Система управления РБУ

 

3.2 Розробка мнемосхем системи  керування

 

3.2.1 Розробка АСКТП за допомогою  редактора бази каналів СodeSys та Citect

У редакторі бази каналів  створюється математична основа системи керування: описуються конфігурації всіх робочих станцій, контролерів  і УСО, використовуваних в системі  керування, набудовуються інформаційні потоки між ними. Тут же описуються вхідні і вихідні сигнали і їхній зв'язок із пристроями збору даних і керування. У цьому редакторі задаються періоди опитування або формування сигналів, набудовуються закони первинної обробки і керування, технологічні границі, структура математичної обробки даних. Тут встановлюється, які дані, і при яких умовах зберігати в різних архівах, набудовується мережний обмін, описуються задачі керування архівами, документуванням, корекції тимчасових характеристик системи керування, а також зважуються деякі інші задачі.

Проект автоматизації в CodeSys  являє собою сукупність вузлів, об'єднаних між собою інформаційними зв'язками. Створення і настроювання параметрів окремих вузлів проекту здійснюється у вікні редагування структури проекту редактора бази каналів.

Каналом у CodeSys  азивається інформаційна структура, що включає в себе сукупність перемінних, методів формування і перетворення чисельних значень цих перемінних, а також ряд констант. Значення основних перемінних визначають значення каналу. Константи визначають методи і режими формування, перетворення й архівування значень перемінних каналу.

У каналі CodeSys можна виділити п'ять складових:

Три значення:

• апаратне
• реальне
• користувацькі

дві процедури:

• трансляція
• перетворення.

Процедура трансляції зв'язує між собою апаратне і реальне значення одного каналу, а процедура перетворення – користувальницьке значення даного каналу з реальним значенням одного чи декількох каналів.

Даний проект автоматизації складається з двох вузлів:

·  Контролера Lagoon (модуль аналогового вводу-виводу ІС 7017)

·  Автоматизованого робочого місця (МРВ, мережа, М-link)

У вікні редактора бази каналів  об’єкти будуть відображатися в  такому вигляді:

 

Рисунок. 3.14 Об’єкти проекту

У цьому вікні редактора  бази каналів можна здійснювати  редагування об'єктів і каналів, що входять у них. Тут же можна  зробити налагодження алгоритмів перерахування окремих каналів, об'єктів і всієї бази. Для цього передбачені засоби емуляції роботи в реальному часі.

Для всіх каналів контролера задаються назва, розмірність, коментар, прапор доступу, значення, яке відпрацювати при старті, а також проставляються граничні значення.

Подвійне натискання лівою кнопкою миші на зображенні об'єкта у вікні редагування бази каналів виведе на екран діалог “Каналы объекта”:

Рисунок 3.15 Канали об’єкту

Цей діалог дозволяє редагувати атрибути каналів даного об'єкта, а також  додавати і видаляти канали з поточного  об'єкта чи з бази каналів взагалі.  

3.2.2 Розробка алгоритмів обробки  інформації і керування за  допомогою мови техно-FBD

 

Для реалізації складних алгоритмів обробки даних і керування в CodeSys  передбачені дві мови програмування – Техно FBD і Техно IL. Вони є розширенням відповідних мов міжнародного стандарту МЭК 1131-3.

Мова Техно FBD призначена для програмування алгоритмів у виді діаграм функціональних блоків. Розроблені на ній програми можуть викликатися з процедур каналів.

Програми мовою Техно IL записуються у виді структурованого тексту. Ця мова дозволяє створювати власні функціональні блоки для мови Техно FBD, а також писати метапрограми, що запускаються паралельно з перерахуванням бази каналів. Метапрограми можуть використовувати і формувати значення атрибутів каналів і обмінюватися даними між собою.

Для розробки і налагодження FBD-програм  передбачене спеціальне вікно редактора бази каналів. Вхід у нього здійснюється натисканням лівої кнопки миші на відповідній іконці панелі інструментів, командою "FBD программы" з меню "Окна" чи натисканням сполучення клавіш ALT-3.

