Система автоматическая регулирования температуры воздуха и влажности в теплице с электродвигательным исполнительным механизмом.

Программа САР температуры воздуха в теплице разрабатывалась с использованием простых функциональных блоков, выполняющих арифметические опреации и опреации сравнения. В качестве ПИД-регулятора использовался функциональный блок PIDвстроенной в CODESYSv3.5 библиотеки Util.Структура разработанного ПО представлена на рисунке 3.4.Рисунок 3.4 – Структура разработанного ПОСогласно рисунку 3.4 ПО состоит из двух структур AI_STRUCT,PID_STRUCTи AO_STRUCTдля более удобного группирования переменных, относящихся к одному параметру, основной программ САР PRG, конфигуратор задач, используемый для создания задач с определенным временем цикла, менеджер библиотек и файлы описатели ПЛК и модулей ввода/вывода.Состав структур AI_STRUCT, PID_STRUCT и AO_STRUCT представлен на рисунках 3.5а, 3.5б и 3.5в соответственно.абвРисунок 3.5 – Состав структур AI_STRUCT(а), PID_STRUCT (б) и AO_STRUCT (в)Состав и инициализационные значения переменных программы PRG представлен на рисунке 3.6.Рисунок 3.6 – Состав и инициализационные значения переменных программы PRGПроверка на достоверность входит в состав программы PRG (рисунок 3.7).Рисунок 3.7 – Проверка на достоверностьПроверка на достоверность для модулей аналоговго ввода ПЛК CREVIS имеет свою специфику. Например, для 12-ти разрядного модуля аналогового ввода пределы значений цифрового кода находятся в диапазоне от 0 до 4095. Тогда, короткое замыкание или обрыв диагностируется как 4095 + 1 = 4096. Данное свойство справедливо для всех модулей аналогового ввода 4 – 20 мА любой разрядности.Перевод значения измеряемой величины в инженерные единицы осуществляется в программе PRG (рисунок 3.8).Рисунок 3.8 – Перевод значения измеряемой величины в инженерные единицыПеревод измеряемого значения температуры из цифрового кода в инженерные единицы производится в соответствии с формулой (3.1).Функциональный блок WORD_TO_REALпроизводит конвертирование значения типа WORDв тип REAL, так как значение цифрового кода модуля аналоговго ввода имеет тип WORD.ПИД-регулирование представлено на рисунке 3.9. В программе добалено копирование (рисунок 3.9, строка 3) управляющего значения с выхода функционального блока PID (PID1.CTRL) на вход значения ручного заданияPID1.Y_MAN в случае смены режима управления с автоматического на ручное (MODE = FALSETRUE).Рисунок 3.9 – ПИД-регулированиеФункциональный блок LIMIT ограничивает и предотвращает ввод неправильного значения управления у ручном режиме.Схема работы функционального блока PID согласно руководству на CODESYSv3.5 представлена на рисунке 3.10.Рисунок 3.10 – Схема работы функционального блока PID согласно руководству на CODESYSv3.5Из рисунка 3.10 видно, что функциональный блок PIDявляется типовым и соответствует рассматриваемой модели регулирования.Значение управления необходимо преобразовать в цифровой код и соотнести его с выхом модуля аналоговго вывода. Преобразование значения управления в цифровой код представлено на рисунке 3.11.Рисунок 3.11 – Преобразование значения управления в цифровой кодЗначение TEMP.IN и OUT_CTRL.OUT соотносятся с входом и выходом аналоговых модулй ввода и вывода соответственно. Соотнесение переменных с физическими каналами модулей представлено на рисунке 3.12.Рисунок 3.12 – Соотнесение переменных с физическими каналами модулейСреда разработки CODESYSv3.5 SP11 Patch3 позволяет осуществлять эмуляцию контроллера GN-9373. Для включенияэмуляции необходимо в строке меню перейти на вкладку «Онлайн» и выбрать пункт «Эмуляция». В строке состояния появится индикатор крансого цвета с надписью «ЭМУЛЯЦИЯ».Перед загрузкой ПО на ПЛК необходимо провести компиляцию проекта путем нажатия кнопки F11 на клавиатуре или перейти на вкладку «Компиляция» в строке меню и выбрать «Компиляция».