Диссертация (1152216), страница 19
Текст из файла (страница 19)
Такие переходы нужны для того, чтобы избежатьпересекающихся и идущих вверх соединений.Описание подпрограмм, входящих в схему языка SFC на рисунке 4.6,реализованных в виде действий на языке CFC, сведено в таблицу 4.10.Таблица 4.10 – Подпрограммы из схемы на языке SFCНазваниеInitОписаниеПодпрограмма измерения и передачи данных да дисплейProgram1 Подпрограмма передачи данных о ходе выполнения стадийосновного режима работы на дисплей (панель оператора)Program2 Подпрограмма выполнения опрессовки (проверки автоклава нагерметичность) перед основным режимомProgram3 Подпрограмма подготовительного режима работыProgram4 Подпрограмма основного режима работыProgram5 Подпрограмма проверки аварийных ситуацийProgram6 Подпрограмма коммутации сигналов управленияСписокпеременных,входящихпредставлены виде таблица 4.11.впрограммы,иихописание132Таблица 4.11 – Объявление переменных в программеПеременная Тип данныхClockDWORDTREALОписаниеТекущее время, сИзмеренная с датчика температура воды вавтоклаве , oCPREALИзмеренное давление в автоклаве, кПаTz1REALЗаданная температура по времени, oCPz1REALЗаданное давление по времени, кПаSB1BOOLВключение основного режимаSB2BOOLВключение подготовительного режимаS1BOOLВключение набора воды до нижнего уровняS2BOOLВключение подогрева водыS3BOOLВключение набора воды до верхнего уровняALMBOOLСброс аварийных сигналовOpressovkaBOOLСигнал на проведение опрессовкиkDWORDStep1REALStep2DWORDStep3REALStep4DWORDStep5REALStep6DWORDStep7REALДавление при стерилизации, кПаStep9REALНачальное давление, кПаStep11REALКонечное давление, кПаTvodREALЗадание температуры подогретой воды, oCL1DWORDL2BOOLВремя опрессовки, сТемпература стерилизации, oCВрем нагревания, cНачальная температура, oCВрем стерилизации, сКонечна температура, oCВрем охлаждения, сВремя набора воды до нижнего уровня, сСигнал с датчика-реле верхнего уровня воды133Продолжение таблицы 4.11Переменная Тип данныхОписаниеSt1BOOLИдѐт режим стерилизацииSt2BOOLИдѐт режим охлажденияSt3BOOLЦикл процесса стерилизации законченAlarm1BOOLОпрессовка выполненаAlarm1_1BOOLОпрессовка не выполненаAlarm2BOOLСигнал аварии при обрыве датчика давленияAlarm3BOOLСигнал аварии при обрыве датчика температурыAlarm4BOOLСигнал аварии при отклонении давленияAlarm5BOOLСигнал аварии при отклонении температурыAlarm6BOOLСигнал аварии при недопустимом отклонениидавленияAlarm7BOOLСигнал аварии при недопустимом отклонениитемпературыAlarm0BOOLСигнал предупреждения при аварииAlarmBOOLСигналблокировкивыходныхканаловуправления при аварииY1REALСигнал управления с регулятора Yпар, %Y1_1REALСигналуправленияподачейпаравподготовительном режиме, %Y2REALСигнал управления с регулятора Yхв, %Y2_1BOOLСигнал включения набора воды в автоклав донижнего уровняY2_2BOOLСигнал включения набора воды в автоклав доверхнего уровняY3REALСигнал управления с регулятора Yвоз, %Y4REALСигнал управления с регулятора Yсл, %134Подпрограмма основного режима работы (Program4) активизируетсяпосле выбора на пульте оператора соответствующего режима работы системы(SB1:=TRUE) и предварительного проведения опрессовки закрытого автоклава(Program2).Подпрограмма основногорежима работыпрограммно-аппаратногокомплекса (рисунок 4.7), как и все остальные подпрограммы, реализована наязыке непрерывных функциональных схем CFC.
Подпрограмма основногорежима полностью повторяет модель системы автоматического управлениятехнологическим процессомстерилизацииконсервов впромышленномавтоклаве в виде подсистем Simulink (рисунок 3.13).Рисунок 4.7 – Реализация подпрограммы основного режима работы (Program4)на языке CFC в виде макросовМакросы программы CoDeSys (Subsystem2, Subsystem3, Subsystem4,Subsystem5,Subsystem6,Subsystem7)функциональносоответствуютподсистемам Simulink с аналогичными названиями. Поэтому в данном разделе135для примера приводится только реализация программного задающегоустройства контура регулирования температуры Subsystem2 (рисунок 4.8) ирегулятор подачи пара Subsystem4 (рисунок 4.9).
