АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТ

Коммерциялық емес акционерліқ қоғамы

Инженерлік кибернетика кафедрасы

Басқарудың программа - техникалық кешені

5B070200 –Автоматтандыру және басқару мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттеріне арналған зертхана жұмысқатарына әдістемелік нұсқаулар

Алматы 2010

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: А.Ә.Көпесбаева. Басқарудың программа -техникалық кешені. 5B070200 –Автоматтандыру және басқару мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттеріне арналған зертхана жұмыстарына әдістемелік нұсқаулар - Алматы: АЭжБУ, 2010- 51 б.

Методикалық нұсқауларда «Басқару жүйелеріндегі микропроцессорлық кешендер» пәні бойынша зертханалық жұмысты орындауға методикалық және орындалу мысалдары берілген.

Методикалық нұсқау 5B070200 –Автоматтандыру және басқару мамандығының барлық оқу түрлерінің студенттеріне арналған.

7 Зертханалық жұмыс. Калориферлі қондырғының мысалында ауа шығынын басқарудың бағдарлама - техникалық кешені

Жұмыс мақсаты: калориферлі қондырғы негізінде ауа қысымын реттейтін автоматтандырылған бағдарлама- техникалық комплекс кешенінің жұмысын зерттеу.

7.1 Стендттің сипаттамасы

7.1.1 Стендттің техникалық жабдықталуы

«Калориферлі қондырғыда жылу процесстерін басқару» атты зертханалық комплексі - микропроцессорлық басқару блогі (7.2 суретті қара) бар нақты калориферлі қондырғының физикалық макетінен (7.1 суретті қара), МСА басқару және визуалдауға арналған арнайы бағдарламалық кешенмен қамтамасыздандырылған компьютерлік басқару блогі мен нақты өлшеу құралдарынан тұратын күрделі жиын. Стендттің сыртқы көрінісі 7.1 және 7.2 суретте көрсетілген.

1) калориферлі қондырғыны ұстап тұратын резинадан жасалған аяқшалар; 2) калориферлі қондырғының тіреуіші ;

3) жылуалмасу өтетін калориферлі қондырғының бөлігі;

4) диаметрі 1 см-ге тең бұрандалар;

5) шыны қалқа;

6) желдеткіштің жұмысы өтетін калориферлі қондырғының бөлігі;

7) қалыңдығы 1 см-ге тең шу өткізбейтін материал;

8) ауа жіберу түтігі; 9) ауа шығару түтігі;

10) ауа шығынын реттейтін ысырма;

11) ысырма жағдайын басқаратын мотор;

12) мотор мен ысырмаға арналған тіреуіш.

7.1 Сурет-Калориферлі қондырғы конструкциясының көлемді көрнісі.

1 - алюминийден жасалған контроллер корпусы; 2 – бұрандалар; 3 - com порт; 4, 5, 6 - котроллердің қорек көзінің сымдары; 7 - қорек көзін қосу және өшіру батырмасы; 8 - контроллер дисплейі; 9 - басқару пернетақтасы; 10 - сигналдық шамдар; 11 - контроллер сипаттамасы.

7.2 Сурет

Зертханалық комплекс кешені келесілерге арналған:

- ауаны жіберу, қыздыру және құрғату технологиясын үйрену;

- шығын, қысым және температураны нормалау мен өлшеу сапасын бағалау қасиеттерін иемдену;

- калориферлі қондырғы жабдықтары мен аспаптарын таңдау үшін жобалау мен есептеулер өткізу қасиеттерін иемдену;

- өзара байланысқан үш параметрі бар объекттерді екі позициялы реттеу принциптерін үйрену;

- нақты уақыт масштабында реттеудің өтпелі процесін бақылау;

- мәліметтерді өңдеу протоколын құру және оларды архивтеу

7.2 калориферлі қондырғы макеті шыны қоспасы бар корпус. Оның ішінде жылытқыш ТЭН, желдеткіш және шығын реттейтін машиналық құрылғы қондырылған. Келесі өлшеу түрлері қарастырылған:

- кірістегі температура;

- шығыстағы температура;

- шығыстағы қысым;

- шығын.

Кіріс пен шығыстағы температура AD22100 ST датчигімен өлшенеді, оның сипаттамалары келесідей:

- өлшеу шектері -50 ^ОС-ден +150^ОС-ге дейін;

- шығыс кернеу 0,25 В сәйкес -50^ОС және +4,75 В сәйкес 150 ^ОС;

- Т_А өлшенген мәні кезінде шығыс сигналын V_OUT түрлендіру формуласы

- температуралық коэффициент (V+/5 V)x 22.5

- абсолютті қателік 25 ^ОС кезінде орташа ±0,5^ОС; максимал ±2.0^ОС

Қысымды өлшеу үшін қысымға пропорционал биполяр аналогты шығыс сигналдарымен және аналог-санды кірістері бар микропроцессоры қондырылған Motorola фирмасының MPXV5004GVP CASE 1368 датчигі қойылған. Датчик сипаттамалары:

- жұмыс температураның ауқымы 10 ^ОС-ден 60^ОС дейін;

- өлшеулер ауқымы 0-ден 4 КПа;

- қысым Р өлшенген мәні кезінде шығыс сигналын V_OUT түрлендіру формуласы:

Vs - датчик қорегінің кернеуі;

V_FSS – қорек көзінің ең үлкен рұқсат етілген кернеу мәні.

Шығынды басқару машинды басқару блогі арқылы жүзеге асырылады. Оның құрамына асинхронды қозғалтқыш, кіріс құбыр қимасының ысырмасы және ысырма жағдайының датчигі. Калориферге жіберілетін ауа кіріс құбыры арқылы жетеді. Осы құбыр ашылу дәрежесі шығын немесе калориферге түсетін ауа көлемін анықтайды. Құбыр ысырманың ашылу дәрежесі басқарылатын және көрсетілетін айнымалы болып табылады.

7.3 суретте қондырғының толық электрлік сұлбасы көрсетілген. Мұнда келесі блоктарды көрсетуге болады:

- технологиялық процесті басқаратын контроллер PIC16F877;

- қоректену модулі;

- желдеткіш пен жылытқышты басқаратын күш модулі;

- асинхронды қозғалтқышты басқару модулі;

- ICD ішкі сұлбалық бағдарламалау және өңдеу модулі;

- RS-232 деңгейлерді сәйкестендіру модулі;

- сұйықкристалды индикатор;

- қаптамалы пернетақта;

- VENT желдеткіші;

- жылуэнергетикалық жылытқыш CALE;

- ысырма клапанын басқаратын қозғалтқыш;

- клапан жағдайының датчигі;

- ыстық ауа температурасының датчигі;

- суық ауа температурасының датчигі;

- қысым датчигі.

7.3 Сурет

Технологиялық процесті басқару контроллері PIC16F877 келесі амалдарды орындайды: басқару, сақтандыру, сигналдау, барлық физикалық шамалар, температура, қысым, шығынды дербес компьютерге жіберу және көрсету.

7.1.2 МСА бағдарламалық кешені

МСА калориферлі агрегат макетін визуалдау және басқаруға арналған арнайы бағдарламалық кешеннің келесі мүмкіндіктері бар:

- калориферлі қондырғы желдеткішін қолдық режімде басқару;

- калориферлі қондырғы шығысындағы ауа шығынын қолдық және автоматты режімде басқару;

- термоэлектрлік жылытқыш элементін (ТЖЭ) қолдық және автоматты режімде басқару;

- нақты уақыт көлемінде калорифердің шығысы мен кірісіндегі температураның өзгеру, шығыстағы қысым, электромашинаның реттеуші клапонының пайыздық ашылу көрсеткіші арқылы ауа шығынын, ТЖЭ мен желдеткіштің қосылу графиктерін көрсету;

- өлшенетін параметрлер температура, қысым мен шығынды нормалау;

- шығын реттеуші контур параметрлері мен конфигурациясын өзгерту (П – пропорционалды, ПИ – пропорционал - интегралды);

- көрсетілетін графиктердің шкаласы мен шектерін өзгерту;

- микропроцессорлы басқару блогымен байланыс орнату;

- мәліметтер ағынын келешекте өңдеу үшін.

Бағдарлама терезесі (7.4 суретті қара) келесі менюлерден тұрады: Файл, Измерение,Справка.

7.4 Сурет– МСА бағдарлама терезесі

Басты меню Измерение менюы болып табылады. Ашылудан кейін осы менюден Измерение-Соединить таңдау керек. Осы қадамнан кейін желдеткіш -1, ТЖЭ -2, шығын -3 басқару терезелері белсенді болады. Таңдалған режімге сәйкес графиктерде параметрлердің өзгеруі байқалады, ал мнемосхемада температура, қысым мен шығынның нақты мәндері көрсетіледі. Осы режімде калориферлі қондырғыны басқару керек. Ең алдымен желдеткішті қосу керек. Осы сигнал бойынша мнемосхемада қысым мен шығын өзгерісі суреттеле бастайды. Басқарудағы өзгеріс тек алғашқы процесс суреттеліп болғаннан кейін мүмкін. ТЖЭ-ны қосу үшін біріншіден желдеткіш қосылу керек. Шығын мен қысымды қолдық режімде басқаруға болады. Қолдық режімде шығын 1% дискретті мәнмен басқарылады. Егер «Автомат» режімі таңдалса, онда қосылған желдеткіш кезінде шығын мен температураны реттеу автоматты режімде істеледі. Графикте айнымалылардың нақты мәндері көрсетіледі. Мысалы, сурет 7.4 –те қысымның 600 Па мәніндегі автоматты реттеу үрдісі бейнеленіп тұр. Измерение –Настройка атты менюда келесі батырмалар бар: Термометр1, Термометр2, регулирующий клапан G, Манометр, Регулирование, Графики и Порт. Мұнда:

- датчиктерден өлшенген сигналдарды нормалау формулалары көрсетілген: Термометр1, Термометр2, регулирующий клапан G, Манометр;

- шектер мен өлшеу дәлдіктерін өзгерту батырмалары;

- басқару жүйесінің конфигурациясы (П, ПИ - реттеу) мен параметрлерін (күшейту коэффициенті, интегралдау тұрақтысы) өзгерту мүмкіндігі;

- берілген (қаланатын) қысым мәндерін өзгерту мүмкіндігі;

- графикте өлшеу шектерін өзгерту мүмкіндігі.

Назар аудырыңыз!!! Жүйенің бастапқы параметрлері келесідей:

Регулирование менюінде: Қысым 300 Па (бұл қоюға болатын қысым, қысымды 200-750 Па арасында өзгертуге болады).

