Введение

Представленное пособие является логическим продолжением двух изданных пособий [69, 74]. В первом опубликованном учебном пособии[69], в основном, представлены варианты заданий по микропроцессорным системам управления. Во втором пособии описаны кросс-средства для программирования контроллера, библиотека алгоритмов. В данное пособие включены алгоритмы и программы, охватывающие варианты задания по дискретному контролю и управлению. Рассматриваемые алгоритмы могут использоваться как образцы при выполнении не только лабораторных работ, но разрабатываемых систем дискретного контроля и управления в рамках семестровых и дипломных работ, курсовых проектов по дисциплинам «Программирование алгоритмов управления», «Микропроцессорные системы управления», «АСУ ТП» и др. В пособии к дискретным системам относятся алгоритмы и программы, оперирующие, в основном с логическими переменными, т.е. принимающими значение «0» или «1».

Предложенные принципы и варианты реализации алгоритмов и программ могут использоваться не только студентами, а также аспирантами и преподавателями при выполнении хоздоговорных работ по АСУ ТП. Алгоритмы систематизированы так, что в полном объёме или частично входят в состав любой АСУ ТП. Следует отметить, что программы, рассматриваемые в пособии, имеются в лаборатории автоматизации ВПИ в электронном виде.

Любая система функционирует надёжно и правильно, если использует достоверную информацию. Поэтому в первой главе уделено внимание алгоритмам, повышающим достоверность входной информации в автоматических системах контроля и регулирования. В частности, рассматриваются следующие алгоритмы:

• Блок защиты по дискретному каналу.

• Блок проверки на достоверность по аналоговому каналу.

Вторая глава пособия раскрывает алгоритмы и особенности реализации дискретных систем управления. Она включает следующие моменты:

• Управление по заданной циклограмме.

• Реализация дискретного автомата простого с защитами по входным каналам.

• Реализация дискретного автомата с памятью.

• Реализация дискретного автомата с памятью и с жёстким контролем последовательности реализации ситуаций.

• Реализация стохастического (вероятностного) дискретного автомата.

• Создание самообучающихся дискретных автоматов на основе учения Павлова И.П. и Бехтерева В. и др.

• Реализация двухпозиционного регулятора.

• Реализация управления электро или пневмозадвижкой автономно.

• Управление группой задвижек по заданному алгоритму.

• Управление насосами и напорными задвижками.

• Управление фильтрами.

• Реализация оптимального по быстродействию управления.

В приложении подобраны методы минимизации, которые применяются при синтезе дискретных автоматов.

Ряд тем из-за ограниченности объёма учебного пособия не рассматриваются: самообучающиеся дискретные автоматы, вероятностные дискретные автоматы, управление группой задвижек по заданному алгоритму, управление насосами и напорными задвижками, управление фильтрами, реализация оптимального по быстродействию управления.

Следует обратить внимание на список рекомендованной литературы. Он органически связан с программированием алгоритмов контроля и управления в АСУ ТП.

В приводимых программах используются алгоритмы, имеющиеся в библиотеке микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130 (Р-130). Контроллер Р-130 выбран благодаря простоте программирования, хорошей библиотеке алгоритмов, позволяющей реализовывать как простые, так и сложные алгоритмы контроля и регулирования. Кроме того, в лаборатории института имеется универсальный лабораторный стенд на базе локальной сети контроллеров Р-130 с имитаторами аналоговых и дискретных сигналов [71]. Для программирования используются кросс-средство «Редитор Р-130». Кросс-средство «Редитор Р-130» может устанавливаться студентами на ПЭВМ с самыми малыми возможностями и бесплатно. В пособиях [69, 71, 68, 74] по алгоритмам Р-130 дана справочная информация, предложены принципы программирования, а в кросс-средстве Редитор Р-130 и литературе[58] алгоритмы описаны подробно.

Программы в пособии приводятся на языке функциональных алгоблоков (FBD¹). Для сравнения некоторые программы реализованы для контроллера PLC-150 в среде CoDeSys и приведены в приложении на языке CFC².

Чтобы облегчить работу с учебным пособием, в конце приведена спецификация программ с указанием номера рисунка и страницы.

Следует обязательно ознакомиться с возможностями лабораторного стенда Р-130, который описан в пособии [74] и методических указаниях к первой лабораторной работе[63]. В нашем случае дискретные системы управления используют входные дискретные сигналы и аналоговые. Внутри алгоритмов и программ используются, в основном, переменные, принимающие два состояния: «0» или «1». Поэтому рассматриваемые в данном пособии системы отнесены к дискретным системам контроля и управления.

Для исключения слепого копирования студентами приведённых в пособии программ, в некоторых программах допущены неточности, очевидные ошибки. Так например, в программе простого блока мажоритарного выбора(рис.19) в нуль-органах не указаны значения верхней и нижней границы, поэтому модуль разности двух значений не будет сравниваться с допустимой погрешностью. При реализации дискретного автомата (рис.41) в алгоблок 21 помещён алгоритм ИЛИ, а должен быть алгоритм И. Но это настолько очевидная ошибка, что большинство студентов быстро её находят. Следует вдумчиво и внимательно изучать алгоритмы и программы и тогда обратите внимание, что буквально, несколькими строками выше, приведена формула формирования U2, где параметры перемножаются ( ), а в программе производится логическое сложение.

Надеюсь, что данное пособие поможет будущим инженерам проектировать надёжные и эффективные автоматические системы контроля и регулирования.