При цьому на екрані з'явиться діалог "FBD программа". В цьому діалозі можна вибрати програму для редагування, створити нову або видалити існуючу, зберегти її в файл чи завантажити з файлу, а також ввести чи відредагувати коментар до програми, змінити ім'я, задати тип програми.

Створимо програми регулювання:

Рисунок 3.16 Створення програм регулювання  у вікні “FBD программа”

 

Для редагування створених FBD програм натиснемо кнопку "Редактировать".

З’явиться вікно редагування FBD-програм  наступного вигляду:

Рисунок 3.17  Вікно редагування FBD-програм

У вікні редагування FBD-програм  редактора бази каналів здійснюється створення і редагування задач  обробки даних і керування, оформлених у виді окремих FBD-програм мовою  Техно FBD. Тут у робочій області редактора виводиться діаграма функціональних блоків, що реалізують необхідну функцію, список внутрішніх перемінних і діалог керування редагуванням. Після редагування, FBD програми будуть мати такий вигляд:

Рисунок 3.18 FBD програма регулювання “прямо”

де:

модулі * - сумують сигнали які  надходять до них по IN1 та IN2 і надсилають їх до модулю +(4);

модуль +(4) - сумує всі сигнали та подає в такому вигляді на вихід.

Входи AD1,AD2 – вихідні сигнали  модулів *,

AD3 – тип константа, коментар-зона  нечутливості,

AD4 – тип константа, коментар  – коефіцієнт біля пропорційної  складової.

Рисунок 3.19 FBD-програма регулювання random1

де:

модуль RND1 (генератор  випадкових чисел) - на виході формує випадкові значення в межах від 0 до 1;

модуль * - виконує множення двох чисел, які надходять на його входи IN1 та IN2 (множника),

модуль +(2) - здійснює арифметичне додавання двох сигналів AD1 та AD2 (аргументу на вході).

 

Рисунок 3.20 FBD програма регулювання Sin

де:

модуль GSIN - генерує синусоїдальний сигнал в межах від –1 до 1,

період коливань задається  в секундах на каналі РТ цього модуля, цей сигнал надходить до модуля АВС;

модуль АВС - надає вихідному сигналу абсолютне значення функціонального входу;

модуль +(4) - сумує всі сигнали які до нього надходять AD1, AD2(аргумент), AD3(константу – зона нечутливості), AD4(константа).

модуль * - множить два числа, які надходять на його входи IN1 та IN2.

Щоб підключити ці програми до каналів вузла ARM, необхідно їх зв’язати з необхідним каналом. Для цього перейдемо в діалог “Каналы объекта” (рис. 4). Далі необхідно ввійти в діалог “Реквизиты”, двічі натиснувши ліву кнопку миші на імені потрібного каналу. Після входу в діалог “Реквизиты” треба відкрити його бланк “Трансляция” і в полі вибору FBD-програм вказати необхідну:

 

Рисунок 3.21 Підключення FBD-програм до каналів вузла ARM

В цьому вікні  є наступні елементи:

·  список вибору програми;

·  поле коментаря до програми;

·  список аргументів і констант програми;

·  коментар до настроюваного елементу.

Для настройки будь-якого аргумента  чи константи необхідно двічі  натиснути ліву кнопкою миші на потрібному елементі списку. З’являться вікна  настройок наступного вигляду:

Рисунок 3.22 Настройка константи

 

Рисунок 3.23 Настройка параметрів аргумента

3.2.3 Розробка графічної частини  проекту за допомогою редактора  представлення даних Сitect

 

Графічна частина проекту  розробляється в Редакторі представлення даних. Вона являє собою сукупність всіх екранів для представлення даних і супервізорного керування, що входять у графічні бази вузлів проекту.

Структура проекту, створена в редакторі бази каналів, завантажується в редактор представлення даних. При розробці графічної частини  створюється статичний малюнок технологічного об'єкта, а потім поверх нього розміщуються динамічні форми відображення і керування:

·  Графіки;

·  гістограми;

·  кнопки;

·  області введення значень і переходу до інших графічних фрагментів.