Закгрузка ПО осуществляется нажатием сочетания клавиш Alt + F8 или переходом на вкладку «Онлайн» и выбором пункта «Логин». Далее появится окно, в котором необходимо выбрать требуемый тип загрузки ПО.Загрузку ПО на ПЛК необходимо осуществлять только в случае успешно пройденной компиляции.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ курсовой работе решены следующие вопросы и получены следующие результаты:составлена функциональная схема САР;определены передаточные функции объекта регулирования и элементов системы;составлена структурная схема исходной САР, на основе которой выполнено её компьютерное моделирование;результаты моделирования САР показали, что П-закон регулирования не обеспечивает удовлетворительных показателей качества процесса регулирования;в ходе моделирования исходного варианта САР определены параметры процесса регулирования на границе устойчивости системы: kкр – критический коэффициент П-закона регулирования и Ткр – период гармонических колебаний;В соответствии с заданием для коррекции САР принят ПИД-закон регулирования, параметры которогорассчитаны с помощью инженерного метода Циглера – Никольса;Результаты моделирования скорректированной САР с помощью метода Циглера – Никольса показали, что она обеспечивает хорошие показатели качества процесса регулирования по возмущающему воздействию, но не удовлетворяет требованиям к качеству по задающему воздействию;Посредством подбора параметров ПИД-закона регулирования определены их значения, при которых САР обеспечивает требуемые показатели качества процесса регулирования как по задающему, так и возмущающему воздействию.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫБокова О.И., Сидоров А.В. радиоавтоматика. Методические указания по выполнению курсовой работы слушателями факультета заочного обучения, обучающимися по специальности 11.05.02 – Специальные радиотехнические системы / О.И. Бокова, А.В. Сидоров – Воронеж: ВИ МВД России, 2014. – 35 с.Астрецов Д. В. Системы радиоавтоматики. Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу "Теория управления и радиоавтоматика" Екатеринбург. Издательство УГТУ, 1997, 36 с.Радиоавтоматика / В.А. Бесекерский [и др.]; под ред. В.А. Бесекерского. – М.: Высш. шк., 1985. – 271 с.Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика / Г.Ф. Коновалов. – М.: Высш. шк., 1990. – 335 с. Келим Ю.М. Контроль и метрологическое обеспечение средств и систем автоматизации: учебник для студ. Учрежд. СПО. – М.: Издательский центр «Академия», 2014. – 352с.Дополнительные источники:Шишмарев В.Ю. Автоматика. – М.: Издательский центр «Академия», 2017.Колчков В. И. Метрология, стандартизация и сертификация. - М.: Владос, 2017.Зайцев С. А. Метрология, стандартизация и сертификация в энергетике. - М.: Издательский центр «Академия», 2017Келим Ю.М. «Типовые элементы систем автоматического управления», учебное пособие. – М.:ИНФРА-М, 2016. Лазарева Т.Я. Основы теории автоматического управления. – Т.: Издательство ТГТУ, 2016.Камразе А.Н., Фитерман М.Я. «Контрольно-измерительные приборы и автоматика», учебник.- Л. Химия, 2016Шахгильдян В.В. Системы фазовой автоподстройки частоты / В.В. Шахгильдян, А.А. Ляховкин. – М.: Связь, 1972. – 333 с.Радиоприемные устройства / под ред. А.П. Жуковского. – М.: Высш. шк., 1989. – 342 с.Тихонов В.И. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем / В.И. Тихонов, В.Н. Харисов. – М.: Радио и связь, 1991. – 608 с.Уидроу Б. Адаптивная обработка сигналов: пер. с англ. / Б. Уидроу, С. Стирнз. – М.: Радио и связь, 1989. – 440 с.Монзиго Р.А. Адаптивные антенные решетки: пер. с англ./ Р.А. Монзиго, Т.Ч. Миллер; под ред. В.А. Лексаченко. – М.: Радио и связь, 1986. – 446 с.Макаров И. М., Менский Б. М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал). — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1982. — 504 c.Мироновский Л.А., Петрова К.Ю. Введение в MATLAB. Учебное пособие. – СПб: СПбГУАП, 2005. – 122 с.Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы. – СПб.: Питер, 2005. – 336 с.Размещено на Allbest.ru