Температура – минималды мәні 20⁰С, максималды мәні 40⁰С, реттеу заңы ПИ (таңдау өрісіндегі белгі), күшейту коэффициенті 0,05; интегралдау тұрақтысы 40.

Графики менюінде:

Т1 температура осьтері бойынша масштабтар 0-50⁰С, қысым 0-1000 Па, Т2 температура 0-60⁰С.

Қысымның апат сигналдары 50 мен 1000 Па, температурның 10⁰С мен 50 ⁰С ; архивтеу кезіндегі өлшеу саны 1000.

Термометр1 k=0,171065…; b=-0; дәлдік 0,1.

Регулирующий клапан k=-0,7; b=--525; 0,01.

Манометр k=-3,90625; b=-220; 0,01

Термометр2 k=0,171065…; b=-0; 0,1.

Порт – COM1, жылдамдық 57600, мәліметтер биті 8, стоп биті 1, жұптық жоқ.

Қойылған параметрлерді өзгертпес бұрын алдымен өзіңіздің қойған мақсаттарыңызды анықтап алып, оларды басқа параметрлермен келістіріңіз. Мысалы, егер параметрді нормалау формуласын өзгертем десеңіз, алдын ала оның жаңа өзгеру шектерін қарастыру керек. Егер бұл қысым болса, онда реттеу параметрлерін өзгертуге тура келеді.

МСА бағдарламалық кешені мәліметтерді кейін өңдеу үшін архивтеуге мүмкіндік береді. Ол үшін Настройка менюінде өлшенетін шамалар санын қондырыңыз (мысалы 1000), тәжірибелерді жүргізіп, аяқтағаннан кейін Файл- Сохранить – аты.xls арқылы оны сақтаңыз. Осы мәліметтерді өңдеу үшін файлды Microsoft Office Excel редакторында ашу керек, файлдар типін «Все типы файлов» көрсету арқылы. «С разделителями» аймағында белгі қою және бөлгіш ретінде «пробел» таңбасын таңдау керек.

7.1.3 Зертханалық жұмысқа тапсырма

1 Қондырғының аппараттық және бағдарламалық кешенінің жұмысын келістіру.

2 Калориферлі қондырғының қолдық режімде басқару процесін зерттеу.

3 Калориферлі қондырғының дербес компьютер арқылы басқару процесін зерттеу.

4 Калориферлі қондырғыда қысымның автоматты режімде басқару процесін зерттеу.

5 Архивтік мәліметтер арқылы орналған қысымның орташа мәнін, басқару кезіндегі қысымның максималды и минималды мәнін, қысымның орналған орташа мәнінен ауытқуын анықтау.

6 Архивтік мәліметтер дәл мезеттегі қысымның уақыт бойынша өзгеру графигін тұрғызыңыз. Оны желдеткіштің қосылу графигі, шығыстағы температура өзгерісі, кірістегі шығын өзгерісі, қойылған және орнатылған қысымның орта мәнімен келістіріңіз.

7 Алынған графиктердің нәтижесін түсіндіріңіз. Қорытынды шығарыңыз.

7.1.4 Жұмыстың орындалу тәртібі

Қондырғының аппараттық және бағдарламалық кешенінің жұмысын келістіру.

1 Қорек көзін калориферлі қондырғының басқару пультінің сол жағындағы батырма арқылы қосыңыз.

2 Компьютерді қосып, MPLAB бағдарламасын іске қосыңыз. MPLAB Project- Open менюінен msa.pjt жобасын ашыңыз. MPLAB-ICD терезесіндегі <Program> батырмасы арқылы контроллерді бағдарламалаңыз. Бағдарламалау процесін <Waiting for user command> хабарламасы шыққанға дейін бақылаңыз. <Waiting for user command> - Қолданушы бұйрығын күту.

3 MPLAB жоғарғы менюінен Debug-Run-Run бұйрығын таңдаңыз. Оның нәтижесінде қондырғы бастапқы параметрлер қойылғанға дейін қосылады.

4 Бастапқы мәліметтерді басқару пультінен жазып алыңыз.

Калориферлі қондырғының қолдық режімде басқару процесін зерттеу.

1 Стендтің сыртқы көрінісі мен сипаттамасымен, басқару пультінің батырмаларымен танысыңыз: <Enter> - басқаруды компьютерге жүктеу, <Shift> - басқаруды микропроцессорлық басқару блогының пультіне жүктеу, <1> - желдеткішті қосу, <2> - желдеткішті өшіру, <6> - жабу үшін клапанның жағдайын басқару, <8> - ашу үшін клапанның жағдайын басқару.

2 <Shift> арқылы пультке басқару жүктегеннен кейін, ысырманы басқара отырып қысым, шығын, кіріс пен шығыстағы температура датчиктерінің өзгерісін бақылаңыз. Клапанның толық ашылып және жабылған кезіндегі шығын көрсеткіштерін жазып алыңыз. СКИ-дан қысым, шығын мен температура датчиктерінің көрсеткіштерін жазып алыңыз.

3 <1> батырмасымен желдеткішті косып, көрсеткіштерді бақылаңыз, <2> батырмасымен желдеткішті өшіріңіз.

Калориферлі қондырғының дербес компьютер арқылы басқару процесін зерттеу.

1 МСА12 папкасы мен МСА12.ехе файлын ашыңыз. Ашылған терезеде <Измерение – соединить> менюі арқылы байланыс орнатыңыз. Пультте <Enter> батырмасын басыңыз. Байланыстың орнатылуын күтіңіз, СКИ экранында «Тест системы….» хабарламасы шығады, содан кейін «Управление передано ПК». Термометр1, Термометр2, Регулирующий клапан, Манометр менюлеріндегі нормалау формулары бойынша пульт дисплейінде (пункт 3.6) алынған мәндерді аударыңыз және оларды МСА бағдарламасындағы көрсеткіштермен салыстырыңыз.

Калориферлі қондырғыда қысымның автоматты режімде басқару процесін зерттеу.

1 Реттеу терезесінде қысымды 350 Па орнатыңыз. «Регулирующий клапан – Автомат» терезесінде белгі қойыңыз. Желдеткішті қосып, қысым орныққанға дейін реттеу процесін бақылаңыз. Желдеткішті өшіріңіз. Келесіні орындаңыз: Сохранить- аты.xls.

2 Интегралдау уақытын өзгертпей, реттеуіштің күшейту коэффициентін екі есе үлкейтіңіз. 3.9. пункттегі қадамдарды қайталаңыз.

3Күшейту коэффициентін өзгертпей, реттеуіштің интегралдау уақытын екі есе үлкейтіңіз. 3.9. пункттегі қадамдарды қайталаңыз.

Архивтік мәліметтер арқылы орныққан қысымның орташа мәнін, басқару кезіндегі қысымның максималды және минималды мәнін, қысымның орныққан орташа мәнінен ауытқуын анықтау.

1 Архивтік мәліметтерді өңдеу:

а) Ол үшін Настройка менюінде өлшенетін шамалар санын қондырыңыз (мысалы 1000), Тәжірибелерді жүргізіп, аяқтағаннан кейін Файл- Сохранить – аты.xls арқылы оны сақтаңыз. Осы мәліметтерді өңдеу үшін файлды Microsoft Office Excel редакторында ашу керек, файлдар типін «Все типы файлов» көрсету арқылы. «С разделителями» аймағында белгі қою және бөлгіш ретінде «пробел» таңбасын таңдау керек;

б) Нәтижелік файлда 0,4 секунд қадаммен өлшенген температура, қысым, шығын жайлы мәліметтер бар. Керекті мәліметтері бар бағанды таңдап, жүргізіліп жатқан тәжірибені сипаттайтын мәндерді таңдаңыз. Таңдалған ақпаратты электронды кестенің жаңа бетіне көшіріңіз.

2 Кестелік мәліметтер бойынша орныққан қысымның орташа мәнін және орташа мәннен ауытқуын есептеңіз.

Архивтік мәліметтерді өңдеу нәтижесі бойынша дәл мезеттегі қысымның уақыт бойынша өзгеру графигін тұрғызыңыз. Оны желдеткіштің қосылу графигі, шығыстағы температура өзгерісі, кірістегі шығын өзгерісі, қойылған және орныққан қысымның орта мәнімен келістіріңіз. Барлығы 3 график болу керек.

Алынған графиктердің нәтижесін түсіндіріңіз. Қорытынды шығарыңыз.

8. Зертханалық жұмыс. Калориферлі қондырғының мысалында температураны басқарудың бағдарлама - техникалық кешені

Жұмыстың мақсаты: калориферлі қондырғы мысалында температураны автоматты реттеу бағдарлама техникалық кешені жұмысын және архивті мәліметтерді статистикалық өңдеуді зерттеу.

Ескерту: №7 зертханалық жұмыста бейнеленген стенд пен құрал қолданылады.

8.1 Зертханалық жұмысқа тапсырма

1 Калориферлі қондырғы температурасы бойынша реттелетін объекттің динамикалық сипаттамасын алыңыз.

2 Калориферлі қондырғыда температураны автоматты режімде басқару процесін зерттеу.

3 Архивті мәлімет бойынша реттеу процесінің кірісі мен шығысындағы орныққан температураның орта, максимал және минимал мәнін, сенімділік ықтималдығы 0,95 кезіндегі бақылау және өлшеу нәтижелерінің сенімділік интервалын, өлшенген кіріс пен шығыстағы температураның кездейсоқ қателігін анықтау.

4 Архивтік мәліметтерді өңдеу нәтижесі бойынша дәл мезеттегі температураның уақыт бойынша өзгеру графигін тұрғызыңыз. Оны желдеткіштің және термоэлектрлік қозғалтқыш қосылу графигі, шығыстағы температура өзгерісі, кірістегі шығын өзгерісі, қысым өзгерісі, қойылған және орныққан температураның орта мәні, шығыстағы температураның кездейсоқ қателігімен келістіріңіз.

5 Бақылау нәтижелерінің статистикалық өңдеуін жүргізіңіз; таралу заңының диаграммасын тұрғызыңыз, таралу заңын бағалап орта арифметикалық, дисперсия, ортаквадраттық ауытқуды есептеңіз, бақылау және өлшеу нәтижелерінің сенімділік интервалын және олардың кездейсоқ қателігін бағалаңыз.

6 Алынған графиктердің нәтижесін түсіндіріңіз. Қорытынды шығарыңыз.

8.2 Жұмыстың орындалу тәртібі

Калориферлі қондырғы температурасы бойынша реттелетін объектінің динамикалық сипаттамасын алыңыз.

1 Қорек көзін калориферлі қондырғының басқару пультінің сол жағындағы батырма арқылы қосыңыз.