Крім стандартних форм відображення, ТРЕЙС МОУД дозволяє вставляти в проекти графічні форми, розроблені користувачами. Для цього можна використовувати стандартний механізм Active-X.

Усі форми відображення інформації, керування й анімаційні ефекти зв'язуються з інформаційною  структурою, розробленою в редакторі бази каналів.

Графічні бази вузлів проекту, створені в редакторі представлення  даних, зберігаються у файлах з розширенням "dbg". Їхнє збереження здійснюється у відповідній директорії проектів.

Графічна база будь-якого  вузла складається зі списку екранів і розміщених на них графічних елементів. Екрани в графічних базах зібрані в групи. Групування екранів проводять виходячи з їх функціонального призначення.

Для доступу до графічної  бази будь-якого вузла проекту  її треба завантажити в редактор. Це здійснюється командою "Завантажити" з меню вузлів бланка "Екрани" навігатора проекту. Перед виконанням цієї команди треба виділити необхідний вузол у цьому бланку. Після завантаження вміст графічної бази виводиться в бланку "Екрани" як вкладені елементи для обраного вузла.

Розробка графічних екранів  здійснюється шляхом розміщення на них  графічних елементів. Серед них  можуть бути статичні і динамічні  елементи.

Статичні елементи не залежать від значень контрольованих параметрів, а також до них не прив'язуються ніякі дії по керуванню виведеної на екран інформації. Такі елементи використовуються для розробки статичної складової графічних екранів. Тому вони називаються також елементами малювання.

Динамічні елементи називаються формами відображення. Ці елементи зв'язуються з атрибутами каналів для виводу їх значень на екран. Крім того, частина форм відображення використовується для керування значеннями атрибутів каналів або виведеної на екран інформації. Деякі форми можуть також поєднувати в собі обидві функції.

Крім того на екранах можна розміщувати  комплекси статичних і динамічних елементів, оформлених як графічні об'єкти.

Екран керування "Вигляд системи" на якому зображеня мнемосхема технологічного процесу і розташовані кнопки керування технологічним процесом має вигляд:

 

Рисунок 3.24 Загальний вигляд технологічного процесу

 

Рисунок 3.25 Піч сушки від вологи

Рисунок 3.26 Тунель підготовки

 

3.3 Розрахунок фарбувальних сопел комплексу

 

Газодинамічний розрахунок ідеального каналу сопла 
1) Розрахунок термодинамічних величин в каналі та на його зрізі.  
Розрахуєм газову постійну:

(3.1) 
де R ₀ = 8314 Дж / ​​моль · кг - універсальна газова постійна;  
 
 
Визначаємо питомий об'єм:

(3.2) 
 
 
 
Показник процесу:

(3.3) 
2) Розрахунок параметрів критичного перерізу:  
Ступінь розширення в критичному перетині каналу:

(3.4) 
 
 
Визначимо швидкість потоку в критичному перетині каналу:  
(3.5) 
 
Питомий обсяг продуктів розприскування:

(3.6) 
 
Знаходимо питому площу критичного перерізу:

(3.7) 
 
3) Розрахунок параметрів на зрізі сопла:  
Визначаємо ступінь розширення на зрізі каналу:

(3.8) 
 
Швидкість потоку на зрізі каналу,

, (3.9) 
 
 
Визначаємо питому площу сопла:

(3.10) 
 
Геометрична ступінь розширення сопла,

(3.11) 

Площа критичного перерізу і зрізу сопла:

(3.12) 
 
 

Коефіцієнт, що враховує втрати в закритичній частини каналу в порожнечі, φ _з ^∞:

(3.13) 
 
Коефіцієнт, що враховує втрати в закритичній частини каналу на землі, φ _з ^0:

(3.14) 
де, Δφ _с - коефіцієнт, що враховує вплив земного протитиску:  
(3.15) 
 

Площа критичного перерізу і зрізу каналу: