PROSTŘEDKY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

Transkript

1 NS /2006 PROSTŘEDKY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ Úloha č.1 - Hierarchická strktra řízení Vpracoval: Ha Minh Spolpracoval: Josef Dovrtěl

2 I. ZADÁNÍ 1. Seznamte se s dílčími pracovišti laboratorní úloh Hierarchická strktr řízení a s možnostmi přístp k jednotlivým reálným úlohám z různých úrovní řízení. (Teplovzdšný model, model atomatická pračka). 2. Zkonfigrjte měřicí úloh na drhé úrovni řízení a ověřte její fnkčnost. 3. Proveďte měření na teplovzdšném model ze třetí úrovně a vkreslete naměřené hodnot v graf pomocí program Excel a vjádřete se k průběhům. 4. Proveďte zhodnocení naměřených dat. Internet explorer Control Web 2000 Řídicí úloha pro model atomatické pračk a HTTP server k úloze spštěné na IPC AD 512 Unifikace Model pračk Síť LAN (TCP/IP) 1/2 IPC řízení teplovzdšného model 1/2 IPC Control Web komnikace v síti LAN Teplovzdšný model CTRL RS232 COM2 COM1 RS 232 COM2 Obr.1 Blokové schéma zapojení technických prostředků úloh 2

3 Standardní - PC IPC Aplikace č.1 Control Web (Windos - PC) Aplikace č.2 Control Web (Windos 1/2 IPC) Modl rčený pro řízení model PRAČKY Modl komnikace s nadřazeno úrovní HTTP server Síť LAN (TCP/IP) Modl komnikace s nadřazeno úrovní pomocí TCP/IP. Modl nižší úroveň monitorování a konf. TVM I/O karta AD 512 RS 232 Řídicí úloha TVM (MS DOS, 1/2 IPC) 2x algoritms PID reglátor Model atomatické pračk RS 232 Teplovzdšný model s jednotko CTRL Obr.2 Logická strktra modlů úloh sstém Control Web 2000 II. TEORETICKÝ ROZBOR V této aplikaci jso realizován dvě dílčí úloh, tj. řízení model atomatické pračk a řízení teplovzdšného obvod, které moho fngovat i samostatně. Na Chba! Nenalezen zdroj odkazů. je znázorněno fzické spořádání úloh, zatímco logická strktra je na Chba! Nenalezen zdroj odkazů.. Zde je patrná programová realizace úloh. Řízení a ovládaní teplovzdšného obvod je možno provádět ve třech resp. čtřech úrovních. Na nejnižší úrovni je program regl vtvořen v jazce C, pracjící na platformě MS DOS. Ten řídí prostřednictvím jednotk CTRL teplovzdšný model a to tak, že nastavje výstp CTRL (vstp do teplovzdšného obvod) a čte vstp do CTRL (výstp z teplovzdšného obvod). Program regl realizje bď dvopolohovo, nebo PSD reglaci, nebo vícerozměrovo reglaci, podle poknů aplikace na drhé úrovni vtvořené v sstém Control Web Ta se skládá ze dvo lokálních modlů. Modl Comeb1 se stará o komnikaci s programem regl. Prostřednictvím řetězce zasílaného po RS 232 m dodává instrkce o tom, jaký drh reglace se má požít, včetně potřebných parametrů, jaká veličina (veličin) se má reglovat a na jako hodnot, a kterým snímačem (snímači) se má měřit výstpní veličina (veličin). Modl MrSl2 zajišťje komnikaci s všší, tj. 3. úrovní řízení teplovzdšného obvod po síti LAN. Prostřednictvím TCP/IP ovladače posílá informace o naměřených hodnotách, způsob reglace, reglované veličině, požitém snímači a přijímá instrkce nadřazené úrovně, které okamžitě předává níže. Další aplikace v sstém Control Web 2000 je rovněž složená ze dvo lokálních modlů. Modl MrSl1 je všší úrovní řízení pro teplovzdšný obvod a zároveň kládá informace jak z této úloh, tak z model atomatické pračk, ktero řídí modl pracka prostřednictvím I/O kart AD 512. MODUL COMWEB1 - VIZUALIZAČNÍ APLIKACE V SYSTÉMU CONTROL WEB 2000 Modl Comeb1 je aplikace řídicí teplovzdšný model prostřednictvím program regl. Na obr. 3 je okno modl. V levé horní části se zadávají řídicí parametr pro 3

