лекции. Лекции (2). 1 программирование и настройка технических средств автоматизации и управления ключевые слова

• Название: 1 программирование и настройка технических средств автоматизации и управления ключевые слова
• Анкор: лекции
• Дата: 26.09.2022
• Размер: 1.31 Mb.
• Имя файла: Лекции (2).docx
• Тип: Документы; #697520
• страница: 5 из 5

5. Иногда встречается необходимость аналогового ввода дискретных сигналов. Допустим, что DC сигнал, подаваемый на вход ПЛК, может принимать значения только от 0 до 5 вольт, а вход кон­троллера, рассчитанный на работу с сигналами 0 …24 B, распознаёт значения ON и OFF на уровне примерно 12-14 вольт.

Это означает, что фактически подаваемый сигнал будет слишком мал для того, чтобы контроллер мог распознать уровни включенного и выклю­ченного состояний.

Чтобы обеспечить нормальные условия для ввода и таких сиг­налов, можно рекомендовать использование промежуточного фор­мирователя на основе чувствительных пороговых устройств. Такими устройствами могут быть компаратор или триггер Шмитта, функ­циональные блоки которых предусмотрены практически во всех средах программирования.

1.2.3 Пример применения

В резервуаре высотой 100 см и квадратным сече­нием по внутреннему контуру 12 х 12 см² налита вода (рис.1.6). Уровень воды может изменяться за счёт её пополнения от питающей магистрали через электромагнитный клапан (ЭМК) и уменьшения от естественного расхода. Уровень измеряется датчиком ИСУ – 100 И, который преобразует его в токовый сигнал 0…20 mA и передаёт на вход контроллера для выработки управляющих воздействий на ЭМК.

Задание: определить уставки на срабатывание и отключение ЭМК, обеспе­чивающие включение кла­пана при опускании уровня до отметки L₁, при которой ос­таток воды в ёмкости равен 3 литрам; после этого до­лить в неё 7 литров и вы­ключить ЭМК с возможно­стью не­прерывного повто­рения цикла.

Решение.

Токовый сигнал преобразуется в масштаб напряжения по схеме рис. 1.4.

Прибор измеряет уровень, а не объём, т.е. его показания будут одинаковы при любых значениях поперечного сечения резер­вуара. Но так как по условиям задачи требуется управлять объёмом, нужно рассчитать, на каких значениях уровня объём будет равен 3 и 10 литрам. Так как L = V / S, а S = 12 ∙ 12 = 144 см² , получено:

L₁ =3000 см³ / 144 см² = 20,83 см,

L₂ = 10000 см³ / 144 см² = 69,4 см.

Если учесть, что при уровне 100 см входной сигнал контроллера ра­вен 10 B, а это в свою очередь соответствует числу 255. то можно перевести най­денные значения L₁ и L₂ в их целочисленные эквива­ленты:

X₁ = 255 ∙ L₁ / 100 = 53; X₂ = 255 ∙ L₂ / 100 = 177.

Найденные значения X₁ и X₂ при составлении программы необходимо ввести в качестве порогов срабатывания блоков, кон­тролирующих изменение уровня воды в резервуаре.

• 
  Программно реализовать тот вариант управления, кото­рый рассмотрен в данном примере, можно по-разному.
  

6. В практике использования ПЛК, и в схемотехнической её части, и в программной, постоянно присутствуют эти два понятия: аналоговый и дискретный. Даже на только – что приведен­ных рисунках видно, что есть блоки ввода обоих этих типов сигна­лов. Графически цепи передачи аналоговых сигналов могут обозна­чаться в одних программных средах утолщёнными, в других - сдвоенными линиями. Порты под­ключения аналоговых линий связи могут отмечаться только им при­сущей зеленоватого цвета подсветкой. Отдельные блоки могут иметь входы или выходы для аналоговых или дискретных сигналов. Цепи подключения этих сигналов на поле расположения программы отображаются по-раз­ному, и соединять вход одного типа с выходом другого типа не до­пускается. Даже сами типы и модели контроллеров отличаются спо­собами задания типов входов и выходов, их количества и т.д.
2. Обзор языков и сред программирования ПЛК
ПЛК – это логические контроллеры. Они в первую очередь были предназначены для замены релейных элементов схем, работающих, как известно, по принципу «включено / выключено». Это не говорит о том, что с их помощью нельзя обрабатывать аналоговые сигналы. В некоторых типах контроллеров уже заложена возможность обработки таких сигналов, в других - эта задача может решаться применением специальных модулей расширения (как в контроллерах LOGO, например).

