ИCCЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СУШИЛЬНОЙ КАМЕРЫ

Цель работы

Целью работы является:

-изучение методов программирования и системы команд настройки прибора МПР-51Щ4;

-составление алгоритма и программы регулирования температурно-влажностных режимов технологического процесса и программирование прибора МПР-51Щ4;

-исследование процесса регулирования температуры и влажности в сушильной камере.

Теоретическая часть

Общие сведения

Программы управления (программы технолога) создаются пользователем в соответствии с технологическим процессом, каждой стадии технологического процесса соответствуют отдельные участки программы технолога - шаги.

Параметры программы технолога можно разделить на две группы - параметры собственно программы и параметры шага.

2.1.1 Параметры программ

Параметры программ включают параметры, относящиеся непосредственно к программе ( 01 и 02), и параметры компараторов – 01...10 (см. прил. А).

С помощью параметра 01 задаётся число шагов программы (рисунок 23).

С помощью параметра 02 возможно создание циклов (рисунки 24, 25, 26). Циклы могут состоять из нескольких шагов, например, при организации суточного цикла работы теплиц (см. рисунок 25), или из одного шага, например, при регулировании температуры в помещениях для хранения продукции, где поддерживаются постоянные климатические условия неопределённо долгое время (см. рисунок 26).

Рисунок 23. Пример выполнения нециклической программы: Н01=004, Н02=000

Рисунок 24. Программа с циклом: Н01=004, Н02=003; последовательность

шагов: 1, 2, 3, 4, 3, 4, 3,..

Рисунок 25. Циклическая программа: Н01=004, Н02=001; последовательность шагов: 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, 1, 2,...

Рисунок 26. Циклическая программа из одного шага: Н01=001, Н02=001

2.1.2 Параметры шагов

Каждый шаг программы описывается тремя группами параметров.

Первая группа параметров n01...n08(см. прил. A) задаёт режимы работы транзисторных ключей (см. п. 3.2.4).

Вторая группа параметров 01...05задаёт условия перехода от одного шага к другому.

Третья группа параметров 01...05 (.01....05) задаёт уставки для 1-го (2-го) регуляторов.

2.1.3 Условие перехода к следующему шагу (условие окончания шага)

Шаг программы управления (программы технолога) может быть задан:

-по длительности (по времени), при этом параметр 01 = 001;

-по достижении установленного значения управляемой величины, при этом параметр 01=000;

-по выполнении первых двух условий; шаг окончится по событию, произошедшему последним: если истекло установленное время шага, то по достижении управляемой величиной установленного значения, и наоборот; параметр 01 = 002;

-по выполнении первых двух условий; шаг окончится по событию, произошедшему первым: по истечении времени шага, если не достигнуто установленное значение управляемой величины, и наоборот, при этом параметр 01=003.

Условия перехода к следующему шагу в зависимости от значения температур Т_сух, Т_влаж, Т_прод, ∆ Т и влажности Ψ по отношению к ихуставкам задаются параметром 02.

Уставка температуры (или влажности), по достижении которой произойдет переход к следующему шагу, задается параметром 03.

Время длительности шага задается параметрами 04 и 05. Максимально возможная уставка для часов -63 часа, а для минут -59 минут.

2.1.4 Параметры 1 -го (2-го) регуляторов на данном шаге

Входная величина регулятора задается параметрами 01 (для 1 -го регулятора) и .01 (для 2-го регулятора).

Уставка входной величины 1-го (2-го) регуляторов задается параметрами 02(.02) - целая часть, 03(.03) -дробная часть.

Скорость выхода управляемой величины на уставку задается параметрами 04 (.04) - значение скорости выхода на уставку; 05(.05) - знак скорости (положительный - рост входной величины, отрицательный - снижение входной величины).

2.1.5 Пример программы регулирования температуры

Для наглядности программу управления можно представить в графическом виде (рисунок 27).