3 MPLAB жоғарғы менюінен Debug-Run-Run бұйрығын таңдаңыз. Оның нәтижесінде қондырғы бастапқы параметрлер қойылғынға дейін қосылады.

4 МСА12 папкасын мен МСА12.ехе файлын ашыңыз. Ашылған терезеде <Измерение – соединить> менюі арқылы байланыс орнатыңыз. Пультте <Enter> батырмасын басыңыз. Байланыс орнатылуын күтіңіз, СКИ экранында «Тест системы….» хабарламасы шығады, содан кейін «Управление передано ПК». Датчик көрсеткіштерін жазып алыңыз.

5 Реттеу терезесінде қысымды 350 Па орнатыңыз. Температура менюінде жоғарғы және төменгі температура мәнін бірдей және шығыстағы температура мәнінен 4⁰Сге жоғары етіп қойыңыз. «Регулирующий клапан – Автомат» және «ТЭН-Автомат» терезесіндегі белгіні алып тастаңыз. Желдеткіш пен ТЭНды қосып, шығыстағы температура 3⁰Сге жоғары болғанға дейін температураның өзгеру процесін бақылаңыз. ТЭНды содан кейін желдеткішті де өшіріңіз. Келесіні орындаңыз: Сохранить- аты.xls.

6 Температураны реттеу объектісінің параметрлерін (Т₀ уақыт тұрақтысы және t_о кешігу уақыты) температура өзгерісінің өтпелі процесі бойынша анықтаңыз.

Калориферлі қондырғыда температураны автоматты режімде басқару процесін зерттеу.

1 Реттеуіштің оптималды параметрлерін инженерлік әдіс арқылы есептеңіз (Нұсқау 1). Есептелген мәндерді қойып, өтпелі процестерді түсіріп алыңыз. Оларды архивтеп өңдеңіз.

2 Тәжірибелік жолмен қойылған мәннен асыра реттеу 5% маңайындағы реттеу сапасына қол жеткізіңіз. Алынған коэффиценттерді жазып алыңыз.

3 Тәжірибелік жолмен табылған реттеудің оптималды параметрлері мен есептелген параметрлердің салыстырмалы талдауын жасаңыз. Зертханалық комплекс құрылғыларының міндетін, температураны реттеу принципін және технологиялық процесс физикасын түсіндіріңіз.

Архивті мәлімет бойынша реттеу процесінің кірісі мен шығысындағы орныққан температураның орта, максимал және минимал мәнін, сенімділік ықтималдығы 0,95 кезіндегі бақылау және өлшеу нәтижелерінің сенімділік интервалын, өлшенген кіріс пен шығыстағы температураның кездейсоқ қателігін анықтау.[1,с.7]

Архивтік мәліметтерді өңдеу нәтижесі бойынша дәл мезеттегі температураның уақыт бойынша өзгеру графигін тұрғызыңыз. Оны желдеткіштің және термоэлектрлік жылытқыштың қосылу графигі, шығыстағы температура өзгерісі, кірістегі шығын өзгерісі, қысым өзгерісі, қойылған және орныққан температураның орта мәні, шығыстағы температураның кездейсоқ қателігімен келістіріңіз.

Бақылау нәтижелерінің статистикалық өңдеуін жүргізіңіз; таралу заңының диаграммасын тұрғызыңыз, таралу заңын бағалап орта арифметикалық, дисперсия, ортаквадраттық ауытқуды есептеңіз, бақылау және өлшеу нәтижелерінің сенімділік интервалын және олардың кездейсоқ қателігін бағалаңыз.[1,с.7-10]

Алынған графиктердің нәтижесін түсіндіріңіз. Қорытынды шығарыңыз.

9 Зертханалық жұмыс. Simatic313 контроллерінен шығынды үздіксіз микропроцессорлық басқарудың бағдарлама техникалық кешені

Жұмыстың мақсаты: микропроцессорлық жүйеде үздіксіз ПИД-реттеудің стандартты функцияларын құру ерекшеліктерін, Simatic313 реттеуіштің басқару сигналдарын зерттеу, параметрлердің үздіксіз реттеуіштің шығыстық сипаттамаларына әсерін зерттеу, құбырдағы сұйықтың шығынын реттеу мысалында технологиялық процессті басқару және реттеудің диспетчерлік пунктін құруды үйрену.

9.1 Зертханалық жұмысқа тапсырма

1 Құбырдағы сұйықтық шығынын реттеу жүйесін бөлек өлшеу, реттеу және қорғаныс жүйелеріне бөлу (Үй жұмысы).

2 Таңдалған кіріс және шығыс адрестері бар бағдарламалық блоктардың символдар тізімінің кестесін құру (Үй жұмысы).

3 Әрбір функционалды жүйеге алгоритм құру (Үй жұмысы).

4 Функционалды жүйелерді Step7 функционалды блоктары сияқты LAD және STL тілінде бағдарламалау. Ұйымдастыру блогын бағдарламалау. Simatic Manager бағдарламасында символдар және айнымалылар кестесін толтыру.

5 Реттеуіш параметрлерін қондыру, реттелетін шама керекті мәні мен реттеуіш шығыс сигналын көрсететін диспетчерлік пункт құру,

6 Оқытушы тапсырмасы бойынша шығыс сигнал графиктерін түсіріп алу.

7 Қорытынды шығарыңыз. Есеп беріңіз.

9.2 Жұмыстың орындалу тәртібі

1 Құбырдағы сұйықтық шығынын реттеу жүйесін бөлек өлшеу, реттеу және қорғаныс жүйелеріне бөлу.

Жұмыстың орындалу тәртібін құбырдағы сұйықтық шығынын үздіксіз реттеу контурын бағдарламалау негізінде қарастырайық. Сұйықтық шығыны насос өнімділігіне әсер ету арқылы реттеледі. Сұйықтық шығынының керекті мәні операторлық панельден берілсін делік, онда реттеу мақсаты шығынды керекті деңгейде ұстап тұру.

Технологиялық сұлба 9.1. суретте келтірілген

9.1 Сурет - Құбырдағы сұйықтық шығынын реттеудің технологиялық сұлбасы

Мұнда келесі белгілеулер қолданылған: ЭД – электроқозғалтқыш, ПЧ – жиілік түрлендіргіші, ЭМК – электрмагнитті клапан, Р – реттеуіш, ХС – клапан жағдайымен реттеу, GE- шығынды өлшеу, GI – шығын индикациясы, GC – шығынды реттеу, GH – шығынның жоғарғы шектік мәнін хабарлау, GL шығынның төменгі шектік мәнін хабарлау, Gз – шығынның қойылған мәні.

Өлшеу жүйесіне келесі функциялар кіреді:

- Шығын датчигінің мәнін вольт түрінде қабылдау және көрсету;

- Шығын мәнінің керекті шамасын көрсету және жіберу;

- Физикалық шамаларда шығын мәнін нормалау және көрсету.

Реттеу жүйесіне келесі функциялар кіреді:

- Тез және жоғарғы дәлдікпен керекті мәнді тұрақтандыру;

- реттеуіш параметрлерін өзгерту мүмкіндігі;

- реттеуіштің шығыс сигналының өтпелі сипаттамаларын көрсету.

Қорғау жүйесіне реттеуіш шығысының шекті мәндерін хабарлау функциялары кіреді.

Қарастырылған жүйелерді бағдарламалау функционалды блоктар көмегімен жүзеге асырылады. Бағдарлама құрылымы 9.2 суретте келтірілген.

PIW274

PQW29

Zadanie

9.2 Сурет– Бағдарламалық кешен құрылымы

Мұнда келесі белгілеулер қолданылған:

FС1- өлшеу жүйесінің функциясы – датчиктерден мәліметтерді оқу;

FС2- өлшеу жүйесінің функциясы – мәліметтерді нормалау;

FC3 – өлшеу жүйесінің функциясы –аналогты шығысқа шығару;

FB41 (CONT_C) – реттеу және қорғаныс жүйелерін ұйымдастыратын функционалды блок;

OB1- бағдарламаның циклді орындалуының ұйымдастыру блогы (негізгі бағдарламалық бірлік).

Сұйықтық шығынын реттеу жүйесінің құрылымдық сұлбасы 9.3 суретте келтірілген.

GH GL

9.3 Сурет– Шығын реттеу жүйесінің құрылымдық сұлбасы

Мұнда 9.1 суретте қолданылған белгілеулер қабылданды.

2 Таңдалған кіріс және шығыс адрестері бар бағдарламалық блоктардың символдар тізімінің кестесін құру.

Кесте 9.1

Алгоритмде белгіленуі	Адрес	Параметр статусы	Символдыкестедегі символ	Айнымалы типі	Түсінік
PIW290	PIW290	Кіріс	Жоқ	INT	Шығын датчигінің аналогты кірісі
Жоқ	M 11.0	Кіріс	avt-man	BOOL	Режімді таңдау: авт(1), қолдық(0)
Жоқ	M11.1	Кіріс	VIB_P	BOOL	П-құрамдасты таңдау
VIB_I	M11.2	Кіріс	VIB_I	BOOL	И-құрамдасты таңдау
VIB_D	M11.3	Кіріс	VIB_D	BOOL	Д-құрамдасты таңдау
VER_PRED	M11.4	Шығыс	VER_PRED	BOOL	Жоғарғы шек сигнализациясы
NIG_PRED	M11.5	Шығыс	NIG_PRED	BOOL	Астыңғы шек сигнализациясы
UQ	MD 28	Шығыс FC1	UQ		Шығын датчигінен кернеу
Q	MD 32	Шығыс FC1	Q	REAL	Л/сағ-дағы шығын мәні
ZADANIE	MD 36	Вход	ZADANIE	REAL	Реттеуішке тапсырма
KP	MD 44	Кіріс	KP	REAL	Реттеуіштің пропорционалдық коэффициенті
TI	MD 48	Кіріс	TI	TIME	Реттеуіштің интегралдау тұрақтысы
TD	MD 52	Кіріс	TD	TIME	Дифференциалдау тұрақтысы
TM	MD 56	Кіріс	TM	TIME	Орындаушы механизмнің уақыт тұрақтысы
VIH	MD60	Шығыс	VIH	REAL	Реттеуіш шығысы
жоқ	MD64	Шығыс	P_SOST	REAL	Реттеуіш шығысы - П құрамдасы
жоқ	MD68	Шығыс	I_SOST	REAL	Реттеуіш шығысы – И құрамдасы
жоқ	MD 72	Шығыс	D_SOST	REAL	Реттеуіш шығысы - Д құрамдасы
жоқ	MD80	Шығыс	ER	REAL	Ауытқу сигналы

9.3 Әрбір функционалды жүйеге алгоритм құру

Өлшеу жүйесі

1 Аналогты сигналдың оқылуы үздіксіз аналогты сигнал түріндегі сандық түрін диспетчердің операторлық панеліне шығару үшін аналогты кейпіне түрлендірілуі керек.

