийно выпускают три модели контроллеров Р-130: регулирующую, логическую и непрерывно-дискретную, причем каждая из них имеет до 30 модификаций, отличающихся различными сочетаниями аналоговых и дискретных входов-выходов.

Регулирующая модель контроллера Р-130 позволяет реализовать до четырех схем регулирования, каждая из которых может быть одноконтурной или каскадной с ручным, программным или внешним заданием, с аналоговыми или импульсными выходами. Модель содержит 99 алгоблоков с возможностью свободного их заполнения любыми алгоритмами и конфигурирования алгоблоков между собой и с входами-выходами контроллера.

Библиотека Р-130 содержит 74 „зашитых” в ПЗУ алгоритма, выполняющих функции непрерывной и дискретной обработки сигналов, включая ПИД-регулирование, логические преобразования, коммутацию сигналов, счет времени и т.п. Кроме того, регулирующая модель Р-130 реализует следующие функции:

- ручную установку или автоматическую коррекцию параметров настройки в алгоритмах;

- безударное изменение режимов управления, а также безударное включение, отключение, переключение и конфигурирование контуров регулирования любой степени сложности;

- избирательное оперативное управление и контроль за контурами регулирования с помощью 12 клавишей, 2 четырехразрядных цифровых индикаторов, шкального индикатора и набора светодиодов, позволяющих варьировать режим работы и задания, дистанционно управлять исполнительными механизмами, контролировать технологические координаты и выполнение программ регулирования, представлять информацию в физических единицах, индицировать аварийные ситуации;

- запись информации в перепрограммируемое ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием;

- самодиагностику, сигнализацию и идентификацию неисправностей, в том числе выявление отказов аппаратуры, выходов сигналов за допустимые границы, коротких замыканий по нагрузке, нарушений обмена информацией по локальной сети и т. п.

Логическая и непрерывно-дискретная модели Р-130 содержат в предпрограммируемых ПЗУ до 75 алгоритмов. Логическая модель реализует 4 независимо работающие программы управления, а непрерывно-дискретная - 4 контура ПИД-регулирования и одну программу логического управления меньшей сложности, чем в логической модели.

Габаритные размеры контроллера Р-130 (в приборном исполнении) 80×74×340 мм.

 

8.2. Ломиконты

 

Контроллеры этого типа выполняют широкий спектр алгоритмических задач, которые традиционно решают с помощью релейной аппаратуры и аналоговых устройств автоматического управления и регулирования. Кроме того, ломиконт, имея дискретные, аналоговые и импульсные входы и выходы, программные таймеры, счетчики и библиотеку алгоритмов, реализует сложные функции управления и регулирования, формирует сигналы, изменяющиеся по заданной программе в зависимости от времени, значений параметров и логических условий, выводит информацию на дисплей и печатающее устройство, обменивается данными с УВМ.

Технические структуры ломиконтов. Аналогично ремиконтам - разработаны четыре модели ломиконта: Л-110, Л-112, Л-120, Л122.

Ломиконт Л-110 - одиночный контроллер, рассчитанный на большое (до 900) число каналов ввода-вывода. Аппаратуру ломиконта Л-110 располагают в одном, двух или трех каркасах. Базовый комплект размещен в первом каркасе; во втором и третьем (и частично в первом) каркасах смонтированы модули УСО.

Ломиконт Л-112 - дублированный контроллер, состоящий по существу из двух связанных между собой контроллеров Л-110, один из которых находится в работе, а второй - в „горячем" резерве.

Ломиконт Л-120 - одиночный контроллер на 15-90 входов-выходов. Он занимает половину блочного каркаса, в котором 6 мест отведено для проектно-компонуемых модулей. Вторую половину каркаса занимает второй независимый контроллер Л-120.

Ломиконт Л-122 - дублированный контроллер на 15-90 входов-выходов. Он состоит из двух расположенных в одном каркасе и соединенных между собой контроллеров Л-120, один из которых находится в работе, а второй - в „горячем” резерве.

Состав и число модулей, входящих в базовые и проектно-компо-нуемые комплекты ломиконтов, приведены в табл. 4. Как видно из таблицы, в ломиконтах в основном используют те же типы модулей, что и в ремиконтах.

 

Таблица 4.

