ОКО (01) – Оперативный контроль регулирования

Алгоритм оперативного контроля (ОКО) в данной программе предназначен для отображения на лицевой панели (ЛП) регулирующей модели контроллера следующих величин (рис. 10):

– задания (Хздн);

– регулируемой переменной (Xi);

– рассогласования (e);

– значение управления (U).

Алгоритм ОКО обеспечивает связь с лицевой панелью (ЛП) регулирующей модели контроллера. Алгоритм ОКО может размещаться в первых четырёх алгоблоках, то есть можно реализовать четыре регулятора. Четыре регулятора можно реализовать, если в группе А и Б установлен модуль МАС, то есть тип УСО будет равен 11 (Приложение А, Г).

Следует обратить внимание на то, как всё связано, когда разработчики аппаратной и программной части действуют согласованно.

Рис. 10. Входные сигналы алгоритма ОКО

Хздн – вход для отображения задания на ВЦИ; Хвх – значение регулируемой переменной; Wo и W100 – начало и конец шкалы параметра; Хε – величина рассогласования; Хруч – признак работы с алгоритмом РУЧ ( подают сигнал c первого выхода алгоритма РУЧ); Хвых – выход регулятора (в нашем случае – выход алгоритма РАН). При подключении сигнала к этому входу его значение параллельно выдаётся на шкальный индикатор и на НЦИ. Z – вход, на который можно подавать любой тип переменной (вещественную, целую, временную и т.д.) Nz – признак типа переменной; Nок – признак (дискретный сигнал) ошибки контура. Если сюда подаётся единичный сигнал, то «загорается» светодиод вверху ЛП. Хздл, Хвх,л, Wo,л, W100,л и Хε,л – эти входы используют при реализации каскадного регулятора. Модификатор в алгоритме ОКО определяет режимы работы регулятора и вид формирования задания регулятору [25]. Например, по умолчанию установлено значение равное восьми (Nz = 8). Это значит, что на вход Z подают аналоговый сигнал. Если Nz = 9, то на вход Z поступают целочисленные значения: 1, 2, 3 и т.д. ВЦИ – верхний цифровой индикатор. НЦИ – нижний цифровой индикатор. Например, если подадим аналоговый сигнал на первый вход, то его значение увидим на ВЦИ.

Для закрепления знаний по алгоритму задаются вопросы. Например, следующий. Сколько максимально аналоговых сигналов можно отобразить на лицевой панели регулирующей модели? Формально ответ прост: К одному алгоритму можно подключить пять аналоговых сигналов. Один отобразится на ВЦИ и четыре – на НЦИ. Таких алгоритмов ОКО в одном контроллере может быть четыре. Отсюда максимальное число аналоговых сигналов равно: 5 · 4 = 20. Но русский человек[14] обязательно задаст вопрос: «А больше можно?». Немного смекалки – и оказывается можно (Приложение М).

Модификация ПИД-регулятора

Программу PI-PROST.REM можно представить в более наглядном для изучения виде (рис. 11).

Рис. 11. Программа ПИ-регулятора

Перечислим новые алгоритмы, появившиеся в регуляторе, по сравнению с регулятором, представленным на рис. 2: масштабатор (МСШ) и ограничение (ОГР). В данном случае никакого масштабирования не происходит: алгоритм МСШ используется как промежуточный программный клеммник для оперативного перехода на резервный канал [20, ч. 1, с. 24 или Приложение Л].