PIW272

Umax

Umin

I 0.7

9.4, а сурет– Аналогты сигнал оқылу алгоритмі

Мұнда келесі белгілеулер қолданылған:

PIW274 – шығын датчигін қосу үшін перифериялық аналогты кіріс;

Umax – датчик кернеуінің максималды мәні;

Umin – датчик кернеуінің минималды мәні;

I0.7 –биполярлы сигнал түрін қосу;

UQ –датчиктен сигналдың аналогты түрі.

Мұндай түрлендіру SCALE стандартты функция формуласымен орындалады:

OUT=[((FLOAT(IN) – K1)/(K2-K1))*(HI_LIM-LO_LIM)]+LO_LIM;

SCALE функциясы алдында нақты қаралған [1].

2 Шығын параметрін литр/сағат түрінде бейнелеу үшін нормалау формуласы:

Q=Qmin+(U-Umin)*(Qmax-Qmin)/(Umax-Umin);

U min

Qmax

Qmin

Umax

Umin

9.4,б сурет– Шығын нормалау алгоритмі

Мұнда келесі белгілеулер қолданылған:

Q – шығын мәні литр сағат түрінде (л/сағ);

Qmin – шығынның ең аз мәні литр сағат түрінде (л/сағ);

Qmax - шығынның ең үлкен мәні литр сағат түрінде (л/сағ);

U – датчиктен кернеу мәні вольт түрінде;

Umin - датчиктен шығынның ең аз мәні вольт түрінде;

Umax - датчиктен шығынның ең үлкен мәні вольт түрінде.

3 Реттеу және қорғау жүйесі

SIMATIC S7 контроллерлерінде стандартты ПИД реттеу заңы CONT_С функциясы арқылы жүзеге асады. ”CONT_C” функциясы SIMATIC S7 контроллерлер негізінде үздіксіз кіріс және шығыс шамалар бар технологиялық процесстерді реттеуге арналған.

9.5 суретте функция алгоритмінің құрылымдық сұлбасы келтірілген:

9.5 сурет– Үздіксіз ПИД реттеуіш алгоритмінің құрылымдық сұлбасы

Мұнда сигналдардың келесі белгілеулері қолданылған:

- SP_INT – INTERNAL SETPOINT/ Келтірілген (керек) мәннің кірісі;

- PV_IN – PROCESS VARIABLE IN/ Датчиктен кері байланыс сигналының кірісі;

- PV_PER – PROCESS VARIABLE PERIPHERY/ Технологиялық процесстен сигналдың нақты мәні;

- GAIN – PROPORTIONAL GAIN/ Реттеуіштің пропорционалдық күшейту коэффициенті;

- TI – RESET TIME/ Интегралдау уақыты;

- COM_RST – COMPLETE RESTART/ Реттеуішті қайта қосу;

- MAN_ON – MANIPULATED SIGNALS ON/ Реттеуіш сигналдардың қолдық режімін қосу;

- PVPER_ON - PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/ Технологиялық процесстен нақты мәнін қосу ;

- CYCLE – SAMPLE TIME/ Сұрау циклінің ұзақтығы;

- DEADB_W – DEAD BAND WIDTH/ Сезімталдық аймақ ені;

- PV_FAC – PROCESS VARIABLE FACTOR/ Нақты мән көбейткіші;

- PV_OFF – PROCESS VARIABLE OFFSET/ Нақты мән ығысуы;

- DISV – DISTURBANCE VARIABLE/ Сыртқы әсер. Сыртқы әсерді «Возмущающее воздействие» кірісіне қосу үшін;

- ER - ERROR SIGNAL / Реттеу сәйкессіздігі. Осы шығыс бойынша әсер етуші реттеу сәйкессіздігі шығарылады;

- INT_HOLD - INTEGRAL ACTION HOLD / I –компонентті тоқтату. Интегратор шығысы тоқтатылуы мүмкін. Ол үшін “Замораживание I–компоненты” кірісі қондырылу керек;

- TD - DERIVATIVE TIME / Дифференциалдау уақыты;

- TM_LAG - TIME LAG OF THE DERIVATIVE ACTION / D–компонент үзіліс уақыты. D–компонент алгоритмінде үзіліс мүмкіндігі бар, ол “Время задержки D–компоненты” кірісі арқылы параметрленуі мүмкін;

- P_SEL - PROPORTIONAL ACTION ON / P–компонент қосу. PID–алгоритмде PID-компоненттерді жеке қосуға және өшіруге болады. P–компонент қосылады, егер “Включение P–компоненты” кірісі қондырылса;

- I_SEL INTEGRAL ACTION ON / I–компонент қосу;

- D_SEL- DERIVATIVE ACTION ON / D–компонент қосу;

- LMN_P - PROPORTIONALITY COMPONENT / P–компонента. “P–компонента” шығысында реттеуші әсердің пропорционалды компоненті бар.

- LMN_I INTEGRAL COMPONENT / I–компонента. “I –компонента” шығысында реттеуші әсердің интегралды компоненті бар;

- LMN_D DERIVATIVE COMPONENT / D–компонента. “ D –компонента” шығысында реттеуші әсердің дифференциалды компоненті бар;

- LMN_HLM MANIPULATED VALUE HIGH LIMIT / Реттеуші мәннің жоғарғы шегі. Реттеуші мән әрқашан жоғарғы және төменгі шекпен шектеледі;

- LMN_LLM MANIPULATED VALUE LOW LIMIT / Реттеуші мәннің төменгі шегі;

- LMN_FAC - PROCESS VARIABLE FACTOR / Нақты мән көбейткіші. “Множитель фактического значения” кірісі нақты мәнмен көбейтіледі. Кіріс нақты мәндер ауқымын келістіруге арналған;

- LMN_OFF - PROCESS VARIABLE OFFSET / Нақты мән ығысуы. “Смещение фактического значения” кірісі нақты мәнмен қосылады. Кіріс нақты мәндер ауқымын келістіруге арналған;

- LMN - MANIPULATED VALUE / Реттеуші мән. “Регулирующее значение” шығысы бойынша нақты реттеуші мән жылжымалы нүкте форматы түрінде шығарылады;

- LMN_PER - MANIPULATED VALUE PERIPHERY / Периферия үшін реттеуші мән.

4 LAD және STL тілінде функционалды жүйелерді Step7 блоктары сияқты бағдарламалау. Ұйымдастыру блогын бағдарламалау. Simatic Manager бағдарламасында символдық және айнымалылар кестесін толтыру (2 және 3 қосымшалары).

САР ұйымдастыру үшін Simatic Manager библиотекасының стандартты блоктары қолданылады;

- SCALE- кіріс аналогты сигналды нормалау және масштабтау алгоритмі;

- CONT_С- үздіксіз ПИД – реттеуішін жүзеге асыру алгоритмі;

- Стандартты алгебралық функциялар.

Мысал үшін 9.2 кестеде автоматты режімді ұйымдастыру үшін реттеуіштің параметрлері келтірілген:

Кесте 9.2

9.5 Сурет	Символ	9.5 Сурет	Символ	9.5 Сурет	Символ
COM_RST	I0.7	SP_INT	ZADANIE	LMN_HLM	30.0
MAN_ON	0	PV_IN	OC	LMN_LLM	0.0
PVPER_ON	0	PV_PER	жоқ	PV_FAC	1.0
P_SEL	1	MAN	0.0	PV_OFF	0.0
I_SEL	0	GAIN	Kp	LMN_FAC	1.0
INT_HOLD	0	TI	TI	LMN_OFF	0.0
I_INTL_ON	1	TD	TD	I_INTLVAL	0.0
D_SEL	0	TM_LAG	TM	DISV	0.0
CICLE	1ms	DEADB_W	0.0

Бағдарламалауды 9.2 суретіндегі құрылымды, 9.4 және 9.5-суретіндегі алгоритмдік сұлбаны, сонымен бірге 9.1 және 9.2 кестені қолдана отырып орындау керек. Стендте Simatic Manager бағдарлама жобасы «Лаб 9-ПТК» деп аталады. Өзіңіздің бағдарламалық бірліктеріңізді мысалмен келістіріңіз. Егер бағдарламаңыз зертханалық жұмыс талабына жауап бермесе, онда «Лаб 9-ПТК» жобасын басқа атпен сақтауға болады. Бағдарламаны өңдеңіз, Step7 бағдарлама реттеуішіне жүктеу арқылы. Назар аударыңыз, реттеуіштің жаңадан қосылуы кіріс сигналы I0.1 немесе тапсырманы 0-ге түсіріп, содан кейін сол мәнді қайта енгізу арқылы орындалады.

5 Реттеуіш параметрлерін, реттелетін шаманың керек мәнін және реттеуіштің шығыс сигналын көрсететін диспетчерлік пункт құру.

2-ші нұсқауда диспетчерлік басқару пунктінің бағдарламалық бірліктері келтірілген. Студент өз қалауы бойынша оларды қолдануы мүмкін. Міндетті түрде орператорлық панельде Кр (пропорционалдық коэффициенті), TI (интегралдау тұрақтысы), TD (дифференциалдау уақытының тұрақтысы), шығын беру (ZADANIE), кері байланыс (КБ) енгізу мүмкіндігі болу керек. Реттеуіш орындалуы сандық және графикалық түрде көрінуі тиіс. Сақтандыру жүйесі реттеуіштің шығыс сигналының NIG_PRED төменгі және VER_PRED жоғарғы шектері жайлы хабарлау керек.

6 Оқытушы тапсырмасы бойынша шығыс сигнал графиктерін түсіріп алу.

Диспетчерлік пункт терезесінде нұсқауға сәйкес реттеуіш параметрлерін енгізіңіз:

Кесте 9.3

Вар	ZADANIE	Кр	TI	VIB_I	TD	VIB_D	OC
1	12.0	1.0	200000ms	1	300000ms	1	10.0
2	28.0	0.5	300000ms	1	250000ms	1	20.0
3	20.0	2.0	250000ms	1	200000ms	1	15.0
4	17.0	2.5	100000ms	1	300000ms	1	12.0
5	23.0	1.5	200000ms	1	350000ms	1	20.0

Шығыс сигналының өтпелі процесс графигін үш реттен кем емес түсіріп алыңыз. Графикті «Print screen» батырмасы арқылы түсіріңіз. Архивті файлды жазып алыңыз. Реттеуіш параметрін өзгертіп, оқытушы нұсқасы бойынша, графикті түсіріп алып, архивті файл жазып алыңыз. Архивті файлды Excel электронды кестеде есеп беруге дайындағанда өңдеу керек. Графиктерді тұрғызып, оларды сабақ барысында алынған графиктермен салыстырыңыз.

