Файл: Программнометодическое обеспечение лабораторного стенда Система автоматического регулирования температуры.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.11.2023
Просмотров: 163
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
5.3 Создание элементов мнемосхемы
Для визуализации тепловой камеры, необходимо перейти на мнемосхему и воспользоваться палитрой элементов. Выбрав в палитре
Графические примитивы, создаем камеру (рисунок А5.14). Для этого выбираем из Графических примитивов прямоугольник трехмерный и прорисовываем форму камеры.
Рисунок А5.14 – Создание камеры
Если вызвать ПК свойства прямоугольника, можно поменять цвет прямоугольника: цвет заливки, цвет штриховки и цвет границы (рисунок
А5.15).
Для визуализации тепловой камеры, необходимо перейти на мнемосхему и воспользоваться палитрой элементов. Выбрав в палитре
Графические примитивы, создаем камеру (рисунок А5.14). Для этого выбираем из Графических примитивов прямоугольник трехмерный и прорисовываем форму камеры.
Рисунок А5.14 – Создание камеры
Если вызвать ПК свойства прямоугольника, можно поменять цвет прямоугольника: цвет заливки, цвет штриховки и цвет границы (рисунок
А5.15).
175
Рисунок А5.15 – Окно свойств элементов
Также можно добавить текстовую надпись для тепловой камеры.
Чтобы добавить надпись перейдите на мнемосхему, в палитре щёлкните ЛК
ГРАФИЧЕСКИЕ ПРИМИТИВЫ/ТЕКСТ. Далее вставьте текст в нужное место на мнемосхеме. Настройте необходимые параметры, щёлкнув ПК мыши и, выбрав в раскрывающемся списке Свойства.
Аналогичным образом создаём чувствительный элемент датчика температуры, который входит в состав тепловой камеры для чего используем
Объёмные элементы из палитры и выбираем цилиндр, так как форма чувствительного элемента датчика температуры представляет собой цилиндр
(рис. А5.16).
Рисунок А5.16 – Чувствительный элемент датчика температуры
Корпус датчика температуры можно изобразить в виде трехмерного прямоугольника, рисунок А5.17.
176
Рисунок А5.17 – Датчик температуры
Таким образом, создаем все остальные элементы лабораторного стенда «Система автоматического регулирования температуры» согласно структурной схеме лабораторного комплекса.
5.4 Создание графика
Перейдите в свойства объекта нажав пиктограмму
. Затем выделите объект «Тепловая камера» и нажмите в нижней части экрана на пиктограмму «Датчики»
. После щелкнув левой кнопкой мыши на объект «График» перетащите его в «Тепловая камера».
Перейдите в свойства графика и нажмите на вкладку «Настройки», в строке «Число параметров» укажите 2. Затем из списка OPC-переменных выделите переменные Xin и присвойте параметру 0, а переменную Xzdn присвойте параметру 1. Связанные элементы обозначатся розовой чертой
(рисунок А5.18).
Рисунок А5.18 – Создание графика в дереве объектов
177
Затем перетащите график из дерева объектов на мнемосхему. График предназначен для отображения аналоговых значений переменных, которые содержат информацию о текущей температуре и заданной температуре. В свойствах можно изменить вид графика (рисунок А5.19).
Рисунок А5.19 – График
Внимание: здесь и в дальнейшем для проверки работоспособности созданных элементов или их свойств используйте режим Отладка. Вы можете задавать значения необходимых параметров (переменных) и наблюдать результат их воздействий на мнемосхеме. Например, в дереве объектов ЛК мыши нажмите на параметр 0 и во вкладке «Опрос» выберите пункт «Имитация», то же самое сделайте с параметром 1. Чтобы на графике можно было увидеть изменения значений параметров, необходимо в той же вкладке «Опрос» для каждого из параметров установить различные законы, по которым эти параметры будут изменяться. Например, выберите для параметра 0 закон «По умолчанию», а для параметра 1 – «Синусоида». Затем включите режим «Отладка» и вы сможете увидеть, как изменяются значения на графике.