4 reglaci, tlačítkem Pošli řetězec se data odešlo na sériový komnikační port. Dále je zde grafické znázornění průběh reglace, v pravé horní části je animace znázorňjící činnost řízeného objekt. Ve spodní části vlevo jso zobrazován řetězce odesílané a přijímané na a ze sériové link. V pravé spodní části lze nastavovat režim práce. Podle vbraného režim se zobrazjí, nebo skrývají přístroje pro nastavování dalších parametrů. Např. pokd je vbrána reglace průtok vzdch pomocí změn vstpního napětí ventilátor, je zbtečné zobrazovat snímače pro měření teplot a přístroje pro zadávání parametrů pro reglaci drhé veličin. Obr.3 Vzhled okna modl Comeb1 Kromě přístrojů viditelných v okně jso zde i neviditelné přístroje. Komnikace pomocí standardního sériového port je v sstém Control Web 2000 realizována prostřednictvím ovladače ASCII driver. Vslání dat na sériový port se provede zápisem do výstpního kanál a příjem je čtení vstpního kanál. Kromě toho jso k dispozici kanál, pomocí kterých lze zjistit stav port. POPIS MODELU AUTOMATICKÉ PRAČKY Model je řízen pomocí diskrétních vstpů: napoštění teplé vod, napoštění stdené vod, ohřev vod, vpoštění vod (čerpadlo), čtři signál pro řízení krokového motor (bbn pračk). Otáčení bbn je řízeno spínáním 40 cívek pomocí čtř signálů. Vžd je ted sepnto 10 cívek, a kotva se natočí k nejbližší z nich. Tento převodník blo třeba přizpůsobit pro připojení konektor CANON25. Pozor na negativní logik vstpních signálů: napoštění teplé a stdené vod, zapínání čerpadla a ohřev vod. Na teplot vod nemá vliv, jestli napoštíme stdeno, nebo teplo vod. Kontrolka teplota dosažena se rozsvítí, je-li dosaženo teplot nastavené rčně potenciometrem na model. 4

5 konektor CANON 25 převodník pro úprav signálů zdroj napětí disrétní signál analogové signál svorkovnice ohřev vod teplota dosažena voda napštěna voda vpštěna stdená voda teplá voda bben pračk rční nastavení teplot čerpadlo Obr.4 Schéma model atomatické pračk Obr.5 Okno aplikace řídící model pračk 5

6 V levé části okna aplikace je provedena vizalizace viz. obr.5. Zde jso vidět indikátor všech výše vedených signálů. V pravé části lze přepínat mezi panel manální ovládání, kde lze ovládat všechn signál vstpjící do pračk a atomatické řízení, odkd lze spoštět předem vtvořené program. Bl vtvořen tři základní program: jednodché praní, běžné praní, důkladné praní. KOMUNIKACE V SÍTI LAN V sstém Control Web 2000 jso dva způsob komnikace v LAN. Vtvoření distribované úloh složené ze vzdálených modlů (lokální modl nemsejí komnikovat po síti), nebo vtvořením vzájemně spolpracjících aplikací pomocí TCP/IP ovladače, který je rčen pro komnikaci mezi dvěma, nebo více aplikacemi po LAN, po telefonní lince pomocí modem, nebo i po síti Internet, protože je zde vžit protokol TCP/IP. Vtváření spolpracjících aplikací má proti distribovaným aplikacím t výhod, že takto spolpracjící aplikace jso naprosto nezávislé. Obr.6 Okno modl MrSl1 Na obr.6 je okno modl MrSl1, který zajišťje nejvšší úroveň řízení teplovzdšného model. Prostřednictvím TCP/IP ovladače komnikje s modlem MrSl2, odkd dostává informace o řízené technologii a pokd je třeba, může změnit, jak způsob reglace, tak i žádano hodnot, reglovano veličin a požitý snímač. UKLÁDÁNÍ NAMĚŘENÝCH DAT Modl Mrsl1 kromě komnikace s nižší úrovní kládá přijatá data pomocí přístroje trend viz. obr.7. Ten je schopen vtvářet relativní, absoltní nebo permanentní datové sobor. V tomto případě vtváří relativní mintové (každo mint je založen nový sobor). Názv soborů se generjí podle dob vznik (datm, hodina, minta) Takto ložená data lze zpětně prohlížet v přístroji trend jako graf, nebo pomocí program InCalc, jako sobor hodnot. 6