7 Қорытынды шығарыңыз.

Есеп беру файлында:

- шығын реттеу технологиялық сұлбасы,

- реттеудің құрылымдық сұлбасы,

- ПО құрылымдық сұлбасы,

- бағдарламалық бірліктер мәтіні,

- символдар кестесі,

- өтпелі процестің тәжірибелік графиктері,

- архивті мәліметтер кестесі,

- архивті мәліметтер графигі Excel электронды кестесінде.

Реттеуіштің шығыстық сипаттамалар графиктерін салыстырыңыз, ондағы өзгерістерді түсіндіріңіз, реттеуіштің өтпелі режімдерінің құрамдасын көрсетіңіз.

Тексеру сұрақтары

1 Өлшеу жүйесінің функциялары қандай?

2 Реттеу жүйесінің функциялары қандай?

3 Қорғаныс жүйесінің функциялары қандай?

4 Қандай мақсаттармен символдар кестесі құрылған?

5 Siemens контроллерлерінде үздіксіз реттеуіш қалай ұйымдастырылған?

6 Түсіндіріңіз: реттеуіштің құрылымдық сұлбасында керекті мәннен ауытқу сигналы қалай пайда болады?

7 Пропорционалды (П), пропорционал-интегралды (ПИ), пропорционал интеграл дифференциалды заңды (ПИД) қою арқылы реттеуіш құрылымын қалай өзгертуге болады?

8 Бағдарламалық кешеннің құрылымын түсіндіріңіз.

9 Бөлек жүйелер неге функционалды блок түрінде ұйымдастырылған?

10 Функционалды блоктардың формалдық және нақты мәндерін атаңыз.

11 Реттеуіштің шығыстық сипаттамаларында өзгерістерді түсіндіріңіз.

12 Архивті файлдар қалай және не үшін құрылған?

10 Зертханалық жұмыс. Simatic313 контроллерінің қазандық агрегаттың қызған бу температурасын импульсті микропроцессорлық реттеудің бағдарлама техникалық кешені

Жұмыс мақсаты: микропроцессорлық жүйеде импульсті ПИД-реттеудің стандартты функцияларын құру ерекшеліктерін үйрену, Simatic313 импульсті реттеуіштің басқару сигналдарын зерттеу, қазандық агрегаттың қызған бу температурасын реттеу мысалында технологиялық процессті басқару және реттеу диспетчерлік пунктін құру.

10.1 Зертханалық жұмысқа тапсырма

1 Қазандық агрегаттың қызған бу температурасын реттеу жүйесін бөлек өлшеу, реттеу және қорғаныс жүйелеріне бөлу (Үй жұмысы).

2 Таңдалған кіріс және шығыс адрестері бар барлық символдар тізімінің кестесін құру (Үй жұмысы).

3 Әрбір функционалды жүйеге алгоритм құру (Үй жұмысы).

5 Реттеуіш параметрлерін қондыру, реттелетін шама керекті мәні және реттеуіш шығыс сигналын көрсететін диспетчерлік пункт құру.

6 Оқытушы тапсырмасы бойынша шығыс сигнал графиктерін түсіріп алу.

7 Қорытынды шығарыңыз. Есеп беріңіз.

Температураны импульсті реттеу жүйесін қарастырайық. Барлық қазандық агрегаттардың қызған бу температурасын реттеуі өзіндік конденсат немесе су шашу арқылы орындалады, ол қазанның жылытқыш трактында аралық нүктесінде жүргізіледі. «Өзіндік конденсат» арнайы жылуалмастырғышта қазан барабанының, сумен салқындатылатын, қаныққан буының конденсациясынан пайда болады. Қызған бу автоматты реттеуіштер саны қондырылған бу салқындатқыштар санымен анықталады. Шашырату арқылы жылыту аймағында тұрақты немесе айнымалы температура ұсталып тұрады.

Көбінесе импульсті ПИ реттеуіші бар қызған бу температура типтік АРЖсы қолданылады. АРЖ принципиалды сұлбасы 10.1суретте келтірілген, мұнда Р—ПИД-реттеуіш; ДФ—дифференциатор; РК.—шашырату реттеуші клапоны; ТТ₁ және ТТ₂ — термоэлектрлік термометрлер (термопаралар).

Қызған бу температура типтік АРЖ құрамына мыналар кіреді: бу температурасын өлшеуге термоэлектрлік термометрлар, реттеуші құрылғылар, коммутациялық және басқарушы аппаратура, атқарушы механизм, реттеуші орган.

Сурет 10.1 - Қызған бу температура АРЖ технологиялық сұлбасы

Өлшеу жүйесіне келесі функциялар кіреді:

- қызған бу Т_ппжәне шашыраудан кейінгі Т_впртемператураларын көрсету;

- Т_зад2. шашырау температурасын беру құралын көрсету

Реттеу жүйесіне келесі функциялар кіреді:

- тез және жоғарғы дәлдікпен керекті мәнді тұрақтандыру;

- дискретті шығыстардағы шығыс импульсін көрсету;

- реттеуіш параметрлерін өзгерту мүмкіндігі;

- реттеуіш шығыс сигналының өтпелі сипаттамаларын көрсету.

Қорғау жүйесіне реттеуіш шығысының шекті мәндерін хабарлау функциялары кіреді.

Қызған бу температура типтік АРЖ құрылымдық сұлбасы 10.2 суретте келтірілген, мұнда W_р(р) және W_д(р)- реттеуіш пен дифференциатордың беріліс функциялары; W_т(р)- термоэлектрлік термометрдің беріліс функциясы; W_о(р)- реттеу объетісінің беріліс функциясы; Θ- бужылытқыш шығысындағы бу температурасының нақты мәні; Θ₁ және Θ₂ – термометр ТТ₁ және ТТ₂ шығысындағы сигналдар; Θ₃- тапсырма; W- шашырауға кететін су шығыны; D- бу шығыны; Q- камерадан жылу.

10.2 сурет - Қызған бу температура АРЖ құрылымдық сұлбасы

Зертханалық жұмыс мақсаты температура Wp(p) мен шашырау Т_вп реттеуішін контроллерде орындау және зерттеу. Зерттеу «Микропроцессорлық техника» зертханасында «Микропроцессорный контроллер с дискретными выходами» стендінде орындалады.

Tu(WORD)

Tu(TIME)

VREMA IMPULSA

(WORD)

VREMA IMPULSA

(TIME)

VREMA-PAUSI

(WORD)

VREMA-PAUSI

(TIME)

Тm(WORD)

Тm(TIME)

Peresapusk

Mаn/avt

Man/bolse

Man/menlse

Zadanie1

Ti, Vrema impulsa

Q4.1

Q4.0

reg

10.3 сурет– Бағдарламаның құрылымдық сұлбасы

10.2 Кіріс және шығыс адрестері бар символдар тізімінің кестесін құру

Кесте 10.1

Алгоритмде белгіленуі	Адрес	Статус	Тип	Түсінік
Kp	MD68	Кіріс	REAL	Пропорционалдық коэффицент
man/avt	M0.1	Кіріс	BOOL	Автоматикалық (1) қолдық (0)
man_bolse	M0.2	Кіріс	BOOL	«Больше» бағытында қолдық режімде басқару
man_mense	M0.3	Кіріс	BOOL	«Меньше» бағытында қолдық режімде басқару
OC	MD60	Кіріс	REAL	Температура датчигінен кері байланыс сигналы
perezapusk	I 0.0	Кіріс	BOOL	Реттеуішті қайта қосу
reg	MW140	Шығыс	INT	График шығаруға реттеуіш шығыс сигналы
жоқ	Q4.0	Шығыс	BOOL	«Больше» дискретті шығысы
жоқ	Q4.1	Шығыс	BOOL	«Меньше» дискретті шығысы
Ti	MD 4	Кіріс	TIME	Интегралдау уақыт тұрақтысы
Tm	MD16	Кіріс	TIME	Орындаушы механизмінің уақыт тұрақтысы
vrema_impulsa	MD 8	Кіріс	TIME	Импульс уақыты
vrema_pausi	MD24	Кіріс	TIME	Үзіліс уақыты
zadanie	MD64	Кіріс	REAL	Тапсырма

10.3 Алгоритмдік сұлбаларды құру

1 Сигналды нормалау және өлшеу жүйесінің алгоритмдік сұлбасы 9 зертханалық жұмысында келтірілген.

2 Реттеу және қорғаныс жүйесін жүзеге асыру үшін Simatic Manager библиотекасының стандартты блоктары қолданылады. CONT_S- алгоритмі импульсті ПИ реттеуішін орындауға мүмкіндік береді.

”CONT_S” функциясы SIMATIC S7 контроллерінде интегралдаушы орындаушы механизмдердің екілік шығыс сигналдары арқылы техникалық процестерді реттеу үшін арналған.

10.4 суретте ”CONT_S” функциясының құрылымдық сұлбасы келтірілген.

Мұнда сигналдардың келесі белгілеулері қолданылған:

- SP_INT – INTERNAL SETPOINT/ Қойылған мән кірісі (уставка);

- PV_IN – PROCESS VARIABLE IN/ Кері байланыс сигналының кірісі (КБ);

- PV_PER – PROCESS VARIABLE PERIPHERY/ Технологиялық процесстен нақты мән;

- GAIN – PROPORTIONAL GAIN/ Реттеуіштің пропорционалды күшейту коэффициенті;

- TI – RESET TIME/ Интегралдау уақыты;

- PULSE_TM – MINIMUM PULSE TIME/ Импульстің минималды ұзақтығы;

- BREAK_TM – MINIMUM BREAK TIME/ Үзілістің минималды ұзақтығы;

10.4 Сурет - Импульсті реттеуіш функция алгоритмінің құрылымдық сұлбасы

- MTR_TM – MOTOR MANIPULATED VALUE/ Қозғалтқыштың уақыт тұрақтысы;

- COM_RST – COMPLETE RESTART/ Қайта қосу;

- LMNS_ON – MANIPULATED SIGNALS ON/ Реттеуші сигналдардың қолдық режімін қосу;

- LMNUP – MANIPULATED SIGNALS UP/ Реттеуші сигнал (больше);

- LMNDN – MANIPULATED SIGNALS DOWN/ Реттеуші сигнал (меньше);

- PVPER_ON - PROCESS VARIABLE PERIPHERY ON/ Технологиялық процесстен нақты мәнді қосу;

- LMNR_HS – HIGH LIMIT SIGNAL REPEATED MANIPULATED VALUE/ ОМ ның «больше» бағытында жоғарғы шектік мәніне жету сигналы. «Сигнал достижения верхнего упора в ответном сообщении о положении» кірісіне «Исполнительный вентиль у верхнего упора» сигналы беріледі. LMNR_HS=TRUE: орындаушы вентиль жоғарғы тіреуде орналасқанын білдіреді.;

- LMNR_LS – LOW LIMIT SIGNAL REPEATED MANIPULATED VALUE/ ОМ ның «меньше» бағытында төменгі шектік мәніне жету сигналы. «Сигнал достижения нижнего упора в ответном сообщении о положении» кірісіне «Исполнительный вентиль у нижнего упора» сигналы беріледі. LMNR_HS=TRUE: орындаушы вентиль төменгі тіреуде орналасқанын білдіреді.;

- CYCLE – SAMPLE TIME/ Сұраныс циклінің ұзақтығы;

- DEADB_W – DEAD BAND WIDTH/ Сезімталдық аймақ ені;

- PV_FAC – PROCESS VARIABLE FACTOR/ Нақты мән көбейткіші;

- PV_OFF – PROCESS VARIABLE OFFSET/ Нақты мән ығысуы;

- DISV – DISTURBANCE VARIABLE/ Сыртқы әсер. Сыртқы әсерді «Возмущающее воздействие» кірісіне қосу үшін сыртқы әсер беріледі.