Рис. 27. Пример графика программы

На графике отображаются уставки для каждого шага и скорости выхода на них. На 1-м шаге скорость выхода на уставку задана и имеет положительный знак; на втором шаге - задана и имеет отрицательный знак; на третьем и четвёртом шагах скорость не задана (равна нулю), т.е. на этих шагах температура выходит на свои уставки с максимально возможной скоростью, которая определяется свойствами объекта управления (размерами нагреваемой камеры, материалом ее стен и т.д.) и свойствами исполнительного устройства (конструкцией нагревателя, его мощностью и т.д.).

2.1.6 Разбиение памяти на программы и шаги

Программы управления можно создавать с разным числом шагов. Поскольку объем памяти ограничен, предусмотрен жесткий порядок разбиения памяти, отведенной для программ технолога: чем больше число шагов в программе, тем меньше число возможных программ, и наоборот. Поэтому максимальное число шагов следует определять заранее, на этапе подготовки прибора к работе.

Требуемый по условиям технологического процесса тип разбиения памяти задается программируемым параметром 10 (см. прил. А).

Задавая число шагов в программе с помощью программируемого параметра 01(см. прил. А), следует иметь в виду, что их число будет ограничено значением параметра 10.

2.1.7 Сохранение параметров программы управления при внезапном пропадании питания

В приборе предусмотрено сохранение значений текущих параметров в случае сбоев в работе питающей сети напряжением 220 В. Поведение прибора после появления пропавшего напряжения регулируется параметром 07 (см. прил. А):

- продолжение выполнения программы с момента пропадания питания (07= 001);

- аварийный останов со срабатыванием реле 5 «АВАРИЯ» ( 07= 002);

- неаварийный останов - переход в режим ОСТАНОВ (07= 003).

Пользователь может задавать ширину зоны значений регулируемой величины таким образом, что если после восстановления питания 220 В значение регулируемой величины окажется внутри этой зоны, прибор продолжит выполнение программы, если регулируемая величина выйдет за пределы зоны, то прибор перейдет в режим ОСТАНОВ. Границы этой зоны задаются в параметре о08. Размерность зоны - % от значения температуры, которую имел объект управления в момент отключения питания 220 В.

Программа управления отслеживает изменение температуры после перерыва в питании на всех трех температурных входах. И если хотя бы на одном входе произошло изменение регулируемой величины, выходящее за пределы, заданные параметром 08, то поведение прибора будет зависеть от значения параметра 07: 004 или 005 (см. прил. А). Поэтому следует обратить внимание на то, чтобы после перерыва в питании изменение регулируемой величины на входах, по которым не происходит регулирование температуры объекта, не было больше, чем изменение на входе, по которому происходит регулирование.

2.1.8 Устройство связи с компьютером

Последовательность выполнения программы управления может быть зарегистрирована на IBM PC при использовании устройства адаптера сети ОВЕН АС2. Существуют две программы регистрации, работающие под управлением Windows 95/98.

Программа регистрации «Reporter 1.6» работает только с приборами МПР51. На одном компьютере можно запустить несколько (по количеству свободных последовательных портов) экземпляров программы, но не более четырех. Один запущенный экземпляр программы работает с одним последовательным портом компьютера, к которому подключен адаптер интерфейса ОВЕН АС2. Один запущенный экземпляр программы может обеспечить регистрацию данных от восьми приборов МПР51-Щ4. Все запущенные экземпляры программы должны работать с разными последовательными портами компьютера. Формат записываемых данных позволяет легко использовать полученные файлы регистрации для статистической обработки или представления полученных данных в виде графиков посредством других программ, например, Microsoft Excel.

Программа отображения хода технологического процесса «OWEN Process Manager» может работать со многими приборами ОВЕН и имеет следующие возможности:

-принимать информацию от приборов через заданные интервалы времени;

-архивировать данные через заданные промежутки времени;

-отображать текущие показания приборов в цифровом и графическом виде;

-реагировать на выход измеряемых значений за установленные пользователем границы;

-позволяет просматривать архив измерений за любой промежуток времени в табличном и графическом виде.