Остальные макросы CoDeSysна рисунке 4.7 реализуются аналогично подсистемам Simulink, приведѐнным вглаве 3.Рисунок 4.8 – Реализация макроса программного задающего устройства(Subsystem2) на языке CFCРисунок 4.9 – Реализация макроса регулятора подачи пара (Subsystem4) наязыке CFC136Основное преимущество реализации программы управления в CFCредакторе заключается в том, что в схемы можно непосредственно добавлятьканалы обратной связи, как и в программах, разработанных в приложенииSimulink. К элементам языка CFC относятся блоки, входы, выходы, возвраты,произвольные переходы, метки и комментарии. Основные функциональныеблоки из библиотеки CoDeSys [69], используемые для реализации подпрограммприведены в таблице 4.12.Таблица 4.12 – Функциональные блоки и функции CoDeSysОбозначение элементаTPTONRSINTEGRALОписание блокаТаймерТаймер с задержкой включенияПереключатель с доминантой выключенияБлок выполнения численного интегрированияSELБинарный выборMINФункцияминимума,котораявозвращаетнаименьшее из двух значенийABSФункция максимума, которая возвращаетнаибольшее из двух значенийВозвращает абсолютное значение числа.ANDПобитное ИMAXORDWORD_TO_TIMEПобитное ИЛИПреобразование типаданных DWORD в типаданных TIMEАвтором предлагается параллельно перед активацией основного режимавыполнить проверку автоклава на герметичность.
Таким образом, согласноалгоритму работы программно-аппаратного комплекса (рисунок 4.5), передактивацией блока основного режима работы (Program4) требуется выполнение137подпрограммы опрессовки (Program2). Сигналом успешного выполненияопрессовки служит сигнал Alarm1, который должен принять значение TRUE.Эта операция позволит проверить автоклав на герметичность и тем самымпозволит предотвратить возникновение аварийных ситуаций, связанных спотерей давления во время работы (если какой либо регулирующий или ручнойклапан не герметично закрыт) и уровня воды в автоклаве (если плохо закрытклапан нижнего слива).
Подпрограмма опрессовки (Program2) приведена нарисунке 4.10.Рисунок 4.10 – Подпрограмма выполнения опрессовки (Program2) на языке CFCПодпрограмма передачи данных о ходе выполнения стадий основногорежима работы на дисплей (Program1) в работе не приводится, так как являетсятиповой подпрограммой и в большей степени зависит от выбранной моделипанели оператора. К динамически передаваемым данным можно в первуюочередь отнести информацию о текущей выполняемой стадии процесса ивремени до окончания выполнения данной стадии. Здесь же можноорганизовать передачу на дисплей сообщений об аварийных ситуациях в ходевыполнения основного режима работы системы.Кроме подпрограммы опрессовки, автором предлагается автоматизацияручных подготовительных операций (набор и подогрев воды) в начале цикластерилизации в виде реализации подпрограммы подготовительного режима138работы (Program3). Программа активируется кнопкой на панели оператора(SB2:=TRUE).
Подпрограмма подготовительного режима (Program3) приведенана рисунке 4.11.Рисунок 4.11 – Подпрограмма подготовительного режима (Program3) на языкеCFCМакрос Regulytor в подпрограмме (рисунок 4.11) представляет собой ПИрегулятор температуры, аналогичный реализованному в блоке Subsystem4(рисунок 4.7).Контроль и задание параметров в подготовительном режиме, как и восновном режиме, производится с дисплея панели оператора.В ходе практических испытаний системы автором выделены основныеаварийные ситуации, которые должны быть исключены в цикле стерилизациидля безопасной работы системы [16]. Подпрограмма проверки аварийныхситуаций (Program5) приведена на рисунке 4.12. При возникновении обрыва вцепи датчиков система блокирует работу выходных устройств программноаппаратного комплекса. Процесс может быть продолжен только в ручном139режиме по показаниям приборов измерения, установленных по месту (ртутномутермометру и стрелочному манометру).Рисунок 4.12 – Подпрограмма проверки аварийных ситуаций (Program5) наязыке CFCПри незначительном отклонении температуры и давления от заданныхзначений (1%) система выдаѐт сообщение на дисплей панели оператора, приэтом не блокируется работа исполнительных механизмов.
Оператор при этомдолжен предпринять действия по устранению аварийной ситуации. Еслиотклонение параметра достигнет недопустимого значения свыше 5%, тосистема блокирует работу исполнительных механизмов и процесс может бытьпродолжен только в ручном режиме. Такое отклонение означает, что попричинеавариивисполнительныхмеханизмахсистеманесмоглаавтоматически устранить отклонение. На устранение аварии (за исключениемобрыва датчика) выделяется 1 минута (согласно требованиям к системе), послечего система переводит работу клапанов в ручной режим.140Подпрограмма коммутации сигналов управления (Program6) являетсяпоследней в цикле работы контроллера. Подпрограмма выполняет коммутациюна управляющие выхода контроллера сигналов управления в зависимости оттого какая подпрограмма активирована в настоящее время.
Подпрограммакоммутации сигналов управления (Program6) приведена на рисунке 4.13.Рисунок 4.13 – Подпрограмма коммутации сигналов управления (Program6) наязыке CFCПодпрограмма проверки аварийных ситуаций имеет приоритет вподпрограмме коммутации сигналов и всегда может заблокировать сигналыуправления, подав на выходы контроллера нулевой сигнал управления.141Подпрограмма Init для измерения и передачи данных да дисплейнепредставлена, так как является типовой подпрограммой и в большей степенизависит от выбранной модели панели оператора.Согласно схеме аппаратной реализации системы управления (рисунок4.4), в качестве устройства создания человеко-машинного интерфейса выбранацифровая панель оператора ОВЕН ИП320.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