Қондырғы параметрлері:

Кесте 10.2

Сур.10.4	Символ	Сур.10.4	Символ	Сур.10.4	Символ
COM_RST	perezapusk	SP_INT	zadanie	PV_FAC	1.0
LMNR_HS	0	PV_IN	OC	PV_OFF	0.0
LMNR_LS	0	PV_PER	жоқ	PULSE_TM	vrema_impulsa
LMNS_ON	man/avt	GAIN	Kp	BREAK_TM	vrema_pausi
LMNUP	man_bolse	TI	Ti	MTR_TM	Tm
LMNDN	man_mense	DEADB_W	0.0	DISV	0.0
PVPER_ON	0	QLMNUP	Q4.0
CICLE	1ms	QLMNDN	Q4.1

4 Бағдарламалауды 10.3 суретіндегі құрылымды, 9.4а және 9.5б суретіндегі алгоритмдік сұлбаны, сонымен бірге 10.1 және 10.2 кестені қолдана отырып орындау керек. 3 ші нұсқауда температураны импульсті реттеу бағдарламасының листингі келтірілген. Стендте Simatic Manager бағдарлама жобасы «Лаб10-ПТК» деп аталады. Өзіңіздің бағдарламалық бірліктеріңізді мысалмен келістіріңіз. Егер бағдарламаңыз зертханалық жұмыс талабына жауап бермесе, онда «Лаб10-ПТК» жобасын басқа атпен сақтауға болады. Бағдарламаны өңдеңіз, Step7 бағдарлама реттеуішіне жүктеу арқылы. Назар аударыңыз, реттеуіштің жаңадан қосылуы кіріс сигналы I0.1 немесе тапсырманы 0-ге түсіріп, содан кейін сол мәнді қайта енгізу арқылы орындалады.

4-ші нұсқауда диспетчерлік басқару пунктінің бағдарламалық бірліктері келтірілген. Студент өз қалауы бойынша оларды қолдануы мүмкін. Міндетті түрде орператорлық панельде Кр (пропорционалдық коэффициенті), TI (интегралдау тұрақтысы), орындаушы механизм уақыт тұрақтысы Тм, импульс және үзіліс уақыты, температураға тапсырма, реттеуіш жұмыс режімі (автоматты, қолдық), кері байланыс (КБ) енгізу мүмкіндігі болу керек. Реттеуіш орындалуы графикте импульстер түрінде бейнеленуі керек.

6 Оқытушы тапсырмасы бойынша шығыс сигнал графиктерін түсіріп алу.

Диспетчерлік пункт терезесінде нұсқауға сәйкес реттеуіш параметрлерін енгізіңіз:

Кесте 10.3

Вар.№	Kp	Ti	Tm	Импульс уақыты	Үзіліс уақыты	Тапсырма	КБ
1	1	600ms	20s	2s	20s	3	2
2	1	500ms	6s	20s	2s	3	1
3	2	550ms	10s	5s	40s	4	3
4	3	650ms	15s	3s	25s	5	4
5	2	520ms	5s	25s	4s	2	1

Графикте кем дегенде 6 импульс болу қажет. Шығыс сигналының өтпелі процесс графигін үш реттен кем емес түсіріп алыңыз. Графикті «Print screen» батырмасы арқылы түсіріңіз. Архивті файлды жазып алыңыз. Реттеуіш параметрін өзгертіп, оқытушы нұсқасы бойынша, графикті түсіріп алып, архивті файл жазып алыңыз. Архивті файлды Excel электронды кестеде есеп беруге дайындағанда өңдеу керек. Графиктерді тұрғызып, оларды сабақ барысында алынған графиктермен салыстырыңыз.

7 Қорытынды шығарыңыз.

Есеп беру файлында :

- шашырау температурасын реттеудің құрылымдық сұлбасы;

- ПО құрылымдық сұлбасы;

- бағдарламалық бірліктер мәтіні;

- символдар кестесі;

- өтпелі процестің тәжірибелік графиктері;

- архивті мәліметтер кестесі;

- архивті мәліметтер графигі.

Тексеру сұрақтары

1 Қызған бу температурасын реттеуге импульсті реттеуіш қандай мақсаттармен қолданылады?

2 Жылуалмастырғыштардың қызған бу температурасын реттеу жүйесінде шашырау температурасы дегеніміз не?

3 Қорғаныс жүйесінің функциялары қандай?

4 «Перезапуск» айнымалысың мәні неде?

5 Siemens фирмасының контроллерлерінде импульсті реттеуіш қалай ұйымдастырылған?

6 Түсіндіріңіз: реттеуіштің құрылымдық сұлбасында керекті мәннен ауытқу сигналы қалай пайда болады?

7 Бағдарламалық кешеннің құрылымын түсіндіріңіз.

8 Интегралдау уақыт тұрақтысын қалай үлкейтуге немесе азайтуға болады?

9 Реттеуіштің импульстер периодын қалай үлкейтуге немесе азайтуға болады?

10 Реттеуіштің шығыстық өтпелі сипаттамаларындағы өзгерістерді түсіндіріңіз.

11 Қалай және не үшін архивті файлдар құрылған?

12 ProTool SCADA жүйесінің құрамдастарын атап беріңіз.

13 Жобаның қандай бағдарламалық бірліктері және қандай ретпен құрылғанын түсіндіріңіз.

11 Зертханалық жұмыс. Таймерлік функциялар және үзілістер режімін ұйымдастыру

Жұмыс мақсаты – микропроцессор таймерларын бағдарламалау ретін, таймерлардың мүмкіндіктері мен жұмыс істеу режімдерін, үзілістер режімін бағдарламалау және оларды қолдану режімдерін үйрену.

11.1 Зертханалық жұмысқа тапсырма

1 Зерттеңіз: TMR0-TMR2 таймерлер модульдерін [2,бет.49-56], INTCON регистрінің TOIF – тайм аутының толып кету үзіліс флагының міндеті, TMR1 басқару регистрлер разрядтарының міндеті, таймер режіміндегі TMR1 модулінің жұмыс режімі (Үй жұмысы).

2 Үзіліс режімінде өз флагтарын өзгертетін PIE1,PIE2 үзіліске рұқсат, PIR1, PIR2 үзіліс, OPTION , INTCON регистрлерінің разрядтарын зерттеңіз (Үй жұмысы).

3 TMR1 қолдану кезіндегі процессор таймерлік функциялары арқылы үзіліс орындалатын бағдарлама 11.1 бөлігін оқыңыз.

4 Жарық диодтардың біраз уақытқа жанып, үзілістен кейін қайта қосуын ұйымдастыратын бағдарлама жазыңыз. Диодтар жағдайына байланысты бағдарлама орындалу мүмкіндігін қарастырыңыз (Бағдарлама 11.2). Бөлек регистрлерде мәліметтерді өзгерту арқылы уақыттық интервалдарды өзгерту үшін бағдарламаны толықтырыңыз.

5 10 секундқа дыбыстық хабарлама шығып, келесі 10 с ішінде диодтар жанатындай бағдарлама жазыңыз (Бағдарлама 11.3). Дыбыс генераторының жұмыс істеу жиілігі есту диапозонында болу керек (20 – 15000 гц), кварцті резонатордан істейтін микроконтороллер жиілігі 12 МГц.

6 PIC16F877 микроконтроллер ССР1 модулі RC2 кіріс сигналынан салыстыру және үзу режімдерінің орындалуын зерттеңіз (Үй жұмысы).

7 RC2 кіріс сигналынан жарық диодтарының өшу және жану уақыттық интервалдарын өзгерту бағдарламасын жазыңыз (Бағдарлама 11.4), әрбір жаңа сигнал кезінде уақыттық интервалдар өзгеруін қадағалаңыз.

8 Есеп беру кезінде басты регистрлер жағдайын қадам бойынша көрсетіңіз.

2 Жұмыстың орындалу тәртібі

1 Зерттеңіз: TMR0-TMR2 таймерлер модульдерін [2,бет.49-56], INTCON регистрінің TOIF – тайм аутының толып кету үзіліс флагының міндеті, TMR1 басқару регистрлер разрядтарның міндеті, таймер режіміндегі TMR1 модулінің жұмыс режімі (Үй жұмысы).

Зертханалық жұмыс бағдарлама техникалық кешен УМК-7 – PIC* контроллерлерін оңдаушы бағдарлама MPLAB5.0 стендінде орындалады. Бұл жұмыста студент таймерлік функцияларды бағдарламалаумен қатар микроконтроллерлерді бағдарламалаудың негізгі қағидаларын қайталау керек. Нақты келгенде – кіріс пен шығыстарды инициализациялау, жады картасын, PIC* микроконтроллерлер негізгі регистрлері мен жадысын ұйымдастыру. Ол үшін электронды оқулық бар. [2].

2 TMR1 қолдану кезіндегі процессор таймерлік функциялары арқылы үзіліс орындалатын бағдарлама 11.1 бөлігін оқыңыз.

Бағдарлама 11.1 түсініктерімен егжей-тегжейлі түсіндірілген. Осы бөлікті қолдана отырып жарық диодтың біраз уақытқа жану бағдарламасын жазып, оны өңдеңіз. Бағдарлама жұмысын тексеріңіз.

Бағдарлама 11.1

;Бағдарлама кодының бөлігі: TMR1 инициализациялау мысалы.