7 Obr.7 Archivace dat ZPŘÍSTUPNĚNÍ APLIKACE SÍTI INTERNET V sočasné době spojje Internet stále více počítačů a je přístpný stále větším počt živatelů. Za obrovské rozšíření vděčí Internet standardizaci posktovaných slžeb od elektronické pošt přes disksní skpin až po slžb WWW (World Wide Web). Dnes vžívají slžb WWW největší světové firm k prezentaci svých prodktů, ale i milión sokromých osob, škol a úřad. Control Web 2000 podporje tři způsob tvorb distribovaných aplikací: Aplikace Sstém Control Web 2000 spol dokáží komnikovat po všech sítích s protokol TCP/IP, což je pro živatele velice výhodné a příjemné. Na každé takto pracjící stanici msí být nainstalován alespoň modl Control Web Rntime. Prezentace dat pomocí Java appletů nemá sice takové možnosti jako komnikjící modl Control Web 2000, ale zato lze data zpřístpnit pomocí každého ebového prohlížeče i pod jiným operačním sstémem, než Windos. Nejpřístpnější je prezentace dat prostřednictvím HTTP server a HTML dokment, který je přístpný z kteréhokoliv místa na zemi. Uvedené způsob lze vhodně kombinovat. 7

8 III. MĚŘENÍ 1) Konfigrace měřicí úloh na drhé úrovni řízení a ověření její fnkčnosti Podle návod jsme spstili nejdříve program,,regl, který realizje bď dvopolohovo, nebo PSD reglaci, nebo vícerozměrovo reglaci, podle poknů aplikace na drhé úrovni vtvořené v sstém Control Web Aplikace na drhé úrovni je modl,,comweb1. Tento modl se stará o komnikaci s programem regl. Prostřednictvím řetězce zasílaného po RS 232 m dodává instrkce o tom, jaký drh reglace se má požít, včetně potřebných parametrů, jaká veličina (veličin) se má reglovat a na jako hodnot, a kterým snímačem (snímači) se má měřit výstpní veličina (veličin). Po zadávání potřebné údaje a nastavení drh reglaci jsme zjistili, že program regl vžd provedl odpovídající úloh reglace. 2) Měření na teplovzdšném model ze třetí úrovně Vlastní měření jsme sktečnili ze 3. úrovní řízení pomocí Modl MrSl2. Tento modl Prostřednictvím TCP/IP ovladače posílá informace o naměřených hodnotách, způsob reglace, reglované veličině, požitém snímači. Naměřená data jsme ložili pomocí přístroje trend. Průběh reglace jso na nesledjících grafech. Vbrali jsme si reglaci průtok vzdch pomocí vrtlkového průtokoměr. a) Dvopolohová reglace: Nastavené parametr: min. akční veličin: 0 V max. akční veličin: 5 V hstereze: 1,5 V, [V] 6,00 5, t [s] Dvopolohová reglace =1V 8

9 , [V] 6,00 5, Dvopolohová reglace =3V t[s],[v] 6,00 5, t[s] Dvopolohová reglace =5V b) PSD reglace: 1 Přenos PSD reglátor: GR () s = k p 1 + ( + TDs) TI s 1 Nastavené parametr: reglátor: k p = 1.25; T I = 0.5 s; T D = 0 s 9

10 , [V] t [s] PSD reglace =1V, [V] 5, t [s] PSD reglace =3V, [V] 8,00 7,00 6,00 5, t [s] PSD reglace =5V 10

11 c ) Model atomatické pračk Tento model je řízen modlem pracka prostřednictvím kart AD 512. Data je kládána pomocí modl MrSl1. Cílem blo jen ověření fnkčnost pračk, proto jsme jen zkošeli simlovat ckls praní. Pračka pracovala výtečně. III. ZÁVĚREČNÉ ZHODNOCENÍ Cílem dané úloh blo seznámit se s hierarchickým řízením od nejnižší úrovně. Dále jsme se seznámili s možnostmi řízení úloh na vzdáleném pracovišti pomocí sítě LAN a TCP/IP protokol. V první části úloh jsme se zabývali řízením teplovzdšného model. Nejprve jsme provedli reglaci teplovzdšného model na průmslovém počítači, ke kterém bl teplovzdšný model připojen. Reglaci jsme prováděli nejdříve dvopolohovo a potom reglaci pomocí PsD reglátor. Z průběh dvopolohových reglací je vidět, že reglace odpovídají nastaveným hodnotám, proto můžeme potvrdit, že tento způsob reglace je správná. U PSD reglace lze vidět při skokové změně žádané veličin překmit odezv. Reglovaná sice kmitá kolem žádané hodnot, avšak tento způsob reglace je mnohem přesmější než dvopolohová reglace. Vzkošeli jsme si rovněž fnkčnost model pračk. 11