В любом случае, первое, с чем надо определиться перед составлением программы, - каким образом “объяснить” контроллеру то, какую задачу он должен выполнить. В разных языках программирования это делается по-разному.
Программирование работы гирлянды, работающей в режиме бегущей волны

Построение многоцветной гирлянды, работающей в режиме «бегущая волна», основывается на использовании нескольких цепочек с последовательно соединёнными одноцветными лампами. Эти цепочки организуются в жгут таким образом, чтобы лампы одного цвета пространственно были смещены относительно ламп других цветов на фиксированное расстояние. При поочерёдном включении цепочек создаётся зрительное впечатление «бегущей волны». Для обеспечения такой последователь­ности переключений создадим условия, при которых установка в ON любого ( i ) –го R-S триггера, задающего интервал горения одной цепочки, будет готовить срабатывание ( i+1) –го триггера и сбрасывать в OFF состояние предыдущего, т.е. ( i - 1) –го триггера. Это внесёт определённость в последовательность переключений цепочек при составлении программы.

Запуск схемы в работу будем производить включением тумблера, а с целью упрощения программы откажемся от использования начального сброса триггеров в состояние OFF при включении.


Рис. 3.24
Приведённое словесное описание работы изобразим в виде временных диаграмм (рис. 3.24), представляющих собой более подробную детализацию функций, выполняемых будущей программой.

Включение тумблера (диаграмма а) в момент, совпадающий с передним фронтом импульса включения (диаграмма б), переводит первый (верхний) R-S триггер в состояние ON (д) и вызывает запуск генератора импульсов в автоколебательном режиме с устанавливаемым периодом колебаний. Выходные импульсы (в) генератора после «дифференцирования» по переднему фронту (г) подаются на конъюнкторы 2-го, 3-го и 4-го каналов, где вместе с сигналами подготовки к срабатыванию (выходы B 18, B 19 и B 20 на рис. 3.25) участвуют в установке соответствующего триггера в состояние ON. Сигнал подготовки к срабатыванию второго R-S триггера (показан на диаграмме е) задерживается на 100 ms относительно момента появления его на выходе первого триггера (диаграмма д). Конъюнкторы, фиксирующие совпадение сигналов с диаграмм (г) и (е), обеспечивают запуск триггера второго канала (ж) и сброс триггера первого канала (д). Продолжительность включенных состояний каналов равна периоду колебаний генератора (д). Переключения со второго канала на третий и с третьего на четвёртый происходят аналогично описанному. Отличие существует лишь в обеспечении установки активного состояния первого триггера, так как функционально она происходит несколько иначе: помимо переключения с четвёртого канала на первый, которое выполняется по тому же принципу, что и остальные, надо обеспечить начальный запуск триггера при включении.
Основная и дополнительная литература
Основная литература
1. Втюрин В. А., Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Основы АСУТП: Технологического института ЮФУ, 2007 - 271c.

2. Пономарев О. П., Наладка и эксплуатация SCADA-системы. Промышленные шины и интерфейсы. Общие сведения о средствах автоматизации программируемых логических контроллерах и одноплатных компьютерах. - Калининград: Ин-т «КВШУ», 2006 - 80с.

3. Хетагуров Я. А., Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления (АСОУИ). – М.: Высшая школа 2006 - 223с.

4. Втюрин В. А., Автоматизированные системы управления технологическими процессами. Программно-технические комплексы. - СПб: СПбГЛТА, 2006 - 233с.

5. Благовещенская М. М., Информационные технологии систем управления

технологическими процессами. - М.: Высшая школа 2005 - 768с.

Дополнительная литература:
1. Трегуб В. Г., Ладонюк А. П., Плужников Л. Н., Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматизации пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 2001 – 352с.

2. Мамиконов А. Г., Основы построения АСУ. – М.: Высшая школа, 2000 -311с.

3. Норенков И. П. Введение в автоматизированное проектирование технических устройств и систем. – М.: Высшая школа, 2000 - 311с.

4. Алексеев К. А., Антипин В. С., «Монтаж средств измерений и автоматизаций». Справочник и др.: под редакцией А.С. Клюева. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоиздат, 2000 - 488с.

5. Сосонкин В. Л. Программное управление технологическим оборудованием. - М.: Машиностроение, 2001 – 512с.

6. Ранеев Г. Г., Тарасенко А. П., Методы и средства измерений. - М.: «Академия» 2003.

7. Олифер В.Г., Олифер Н.А., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. - СПб.: Питер, 2001 - 672с.

8. Густав Олсон, Джангуидо Пиани, Цифровые системы автоматизации и управления. -СПб.: Невский диалект, 2001 - 557с.

9. Горшков Б. И. Автоматическое управление: - М.: ИРПО: Издательский центр «Академия», 2003 - 304с.

10. Сальгадо М.Е., Гудвин Г.К., Гребе С.Ф., Проектирование систем управления, -М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004 - 911с.

11. Аношкин А.С., Кадпров Э.Д., Хозеров В.Г., Техническое и программное обеспечение распределенных систем управления. –СПб.: «П-2», 2004 - 368с.

12. Шишмарев В. Ю., Типовые элементы систем автоматического управления.-М.: Издательский центр. Академия, 2004 - 304с.