CLRF T1CON ;TMR1 тоқтату,

;ішкі генератордан тактілеу

;жиілік бөлгіші =1:1

CLRF TMR1H ;TMR1 жоғарғы регистрін тазалау

CLRF TMR1L ;TMR1 төменгі регистрін тазалау

CLRF INTCON ;TMR1-ден үзіліс беруге тыйым салу

BSF STATUS, RP0 ; Bank1 таңдау

CLRF PIE1 ;Перифериялық үзіліске тыйым салу

BCF STATUS,RP0 ; Bank0 таңдау

CLRF PIR1 ;Перифериялық үзілістер флагын

тазалау

MOVLW 0x30 ;ішкі генератордан тактілеу

MOVWF T1CON ;жиілік бөлгіші =1:8

BSF T1CON, TMR1ON ; Старт TMR1

;

; TMR1 толып кету биті (TMR1IF) сұранысы

;Таймер фондық режімде істейді

T1_OVFL_WAIT

BTFSS PIR1, TMR1IF ;

GOTO T1_OVFL_WAIT

;Таймер толып кеткенде,

;толып кету флагы тазаланады

;таймерді жаңадан қолдану үшін

BCF PIR1, TMR1IF

3 Жарық диодтардың біраз уақытқа жанып, үзілістен кейін қайта қосуын ұйымдастыратын бағдарлама жазыңыз. Диодтар жағдайына байланысты бағдарлама орындалу мүмкіндігін қарастырыңыз (Бағдарлама 11.2). Бөлек регистрлерде мәліметтерді өзгерту арқылы уақыттық интервалдарды өзгерту үшін бағдарламаны толықтырыңыз.

Бұл жұмыстың орындалуы 5 нұсқауда келтірілген. Студент сол бағдарламаны қолдануына немесе өз нұсқасы бойынша соның негізінде бағдарлама жазуына болады. MPLAB бағдарламасының библиотекасында осы бағдарлма timer.asm атымен, ал оның негізінде құрылған жоба timer.pjt атымен сақталған.

Бағдарлама 11.2

;регистрлер сипаттамасы

include<p16F877.inc>

;Басы

org 0 ;бағдарлама орындалуы 0-нші адрестен басталады.

nop ;бос команда оңдаушы жұмысына арналған

nop

org 05 ;адрес 5-тен бастау

START

CLRF STATUS

BSF STATUS,RP0

MOVLW B'00000000'

MOVWF TRISC ;порт С шығыс

CLRF STATUS

CLRF T1CON ;TMR1 тоқтату, ішкі генератордан тактілеу

;жиілік бөлгіші =1:1

CLRF TMR1H ; TMR1 жоғарғы регистрін тазалау

CLRF TMR1L ; TMR1 төменгі регистрін тазалау

CLRF INTCON ; үзіліс беруге тыйым салу

BSF STATUS,RP0 ; банк 1 таңдау

CLRF PIE1 ; Перифериялық үзіліске тыйым салу

BCF STATUS,RP0 ; банк 0 таңдау

CLRF PIR1 ;үзіліс флагтарын тазалау

MOVLW 0X30 ; Ішкі генератордан тактілеу

MOVWF T1CON ; жиілік бөлгіші =1:8

BSF T1CON,TMR1ON ; таймер қосу

T1_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF ;TMR1IF битін ,

GOTO T1_OFF ;таймердің 16 разряды толғанша сұрау

MOVLW H'FF'

MOVWF PORTC ;жарық диодтарын жандыру

BCF PIR1,TMR1IF ;таймердің толып кету флагын тазалау

BSF T1CON,TMR1ON ;таймердің жаңа қосылуы

T2_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF

GOTO T2_OFF

CLRF PORTC ; жарық диодтарын өшіру

BCF PIR1,TMR1IF

GOTO START ;басынан бастау

END

11.2 бағдарламаны VREMA1 және VREMA2 арнайы регистрлерінде мәліметтерді 0-ге дейін азайту арқылы жарық диодтарын жану және өшу циклдарының қайталануымен толықтырамыз. Регистрлерге түрлі мәндер енгізу арқылы уақыттық интервалдарды өзгертуге болады:

Бағдарлама 11.3 бөлігі

MOVLW H’01’

MOVWF VREMA1

MOVWF VREMA2

WAITS

BSF T1CON, TMR1ON ; таймерді қосу

T1_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF; TMR1IF ;битін ,

GOTO T1_OFF ;таймердің 16 разряды толғанша сұрау

MOVLW H'FF'

MOVWF PORTC ; жарық диодтарын жандыру

BCF PIR1,TMR1IF ;таймердің толып кету флагын тазалау

DECFSZ VREMA1,1

GOTO WAITS

T2_OFF1

BSF T1CON,TMR1ON ; таймердің жаңадан қосылуы

T2_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF

GOTO T2_OFF

CLRF PORTC ; жарық диодтарын өшіру

BCF PIR1,TMR1IF

DECFSZ VREMA2,1

GOTO T2_OFF1

GOTO START

END

4. 3 секундқа дыбыстық хабарлама шығып, келесі 5 с ішінде диодтар жанатындай бағдарлама жазыңыз (Бағдарлама 11.3). Дыбыс генераторының жұмыс істеу жиілігі есту диапозонында болу керек (20 – 15000 гц), кварцті резонатордан істейтін микроконтороллер жиілігі 12 МГц.

Осы тапсырманы орындау барысында студент микроконтроллер сипаттамалары бойынша нақты уақыттық мәндерді есептеуді үйрену керек. Таймер жұмысын сипаттасақ, ол – тактілік генератор импульстерінің жиналуы. Бұл жиналу таймер TMR1 (TMR1H және TMR1L) екі 8 разрядты регистрі толғанша дейін болады. Толу регистрге 216 импульс (65526) келгенде болады. Импульстердің келу жиілігі тактілік генератор жиілігімен (12 Мгц) және жиілік бөлгіш мәнімен (1:8). Уақыт жиналуы тактілік генератордың 4 тактінен тұратын машиналық циклдан пайда болады. Импульстердің түсу периоды Т= [1/(12*10-6)]*8*4 = 2,67 мкс. Онда толып кету флагының қондырылуының максималды уақыты tmax=2,67x65536x10-6 =0,17 c. Нақты уақыт құрамдас циклдардан немесе таймер сұраныс циклдарының қайталануынан құрылады.

5. PIC16F877 микроконтроллер ССР1 модулі RC2 кіріс сигналынан салыстыру және үзу режімдерінің орындалуын зерттеңіз (Үй жұмысы).

6. RC2 кіріс сигналынан жарық диодтарының өшу және жану уақыттық интервалдарын өзгерту бағдарламасын жазыңыз (Бағдарлама 11.4), әрбір жаңа сигнал кезінде уақыттық интервалдар өзгеруін қадағалаңыз.

Бағдарлама 11.4

;регистрлер сипаттамасы

include<p16F877.inc>

;Басы

ORG 0 ;бағдарлама орындалуы 0-нші адрестен басталады.

GOTO START

ORG 0х04

GOTO CCPInt

START

BCF STATUS, RP0 ; Bank 0

CLRF TMR1H ;

CLRF TMR1L ;

MCLR_RESET ; A Master Clear Reset

CLRF STATUS ; Do initialization (Bank 0)

CLRF INTCON

CLRF PIR1

BSF STATUS,RP0 ; Bank 1

CLRF PIE1 ; Disable all peripheral interrupts

MOVLW 0xFF ;

MOVWF ADCON1 ; Port A is Digital

BCF STATUS, RP0 ; Bank 0

CLRF PORTA ; ALL PORT output should output Low.

CLRF PORTB

CLRF PORTC

CLRF PORTD

CLRF PORTE

BSF STATUS, RP0 ; Select Bank 1

BCF PIE1, TMR1IE ; Disable TMR1 Interrupt

BCF STATUS, RP0 ; Select Bank 0

BCF T1CON, TMR1ON ;Timer 1 is NOT incrementing

BSF STATUS, RP0 ; Select Bank 1

CLRF TRISC ; RC Port are outputs

CLRF TRISD

BSF TRISC,2 ; RC2 is input

BSF PIE1, CCP1IE ; Enable CCP1 Interrupt

BCF STATUS, RP0 ; Select Bank 0

MOVLW 0x04 ; CCP1 = interrupt H level on RC2

MOVWF CCP1CON ;

;Initialize the Special Function Registers (SFR)

CLRF PIR1 ;

CLRF T1CON ; Timer mode

BSF INTCON, PEIE ; Enable Peripheral Interrupts

BSF INTCON, GIE ; Enable all Interrupts

BSF T1CON, TMR1ON ; Turn ON timer1

CLRF STATUS

BSF STATUS,RP0

MOVLW B'00000000'

MOVWF TRISC ;порт С шығыс

CLRFSTATUS

CLRF T1CON ;TMR1 тоқтату, ішкі генератордан тактілеу

;жиілік бөлгіші =1:1

CLRF TMR1H ; TMR1 жоғарғы регистрін тазалау

CLRF TMR1L ; TMR1 төменгі регистрін тазалау

CLRF INTCON ; үзіліс беруге тыйым салу

BSF STATUS,RP0 ; банк 1 таңдау

CLRF PIE1 ; Перифериялық үзіліске тыйым салу

BCF STATUS,RP0 ; банк 0 таңдау

CLRF PIR1 ; үзіліс флагтарын тазалау

MOVLW 0X30 ; Ішкі генератордан тактілеу

MOVWF T1CON ; жиілік бөлгіші =1:8

BSF T1CON,TMR1ON ;Таймерді қосу

MOVLW H’01’

MOVWF VREMA1

MOVWF VREMA2

WAITS

BSF T1CON,TMR1ON ;Таймерді қосу

T1_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF ; TMR1IF битін,

GOTO T1_OFF ; таймердің 16 разряды толғанша сұрау

MOVLW H'FF'

MOVWF PORTC ; жарық диодтарын жандыру

BCF PIR1,TMR1IF ;таймердің толып кету флагын тазалау

DECFSZ VREMA1,1

GOTO WAITS

T2_OFF1

BSF T1CON,TMR1ON ; таймердің жаңа қосылуы

T2_OFF

BTFSS PIR1,TMR1IF

GOTO T2_OFF

CLRF PORTC ; жарық диодтарын өшіру

BCF PIR1,TMR1IF

DECFSZ VREMA2,1

GOTO T2_OFF1

GOTO START

CCPInt

BCF STATUS, RP0 ; Bank 0

BTFSC PIR1,CCP1IF

GOTO Intr_process

GOTO rrret

Intr_process

BCF PIR1, CCP1IF

MOVF TMR1L,0

MOVWF VREMA1

MOVWF VREMA2

rrret

GOTO WAITS

END

7. Есеп беру файлын толтырыңыз. Есеп беру кезінде басты регистрлер жағдайын қадам бойынша көрсетіңіз.