5.5 Индикаторы температуры
Далее в дереве объекта «Тепловая камера» необходимо разместить два индикатора температуры, которые будут сигнализировать в зависимости от достижения температурой нижней или верхней границы диапазона. Так же как и было описано в пункте 5.4 нажмите на пиктограмму «Датчики» затем
178 левой кнопкой мыши перетащите в дерево объекта два элемента «Индикатор состояния»
. В свойствах этих элементов поменяйте названия на «Температура больше» и «Температура меньше». Далее присвойте индикаторам состояния OPC-переменные Dogrmax и Dogrmin. Это переменные булевского типа. Индикаторы имеют два выхода: 0 и 1. В зависимости от того,к какому входу будет присвоена OPC-переменная данный элемент будет индицироваться (гаснуть или загораться). В нашем случае переменную Dogrmax присваиваем индикатору «Температура больше» к входу 1, а переменную Dogrmin к индикатору «Температура меньше» к входу 1. Такм образом, когда температура достигнет верхнего предельного значения загорится индикатор «Температура больше», а при достижении нижнего предельного значения – «Температура меньше». После проделанных манипляций, дерево объекта примет вид, представленный на рисунке А5.20.
Рисунок А5.20 – Добавление индикаторов в дерево объекта
Все тоже самое нужно проделать для OPC-переменных
Difmax_sounding,
Dostov_temp и изменить названия индикаторов:
«Информация о температуре», «Информация о скорости». Переменную
Difmax_sounding присваиваем элементу «Информация о скорости», а переменную Dostov_temp – элементу «Информация о температуре». Далее
179 добавляем индикатор состояния НЭ (нагревательный элемент). Однако к нему не будет присвоена ни одна переменная, так как данный элемент будет активен постоянно (положим, что нагревательный элемент постоянно включен). Для этого во вкладке «Опрос» выберем пункт «Имитация». После проделанных манипуляций, дерево объекта примет вид, представленный на рисунке А5.21.
Рисунок А5.21 – Настройка динамизации свойства
5.6 Создание изображения прибора для задания температуры
Для начала выделите в дереве объект «Тепловая камера», затем нажатием правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню и выберите
ВСТАВИТЬ/КОМАНДУ. Затем в окне свойств поменяйте название на
«Задание». После этого необходимо присвоить этой команде переменную
Xzdn. Далее выделите команду «Задание» и удерживая правой кнопкой мыши перенесите её на рабочую область, а затем отпустите. После этого появится окно выбора, где нужно выбрать пункт «Слайдер». Таким образом, на мнемосхеме появится изображение устройства, при помощи которого можно задавать значение температуры (рисунок А5.22).
180
Рисунок А5.22 – Слайдер для задания температуры
В свойствах данного элемента можно изменять цвет, шрифт, шкалу и т.д.
5.7 Создание значений температуры и положения исполнительного
механизма
Выделите в дереве объект «Тепловая камера», затем нажатием правой кнопкой мыши вызовите контекстное меню и выберите
ВСТАВИТЬ/ЗНАЧЕНИЕ. Поменяйте название данного элемента на
«Положение ИМ» (положение исполнительного механизма). Затем присвойте этому элементу переменную Polojenie_IM. Аналогично добавляем значение для отображения текущей температуры. Для этого присваиваем элементу
«Температура» переменную Xin. Таким образом дерево объекта примет вид, представленный на рисунке А5.23.
Рисунок А5.23 – Добавление в дерево значений температуры и положения исполнительного механизма
181
Для того, чтобы текущие значения температуры и положения исполнительного механизма отображались на мнемосхеме выделяем эти значения и правой кнопкой мыши перетаскиваем на рабочую область. На рисунке А5.24 представлено изображение этих параметров.
Рисунок А5.24 – Отображение значений температуры и положения
ИМ
5.8 Создание окна управления для настройки ПИД-регулятора
Для настройки коэффициентов ПИД-регулятора необходимо в дерево объекта добавить три команды: Kp, Ti, Td. Всем этим командам присвойте переменные Kp, Ti, D соответственно.
Для удобства можно переместить все значения вверх или вниз по дереву выбрав направление в контекстном меню нажатием правой кнопки мыши. После выполненных манипуляций дерево объекта примет вид, представленный на рисунке А5.25.
Рисунок А5.25 – Добавление команд для параметров ПИД-регулятора
182
После этого переносим все команды на мнемосхему как было описано выше. Три составляющие ПИД-регулятора можно оформить в отдельную рамочку используя графические примитивы.
6 Создание Тренда
Тренд- отображение графиков изменения данных технологического процесса с течением времени. В MasterSCADA совмещен просмотр архивных
(исторический тренд) и текущих (тренд реального времени) данных на одном графике. С помощью кнопок можно добавлять, изменять и удалять тренды для Объекта. Для того, чтобы значения переменной Объекта появились в тренде достаточно "перетащить" ее из дерева объектов в окно тренда.
Создайте Объект «Тренд». На странице свойств элементов откройте закладку Тренды.