Состав базовых и проектно-компонуемых комплектов

контроллеров Л-110, 112, 120, 122

Обозначение модулей	Число модулей модулей
Л-110	Л-112	Л-120	n-m
	Базовый комплект
ПРЦ-5		1×2		1×2
ОЗУ4.7		1×2		1×2
МУС2		1×2		1×2
ОЗУ4.4		1×2		1×2
ПЗУ2		1×2		1×2
МИС2	-	1×2	-	1×2
	Проектно-компонуемый комплект
МИС2	0-1	-		-
МПП	0-1	(0-1)×2		(0-1)×2
ОЗУ4.7	0-1	(0-1)×2	0-1	(0-1)×2
ОЗУ4.5	0-1	(0-1)×2	0-1	(0-1)×2
РГ12	0-16	(0-16)×2	0-3	(0-2)×2
АЦП2	0-8	(0-8)×2	0-5	(0-4)×2
ДЦП2	0-32	(0-32)×2	0-5	(0-4)×2
ИЦП2	0-4	(0-4)×2	0-4	(0-4)×2
РГ22	0-8	(0-8)×2	0-2	(0-1)×2
ЦАП2	0-8	(0-8)×2	0-2	(0-1)×2
ЦДП2	0-16	(0-16)×2		(0-4)×2
ЦИП2	0-4	(0-4)×2		(0-4)×2
МСК1	0-2	(0-2)×2	-	-
МСК2	0-22	(0-2)×2	-	-

 

Модули МСК-1 и МСК-2 предназначены для связи основного и дополнительных каркасов в моделях Л-110 и Л-112.

Модуль памяти МПП содержит микромодуль перепрограммируемого ПЗУ (ППЗУ) с ультрафиолетовым стиранием емкостью 16 Кбайт, в который обычно переписывают программы пользователя после их отладки. МПП содержит средства чтения и записи в ППЗУ. Информация, записанная в ППЗУ, защищена от случайных сбоев и сохраняется при отсутствии питания. МПП позволяет до 90 раз записывать и стирать информацию.

Модуль импульсно-цифрового преобразования ИЦП служит для приема импульсных сигналов и подсчета числа импульсов. Модуль обслуживает два входных канала.

Программно-алгоритмическое обеспечение Ломиконтов. Программу контроля и управления, являющуюся программой пользователя (ПрП), записывают на языке технологического программирования ломиконта МИКРОЛ. Процесс написания этой программы несложен ввиду простоты конструкции языка МИКРОЛ и наличия в программном обеспечении помиконта библиотеки алгоритмов, аналогичной библиотеке алгоритмов ремиконтов.

В МИКРОЛЕ для удобства организации гибкой логики программы пользователя (ПрП) предусмотрена двухуровневая структура: ПрП состоит из 8 блоков, каждый из которых содержит 32 секции. Таким образом, общее число секций в ПрП составляет 256. Непосредственно программу логического управления записывают по отдельным секциям. В МИКРОЛЕ предусмотрены средства для управления работой блоков и секций.

В процессе исполнения ПрП производит различные действия с константами, переменными и арифметическими выражениями. При этом используют константы трех типов: целочисленные (аналоговые), дискретные и временные. Целочисленная константа - четырехзначное число со знаком в диапазоне от - 1000 до +1000. Дискретная константа имеет одно из двух значений: ВКЛ или ОТКЛ. Временная константа имеет один из двух форматов, называемых секундным и 100-миллисекундным.

Временная константа секундного формата имеет дискретность, равную 1 с, и принимает значения в диапазоне от 00.00.00 до 23.59.59 в часах, минутах и секундах. Временная константа 100-миллисекундного диапазона имеет дискретность, равную 100 мс и принимает значения в диапазоне от 00.00.0 до 59.59.9 в минутах, секундах, десятых долях секунды.

В МИКРОЛЕ имеется 8 типов переменных: вход дискретный - ВД; вход аналоговый - ВА; дискретный выход - ДВ; аналоговый выход - АВ; ключ блока - КБ; ключ секции - КС; таймер - ТМ; импульсный выход - ИВ. Переменные имеют восьмеричную нумерацию. Максимальное число переменных и их нумерация приведены в таблице 5.

Таблица 5.