Тексеру сұрақтары

1 Үзілістерді ұйымдастыру кезінде БТК-да үзілістер режімінің мақсаты неде?

2 Үзіліс векторы деген не және 11.4 бағдарламада ол қалай қолданылады?

3 PIC* микроконтроллерінде уақыттық кесінділерді ұйымдастыру регистрлерін атап кетіңіз.

4 Уақыт бойынша үзіліс флагы қалай қолданылады?

5 Үзілістерді ұйымдастыру регистрлерін атап кетіңіз.

6 PIC* және Simatic микроконтроллерлерінде үзілістердің қандай түрлері болу мүмкін?

7 Уақыттық үзіліс қалай ұйымдастырылады?

8 Кездейсоқ сандар генераторының функциясы 11.4 бағдарламада қалай жүзеге асырылған?

9 Таймер және бос циклдар арқылы ұйымдастырылған уақыттық үзілістердің мәнін қалай өзгертуге болады?

10 VREMA1 және VREMA2 регистрлерінің міндеті неде?

Нұсқау 1 (зертханалық жұмыс 8)

Келесі формулалар инженерлік есептерді шығарудың бір жолын көрсетеді:

үшін

Нұсқау 2 (зертханалық жұмыс 9)

ОВ1 ұйымдастыру блогының бағдарламасы:

Network1/*Шығын бойынша сигналды оқу және нормалау

CALL FC 1

an :=PIW274

h :=1.000000e+001

LAN :=0.000000e+000

pol :=I0.0

out1:="UQ"

CALL FC 2

xfmax :=3.000000e+001

xfmin :=0.000000e+000

xizmin:=0.000000e+000

xizmax:=1.000000e+001

xiz :="UQ"

xf :="Q"

CALL FC 3

XF1 :="UQ"

H_ON_1:=1.000000e+001

L_ON_1:=0.000000e+000

POL_ON:=I0.0

VIHOD :=PQW290

Network2/*интегралдау тұрақтысы мәнінің сигналын оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :="TI"

RET_VAL:=MW100

A BR

)

JNB _001

L MW 100

ITD

T MD 84

_001: NOP 0

Network3/* дифференциалдау тұрақтысы мәнінің сигналын оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :="TD"

RET_VAL:=MW102

A BR

)

JNB _002

L MW 102

ITD

T MD 88

_002: NOP 0

Network4/*механизм тұрақтысы мәнінің сигналын оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :="TM"

RET_VAL:=MW104

A BR

)

JNB _003

L MW 104

ITD

T MD 92

_003: NOP 0

Network5/*шығын реттеуіші

CALL "CONT_C" , DB1

COM_RST :=I0.1

MAN_ON :="avt-man"

PVPER_ON:=

P_SEL :="VIB_P"

I_SEL :="VIB_I"

INT_HOLD:=

I_ITL_ON:=

D_SEL :="VIB_D"

CYCLE :=T#105MS

SP_INT :="ZADANIE"

PV_IN :="Q"

PV_PER :=

MAN :=

GAIN :="KP"

TI :=MD84

TD :=MD88

TM_LAG :=MD92

DEADB_W :=0.000000e+000

LMN_HLM :=3.000000e+001

LMN_LLM :=0.000000e+000

PV_FAC :=1.000000e+000

PV_OFF :=0.000000e+000

LMN_FAC :=

LMN_OFF :=

I_ITLVAL:=

DISV :=0.000000e+000

LMN :="VIH"

LMN_PER :=

QLMN_HLM:="VER_PRED"

QLMN_LLM:="NIG_PRED"

LMN_P :="P_SOST"

LMN_I :="I_SOST"

LMN_D :="D_SOST"

PV :=MD76

ER :="ER"

FС1функционалды блок бағдарламасы:

Interface

LAN

pol

Out

out1

Network1/* SCALE функциясын шақыру

CALL “SCALE”

IN : = #an

HI_LIM : = #h

LOW_LIM : = #LAN

BIPOLAR := #pol

RET_VAL := LW12

OUT := #out1

FС2 функция бағдарламасы:

Interface

xfmax

xfmin

xizmax

xizmin

xiz

Out

Network1/*шығынды нормалау

L #xfmax

L #xfmin

-R

T MD 230

L #xizmax

L #xizmin

-R

T MD 240

L MD 230

L MD 240

T MD 250

L #xiz

L #xizmin

-R

T MD 234

L MD 250

L MD 234

L #xfmin

T #xf

FC3 функция бағдарламасы:

Interface

XF1

H_ON_1

L_ON_1

POL_ON

Out

VIHOD

Network1/*UNSCALE функциясын шақыру

CALL “UNSCALE”

IN : = #XF1

HI_LIM : = #H_ON_1

LOW_LIM : = #L_ON_1

BIPOLAR := #POL_ON

RET_VAL := LW16

OUT := #VIHOD

Символдар кестесі

Символ	Адрес	Тип	Түсінік
avt-man	M 11.0	BOOL	Режімді таңдау: авт(1), қолдық(0)
VIB_P	M 11.1	BOOL	П-құрамдасты таңдау
VIB_I	M 11.2	BOOL	И-құрамдасты таңдау
VIB_D	M 11.3	BOOL	Д-құрамдасты таңдау
VER_PRED	M 11.4	BOOL	Жоғарғы шек
NIG_PRED	M 11.5	BOOL	Астыңғы шек
UQ	MD 28	REAL	Q датчигінен кернеу
Q	MD 32	REAL	Л/сағ-тағы шығын мәні
ZADANIE	MD 36	REAL	Реттеуішке тапсырма
KP	MD 44	REAL	Дифференциалдау тұрақтысы
TI	MD 48	TIME	Интегралдау уақытының тұрақтысы
TD	MD 52	TIME	Дифференциалдау уақытының тұрақтысы
TM	MD 56	TIME	Орындаушы механизмнің уақыт тұрақтысы

Символдар кестесінің аяқталуы

1	2	3	4
VIH	MD 60	REAL	Реттеуіш шығысы
P_SOST	MD 64	REAL	Реттеуіш шығысы - П құрамдасы
I_SOST	MD 68	REAL	Реттеуіш шығысы – И құрамдасы
D_SOST	MD 72	REAL	Реттеуіш шығысы - Д құрамдасы
ER	MD 80	REAL	Ауытқу сигналы

Нұсқау 3 (зертханалық жұмыс 9)

П 2.1 Screens объектілері–операторлық панель терезелері

П 2.2 Tags объектілері– Step7 бағдарламасымен байланыс айнымалылары

П 2.3 Мәліметтерді кейінгі өңдеу объектісі ARCHIV

П 2. 4 Trends объектілері – графикке шығару айнымалылары

П 2.5 Screen PIC_1 объектісі диспетчердің басты терезесінің көрінісі

П 2.6 PIC_3 объектісі реттеуішке мән беру және зерттеу терезесі

П 2.7 PIC_2 объектісі өлшеу құралдарын көрсету терезесі

Нұсқау 4 (Зертханалық жұмыс №10)

Бағдарлама ОВ1:

Network 1/*Интегралдау уақыт тұрақтысын операторлық панельден оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :=MD100

RET_VAL:=MW120

A BR

)

JNB _003

L MW 120

ITD

T "Ti"

_003: NOP 0

Network 2/*Импульс уақытының мәнін операторлық панельден оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :=MD104

RET_VAL:=MW124

A BR

)

JNB _007

L MW 124

ITD

T "vrema_impulsa"

_007: NOP 0

Network 3/*Импульс үзіліс уақытының мәнін операторлық панельден оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :=MD108

RET_VAL:=MW128

A BR

)

JNB _00a

L MW 128

ITD

T "vrema_pausi"

_00a: NOP 0

Network 4/* ОМ уақыт тұрақтысын операторлық панельден оқу

CALL "TIM_S5TI"

IN :=MD112

RET_VAL:=MW132

A BR

)

JNB _00d

L MW 132

ITD

T "Tm"

_00d: NOP 0

Network 5/*Автоматты режім «1», қолдық «0» қондыру

AN "man/avt"

= M 0.5

Network 6 /* Импульсті реттеуішті шақыру

CALL "CONT_S" , DB1

COM_RST := " perezapusk "

LMNR_HS :=

LMNR_LS :=

LMNS_ON :=M0.5

LMNUP := "man_bolse"

LMNDN := "man_mense"

PVPER_ON:=

CYCLE :=T#105MS

SP_INT :="zadanie"

PV_IN :="OC"

PV_PER :=

GAIN :="Kp"

TI :="Ti"

DEADB_W :=0.000000e+000

PV_FAC :=1.000000e+000

PV_OFF :=0.000000e+000

PULSE_TM:="vrema_impulsa"

BREAK_TM:="vrema_pausi"

MTR_TM :="Tm"

DISV :=0.0

QLMNUP :=Q4.0

QLMNDN :=Q4.1

PV :=

ER :=MD72

Network 8\

A Q 4.0

JC m1

AN Q 4.0

AN Q 4.1

JCN end

L 0

T MW 140

JU end

m1: L 1

T MW 140

end: NOP 0

Network 9\

A Q 4.1

JC m2

JU end2

m2: L -1

T MW 140

end2: NOP 0

Символдар кестесі

Символ	Адрес	Тип
Kp	MD 68	REAL
man/avt	M 0.1	BOOL
man_bolse	M 0.2	BOOL
man_mense	M 0.3	BOOL
OC	MD 60	REAL
perezapusk	I 0.0	BOOL
reg	MW140	INT
Ti	MD 4	TIME
TIM_S5TI	FC 40	FC 40
Tm	MD 16	TIME
vrema_impulsa	MD 8	TIME
vrema_pausi	MD 24	TIME
zadanie	MD 64	REAL

ұсқау 4 (Зертханалық жұмыс 10)

П4.1 Screens объектілері– диспетчерлік пункт терезесі

П 4.2 Tags объектілері – Step7 бағдарламасымен байланыс айнымалылары

П 4.3 Trends объектілері графикке шығару айнымалылары

П 4.4 Screens объектісі «Настройка» - оператор терезесінің сыртқы көрінісі

П 4.5 Screens объектісі «График» - оператор терезесінің сыртқы көрінісі

Әдебиттер тізімі

1. С.Г. Хан. Метрология, стандартизация и сертификация. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения, специальности 050702 – Автоматизация и управление.- Алматы: АИЭС, 2007.-30 с.

2. Э.Парр. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. – 516 с. ил.