Для последующей обработки данных, внесенных в архив, необходимо представить их в форматах Access, FoxPro, DBase, Excel.

При работе с программой «OWEN Process Manager» к каждому последовательному порту компьютера подключается также один адаптер ОВЕН АС2, к которому, в свою очередь, можно подключить до восьми приборов МПР51-Щ4. Максимальное количество устройств АС2, подключаемых к компьютеру, ограничивается только количеством его последовательных портов.

2.1.9 Индикация и управление

На лицевой панели прибора (рисунок 28) расположены цифровые и точечные светодиодные индикаторы, служащие для отображения текущей информации о параметрах и режимах работы прибора МПР51-Щ4. Здесь же расположены четыре кнопки, предназначенные для управления прибором в различных режимах.

2.1.10 Цифровые индикаторы имеют следующее назначение.

Цифровой индикатор «ЧАСЫ: МИНУТЫ» в режимах ОСТАНОВ и РАБОТА указывает время от начала работы программы; в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ- имя задаваемого (просматриваемого) параметра.

Цифровой индикатор «ПАРАМЕТР» отображает значения температуры, полученные по трем каналам измерения (Т_сух, Т_влаж, Т_прод) и положение задвижек, определенное по двум каналам (КЗР1 и КЗР2). В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на этот индикатор выводится значение задаваемого (просматриваемого) параметра. Индикация измеряемых величин производится автоматически или вручную, в зависимости от значения программируемого параметра 11(см. прил. А).

Цифровой индикатор «ШАГ» в режимах ОСТАНОВ и РАБОТА указывает номер шага. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на уровне L1 при задании или просмотре параметров компараторов на цифровом индикаторе «ШАГ» указывается номер компаратора. По окончании работы программы индицируется слово «Ed» (сокр. англ. «End» - конец).

Цифровой индикатор «ВЛАЖНОСТЬ, %» показывает влажность или номер программы в зависимости от значения параметра 02(см. прил. А), управляющего выводом на этот индикатор. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ на уровнях L2, L3, L4 на этом индикаторе высвечивается номер уровня.

Точечные светодиодные индикаторы располагаются в правой верхней части передней панели.

Светодиод «АВАРИЯ» загорается при выходе значения входного параметра за пределы допустимых значений, а также после окончания работы программы.

Светодиод «СТОП» загорается, когда прибор находится в режиме ОСТАНОВ.

Пять зеленых светодиодов указывают канал измерения, показания которого выведены на цифровой индикатор «ПАРАМЕТР».

Кнопки управления размещаются в правой нижней части передней
панели.

Кнопка (вверх) в режиме ОСТАНОВ и РАБОТА предназначена для перехода между входными величинами, отображаемыми на индикаторе «ПАРАМЕТР». В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ служит для перехода между параметрами при их просмотре и увеличении значения программируемого параметра.

Кнопка предназначена для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ, перехода на различные уровни основного меню, а также для занесения в память выбранного значения программируемого параметра.

Кнопка в режиме ОСТАНОВ служит для перехода в начало первого шага программы и сброса сигнала АВАРИЯ. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ - для уменьшения значения программируемого параметра.

Кнопка переводит прибор из режима ОСТАНОВ в режим РАБОТА и обратно. В режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ с помощью этой кнопки осуществляется выход из текущего уровня в основное меню без записи нового значения программируемого параметра, а из основного меню осуществляется выход из режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ).

Рисунок 28. Лицевая панель прибора

Программирование прибора

2.2.1 Режимы работы прибора

Прибор МПР51-Щ4 может функционировать в следующих режимах:

-ОСТАНОВ;

- РАБОТА;

- ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

Прибор может находиться либо в режиме РАБОТА, либо в режиме
ОСТАНОВ. Работа в режиме ПРОГРАММИРОВАНИЕ происходит на фоне режимов ОСТАНОВ или РАБОТА.