В данной программе второй канал (Y2) является резервным каналом. При переходе на резервный канал внутренние связи в программе не меняются. Изменения произойдут только на входе МСШ, а конфигурация внутри программы не изменится. Это напоминает замену формальных параметров на фактические при обращении к подпрограмме. При отказе первого канала связь с первого выхода ВАА, поступающая на первый вход МСШ, удаляется («рвётся»). Поэтому при отказе первого канала, на первый вход МСШ подают сигнал со второго выхода ВАА после физического переключения регулируемого параметра на резервный вход. Т.е. должны быть переброшены и провода на клеммно-блочном соединителе КБС-3 с первого и второго контакта на третий и четвёртый соответственно [25, с. 23]. Алгоритм ограничение разрешает изменение задания регулятору в установленном интервале. В алгоритме ОГР могут быть установлены ограничения на ввод задания регулятору как по минимуму, так и по максимуму. По-хорошему, в режиме реального времени должно фиксироваться, какому режиму соответствует какое задание. Должна обрабатываться статистика в нормальном режиме работы технологического процесса. В случае, когда оператор вводит некорректное задание, система переходит в режим «Совет оператору» и даёт оператору чёткий совет (указывает технологические границы по данному параметру и рекомендуемое значение задания). Если и после этого оператор продолжает пытаться ввести неправильное задание, то система должна блокировать ввод задания оператором и выбрать наиболее вероятное значение из памяти. По каналам связи довести до диспетчера информацию о том, что были неоднократные попытки некорректного ввода задания по такому-то параметру. Фактически система по данному каналу берёт управление на себя.

Программный регулятор с ПРЗ

На рис. 12 представлена структура САР с программным задатчиком ПРЗ.

Рис. 12. Структура САР с программным задатчиком

Узад – задание, которое изменяется по определённому закону во времени; ε – величина рассогласования; Wp(p) – передаточная функция регулятора; U – величина управляющего сигнала; F – возмущение; Woy(p) – передаточная функция ОУ; Y – регулируемая величина (выход ОУ).

В программном регуляторе (PROGPRZ1.REM) задание изменяется по определённому закону. В алгоритме программного задатчика (ПРЗ) изменение задания происходит в зависимости от времени, которое отсчитывает таймер ПРЗ. Эту зависимость представляют в виде кусочно-линейной функции. Для построения программного регулятора используется специальный алгоритм программного задатчика ПРЗ. На рис. 13 представлены входы-выходы алгоритма ПРЗ. Сигнал с ПРЗ поступает на программный вход алгоритма ЗДН (на пятый вход). Выход алгоритма ЗДН подключается непосредственно к первому входу алгоритма ОКО и первому входу алгоритма РАН.

Поясним входные параметры. Команды: Сп – пуск; Сст – стоп; Ссбр – сброс; Nпвт – количество повторений; Уо – начальное значение задания; Т1, У1,…, Tm, Ym – координаты кусочно-линейной функции; У – основной выход алгоритма (задание регулятору); Nуч – номер текущего участка; Тост – оставшееся время до конца текущего участка; Dкпв – признак конца текущего повторения программы; Nост – количество оставшихся повторений программы; Dп – программа в состоянии «пуск»; Dкп – конец программы. Обозначение остальных выходных сигналов можно посмотреть в Редиторе Р-130 или в [13, 25].

Рис. 13. Входные и выходные сигналы алгоритма ПРЗ

ПРЗ – Программный задатчик

По цифровым индикаторам можно контролировать сигнал задания, номер текущего участка программы и время, оставшееся до окончания текущего участка. Если число повторений программы не задано, то, дойдя до конца, программа останавливается, при этом сигнал задания, формируемый программой, остаётся неизменным или, как говорят, «замораживается». С помощью параметра на четвёртом входе программного задатчика (ПРЗ) можно задать требуемое число повторений программы. Оставшееся число повторений можно контролировать по цифровому индикатору в положении «z». В этом случае сигнал на входе «z» является числовым, поэтому на девятом входе алгоритма ОКО задаётся признак тип сигнала — константа N = 9 [13, 25].

Рис. 14. График изменения задания

При необходимости программу можно зациклить. Для этого используются управляющие входы алгоритма ПРЗ. На входе «пуск» задаётся константа в виде логической 1, а вход «сброс» соединяется с выходом «конец программы». При таком включении программа, дойдя до конца, будет автоматически сброшена и затем снова пущена. Команды управления ПРЗ приведены в табл. 1.

Таблица 1