Нажмите кн. Добавить, присвойте имя тренду. Выберите тип, настройте свойства (рисунок А6.1).
Рисунок А6.1 – Создание тренда
Нажмите кн. Редактировать. В появившееся окно тренда перетащите необходимые переменные (рисунок А6.2).
183
Рисунок А6.2 – Окно тренда
Далее необходимо создать кнопку «Тренд» на мнемосхеме. Для этого перейдите на мнемосхему и перетащите на рабочую область объект «Тренд».
На мнемосхеме данный объект сохранится в виде кнопки, при помощи, которой можно перейти на тренд. В свойствах кнопки можно настроить её вид и параметры вызываемого ей окна (рисунок А6.3).
Рисунок А6.3 – Кнопка для перехода на тренд
Дерево объектов в итоге примет следующий вид (рисунок А6.4).
184
Рисунок А6.4 – Итоговый вид дерева объектов
7 Создание главного окна «Контроль и управление»
Главное окно «Контроль и управление» состоит в основном из графических примитивов, находящихся в палитре. Используя описанные выше элементы и инструменты, доступные в свойствах каждого элемента можно составить мнемосхему для управления лабораторным комплексом
«Система автоматического регулирования температуры».
На рисунке А7.1 представлен примерный вид мнемосхемы.
Рисунок А7.1 – Мнемосхема для контроля и управления лабораторным комплексом
8 Задание на лабораторную работу
185 1. Настройте OPC сервер.
2. Запустите программу, описанную выше и проверьте ее работоспособность.
3. Составьте программу визуализации и управления тепловым обьектом. Программа должна содержать следующие элементы:
- тренд изменения температуры;
- график изменения температуры и порогов сигнализации;
- команды для настройки параметров регулятора;
- команду изменения уставки регулятора;
- мнемонические индикаторы для отображения предупредительной сигнализации по превышению или понижению температуры в тепловой камере.
4. На лабораторном комплексе проверьте работоспособность составленной программы. Задайте с помощью созданной программы параметры для правильного функционирования стенда «Система автоматического регулирования температуры» (настройте коэффициенты
ПИД-регулятора и задайте значения порогов срабатывания сигнализации:
- предупредительный: min 25 градусов, max 50 градусов;
- аварийной: min 20 градусов, max 50 градусов .
5. Добавьте на основную мнемосхему мнемонические индикаторы для отображения предупредительной сигнализации по превышению или понижению температуры в тепловой камере.
6. Подготовьте отчет о работе, который должен содержать:
1. Цель работы.
2. Структурную схему лабораторного стенда.
3. Информацию о настройке OPC .
4. Дерево системы.
5. Дерево объекта.
186 6. Стартовую мнемосхему.
7. Экранные формы, созданные в процессе выполнения лабораторной работы.
8. Ответы на контрольные вопросы.
9. Выводы по работе.
Методические указания по выполнения отдельных пунктов
задания
Создайте новый проект на основе п. 5 данного методического пособия.
При создании мнемосхем вы можете изменять изображения и свойства элементов объектов, опираясь при этом на структуру лабораторного комплекса.
Создав очередной элемент в дереве объектов, настройте его свойства на Странице свойств элементов (в последствии, некоторые из этих свойств можно будет изменить непосредственно на мнемосхеме, щёлкнув ПК мыши по изображению элемента).
При необходимости используйте
Справку для получения дополнительной информации, нажав кнопку Справка, в окне проекта, либо нажав ПК мыши непосредственно на элементе мнемосхемы или дерева объектов и выбрав Справку.
Используйте режим Отладка для проверки работоспособности элементов программы на каком-либо этапе создания программы. При этом вы можете в Дереве объектов задавать необходимые значения, щёлкнув ЛК мыши в поле ввода значений напротив элемента дерева объектов.
9 Контрольные вопросы:
1. Назначение SCADA-систем.
187 2. Перечислите наиболее распространённые на зарубежном и отечественном рынках SCADA-системы.
3. Перечислитеотличительные особенности пакета MasterScada .
4. Для чего используется ОРС-сервер?
5. В чем состоит отличие графика от тренда?
188
Приложение Б (обязательное). Программа импульсного ПИД-регулятора в системе ISaGRAF на языке
FBD
189
Приложение Б – Продолжение
190
Приложение Б – Продолжение
191
Приложение Б – Продолжение
192
Приложение В (обязательное). Опросный лист для выбора
датчика температуры
193
Приложение В – Продолжение
194
Приложение Г (обязательное). Опросный лист для выбора
асинхронного электродвигателя