Схема, поясняющая соотношение режимов и порядок перехода из режима в режим при нажатии соответствующих кнопок, представлена на рисунке 29.

Рисунок 29. Режимы работы прибора

Режим ОСТАНОВ - это исходный режим, в который прибор автоматически переходит при включении питания. В этом режиме прибор функционирует как измеритель и индикатор, регулирование не происходит, компараторы не работают. Режим РАБОТА - это режим задатчика - регулятора, при котором прибор осуществляет регулирование по заданной пользователем программе управления; регуляторы и компараторы работают, происходит отсчет времени от начала выполнения программы.

2.2.2 Режим программирования

Режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ предназначен для установки значений параметров работы прибора, необходимых при эксплуатации, записи их в энергонезависимую память МПР51-Щ4, а также просмотра значений параметров.

В приборе предусмотрено программирование параметров на четырех уровнях:

-на уровне L1 задаются значения параметров программ управления;

-на уровне L2 задаются значения параметров, общих для всего прибора, и значения параметров регулирования;

-на уровне L3 задаются значения параметров автонастройки ПИД-регуляторов;

-на уровне L4 задаются значения параметров калибровки датчиков температуры и положения задвижки.

2.2.2.1 Основное меню режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ

Схема основного меню режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ, а также меню подрежима выбора программы для исполнения изображены на рисунке 30. По вертикали расположены изображения того, что индицируется на верхнем индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ». Линии со стрелками указывают направления перехода с одного уровня программирования на другой, изображения кнопок около линий показывают, с помощью какой кнопки можно перейти с уровня на уровень.

Для входа в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕнадо нажать кнопку (см. рисунок 30, слева вверху), при этом на верхнем индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» замигает сообщение «Pr0».

Для выбора уровня программирования необходимо после появления сообщения «Pr0» (см. рисунок 30) нажать кнопку (вверх), прибор перейдет на уровень L1; дальнейшее нажатие этой кнопки позволяет последовательно перейти на уровни программирования L2, L3, L4 и далее в «нижнее» состояние « » основного меню (означает окончание списка параметров, в данном случае - списка уровней программирования). При этом на индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» высвечивается наименование каждого уровня и состояния.

2.2.3 Программирование прибора

Нажатием кнопки (вниз) осуществляется обратный переход от уровня L4 к уровням L3, L2, L1, «Pr0» и далее в «верхнее» состояние « » основного меню (см. рисунок 30).

Для перехода в подрежим выбора программы (шага) для исполнениянеобходимо после появления сообщения «Pr0» (см. рисунок 30) нажать кнопку . Прибор перейдет в подрежим выбора программы (шага) для исполнения (см. рис. 30, справа вверху обведенную пунктиром часть схемы). При этом на индикаторе «ВЛАЖНОСТЬ, %» индицируется номер программы.

С помощью кнопок (вверх) или (вниз) устанавливается номер нужной программы, которая будет выполняться с первого шага.

Если программа должна выполняться не с первого шага, то, нажав кнопку (см. рисунок 30), устанавливают кнопками (вверх) и (вниз) номера шага, с которого начнется выполнение программы; при этом на индикаторе «ШАГ» высвечивается номер шага. Для выхода из подрежима выбора программы (шага) для исполнения надо нажать кнопку - происходит переход в «верхнее» состояние « », при этом на индикаторе «ВЛАЖНОСТЬ, %» высвечиваются прочерки, а на индикаторе «ЧАСЬШИНУТЫ» появляется надпись «out». Для последующего выхода из режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ надо еще раз нажать кнопку

Если вход в режим программирования осуществляется из режима РАБОТА, то после выхода из режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ сразу начнется выполнение установленной программы (шага).

Выход из основного меню режимаПРОГРАММИРОВАНИЕосуществляется путём нажатия кнопки . Прибор перейдет в тот же режим, из которого был произведен вход в режим ПРОГРАММИРОВАНИЕ.

2.2.4 Программирование на уровне L2

На рисунке 31 изображена схема, поясняющая программирование на уровне L2. По вертикали расположены изображения верхнего индикатора «ЧАСЫ: МИНУТЫ», на который выводятся имена программируемых параметров, общих для всего прибора, и параметров регулирования (см. прил. А).

Группы параметров обведены пунктиром; полностью изображены только первый и последний параметры группы; параметры, находящиеся между ними, условно обозначены в виде узкого прямоугольника.

Переход от параметра к параметру происходит путем нажатия кнопки (вверх), (вниз), направление перехода указано на рисунке стрелкой.

Справа по вертикали на рисунке 31 расположены изображения индикатора «ПАРАМЕТР», на который выводятся значения программируемых параметров. Здесь же изображен сдвоенный индикатор: на верхнем индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» высвечивается имя кода доступа в уровень программирования - « », на нижнем индикаторе «ПАРАМЕТР» - значение кода доступа - например, «000».

2.2.5 Вход в уровень L2

Для входа в уровень L2 необходимо, находясь в основном меню на мигающем «L2», нажать кнопку . На сдвоенном индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» будет гореть надпись « », на индикаторе «ПАРАМЕТР» будет мигать произвольное число (на рисунке 30число «000» изображено условно), на самом нижнем индикаторе отображается обозна-чение уровня L2.

В общем случае (когда параметр секретности «Scr» в уровне L2 равен 1 или 2) надо кнопками (вверх) и (вниз) установить код доступа в уровень L2: Cod = -13, и затем нажать кнопку .

Если параметр Scr = 3 (устанавливается таким при продаже прибора), то можно сразу нажимать кнопку . Происходит переход к первому, общему для всего прибора параметру 01 (см. середину рисунка 31), при этом имя параметра « 01» мигает на индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ», значение параметра отображается на индикаторе «ПАРАМЕТР».

Рис. 31. Схема, поясняющая программирование на уровне L2

Для изменения значения параметра следует нажать кнопку . Имя параметра на индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» перестанет мигать, начнет мигать значение параметра на индикаторе «ПАРАМЕТР». Кнопками (вверх) или " (вниз) надо установить требуемое значение параметра.

Для записи измененного значения надо нажать кнопку , новое значение запишется в память и произойдет переход к следующему параметру (на рисунке 31показано стрелками вниз).

Если набрано неверное значение, то вместо кнопки следует нажать кнопку ; записи в память нового значения и перехода к следующему параметру не произойдет.

Продолжение рис. 31

Для просмотра значений параметров надо использовать кнопку (вверх) - если надо перемещаться вниз по списку параметров и кнопку (вниз) - если надо перемещаться вверх по списку параметров (см. рисунок 31), при этом на мигающем индикаторе «ЧАСЫ: МИНУТЫ» отображается имя параметра, а на индикаторе «ПАРАМЕТР» - его значение. Таким образом, можно просмотреть значения всех параметров, не входя в режим изменения значения параметра.

Примечание.Кнопками (вверх) и (вниз) всегда (в любых режимах и подрежимах) изменяется содержание мигающегоиндикатора.

2.2.6 Выход из уровня L2

Для выхода из уровня программирования L2 необходимо нажать кнопку (см. рисунок 32), после чего прибор перейдет в состояние « » основного меню.Если еще раз нажать кнопку , то произойдет выход из режима ПРОГРАММИРОВАНИЕ и возврат в режим ОСТАНОВ или РАБОТА.

Рис. 32. Схема, поясняющая программирование на уровне L1

При движении по списку параметров с помощью кнопок (вверх) или (вниз), в конце списка прибор переходит в состояние « » уровня L2. Из этого состояния можно выйти в состояние « » основного меню, так же, как и из любого параметра уровня L2, путем нажатия кнопки .

⇐ Предыдущая 1 234 Следующая ⇒