5.5.2.2.5. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ БЛОКИ РЕГУЛЯТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ
Блоки регуляторного управления — это функциональные блоки, которые выполняют обработку управляющих воздействий, главным образом, аналоговых входов, как входных сигналов. Полученные результаты используются для текущего контроля и управления процессами.
Блоки регуляторного управления осуществляют следующие типы обработки: обработка входа, обработка управляющих воздействий, обработка выхода и обработка сигнализации (аварийных сигналов).
Структура блоков регуляторного управления
Функциональные блоки, обеспечивающие регуляторное управление, называются "блоками регуляторного управления".
Блоки регуляторного управления выполняют обработку управляющих воздействий, используя, главным образом, аналоговые сигналы (аналоговые значения) в качестве входных значений. Результаты обработки управляющих воздействий, выполняемой блоками регуляторного управления, являются выходными сигналами, а именно, значениями управляющего выхода MV.
На рисунке ниже представлена общая функциональная блок-схема блоков регуляторного управления:
IN – вход;
SET – вход задания;
BIN – вход скомпенсированного сигнала;
RLn – вход сигнала сброса;
TIN – вход отслеживания;
TSI – вход переключателя отслеживания;
INT – вход переключателя блокировки;
SUB – вспомогательный выход;
OUT – выход;
RAW – необработанный (исходный) входной сигнал;
PV – переменная процесса;
SV – значение задания;
CSV – значение задания при каскадном управлении;
RSV – внешнее задание;
VN – скомпенсированный входной сигнал;
RMV – значение внешнего управляющего выхода (внешний управляющий выход);
RLVn – сигнал сброса;
MV – значение управляющего выхода (управляющий выход);
TSW – переключатель отслеживания;
Функции блоков регуляторного управления
Блоки регуляторного управления имеют следующие четыре функции обработки:
Обработка входа. Прием сигнала с входа и вывод переменной процесса PV.
Обработка управляющего воздействия. Обработка управляющего воздействия путем считывания переменной процесса PV и выдачи значения управляющего выхода MV.
Обработка выхода. Считывание значения управляющего выхода MV и вывод результата расчета управляющего воздействия в качестве выходного сигнала.
Обработка сигнализации. Обнаружение аномалии переменной процесса PV или значения управляющего выхода MV и уведомление функций управления и текущего контроля об обнаруженной аномалии.
Обработка управляющих воздействий может выполняться автономно путем ввода данных или обмена данными между функциональными блоками без обработки входа или выхода.
Типы блоков регуляторного управления
Блоки регуляторного управления различают по типам обрабатываемых данных и по поддерживаемым функциям расчета управляющих воздействий. Классификация блоков приведена ниже.
Входные/выходные данные, обрабатываемые блоками регуляторного управления
Как правило, данные, передаваемые через входы/выходы и обрабатываемые блоками регуляторного управления, представлены в технических единицах. Каждый элемент данных содержит значение и состояние данных.
Значение данных
Значение данных – это числовая величина, передаваемая на вход или выход функционального блока. Значения данных, обрабатываемые блоками, включают переменную процесса PV, величину задания в каскадном режиме CSV и значение управляющего выхода MV.
Значения данных, обрабатываемые блоками регуляторного управления, представляют собой численные данные в технических единицах. Однако, данные, получаемые от модулей входа (за исключением модулей входа, используемых для измерений температуры и последовательностей импульсов), а также значения задания, посылаемые на аналоговые модули входа, выражены в процентах – 0...100%.
Значения данных, считываемые в функциональный блок через вход, называются "входными данными", а величины, считываемые из функционального блока через выходной терминал – "выходными данными".
Состояние данных
Состояние данных – это часть информации о состоянии, которая представляет величину и качество входных/выходных данных.
Состояние данных передается как входные/выходные данные от одного функционального блока к другому через входные/выходные соединения вместе со значениями данных.
Состояние данных используется для проверки на наличие нештатных ситуаций, например, прерывания процесса и ошибки вычислений, произошедших в ходе обработки управляющих воздействий, выполняемой функциональными блоками.
Входные данные
Входные данные – численные данные, считываемые функциональными блоками через входные терминалы.
Типы входных данных приведены ниже:
Переменная процесса PV;
Задание SV, значение задания в каскадном режиме CSV, значение внешнего задания RSV;
Значения входного сигнала RV1, RV2, RV3;
Значения ограничения сброса RLV1, RLV2;
Входное или выходное скомпенсированное значение VN;
Переключатель отслеживания TSW.
Переменная процесса PV
Физические единицы и диапазон измерения необработанных входных сигналов RAW, поступающих на терминал IN, соответствуют единицам и диапазону измерения данных на адресате терминала IN. Необработанный входной сигнал превращается в переменную процесса PV после обработки входа.
Единица измерения. Состоит из шести или менее знаков стандартной ширины или трех знаков двойной ширины. Единица измерения по умолчанию – проценты (%).
Диапазон переменной процесса (верхний и нижний пределы). Численное значение не более чем семиразрядное, где знак или десятичная точка занимают по одному разряду. По умолчанию принимается "100.0" для верхнего предела и "0.0" для нижнего.
Задание SV, значение задания в каскадном режиме CSV, значение внешнего задания RSV
Единицы и диапазон значения задания SV, значения задания в каскадном режиме CSV и значения внешнего задания RSV соответствуют единицам и диапазону значения переменной процесса PV, за исключением функциональных блоков, приведенных ниже:
|
Функциональный блок
|
Единицы и диапазон измерения значений задания SV, CSV и RSV
|
|
Блок ограничения скорости VELLIM
|
Технические единицы и диапазон значения задания SV для функциональных блоков, приведенных слева, задаются в среде разработки Astra.IDE. Единицы и диапазон значений CSV и RSV аналогичны единицам и диапазону SV. Для блоков FOUT и FFSUM параметр RSV не предусмотрен
|
|
Блоки управления двигателем МС_2Е, МС_3Е
|
Технические единицы и диапазон изменения для функциональных блоков фиксированы для каждого блока
|
|
Блок представления сигнализации ALM_R
|
Значения входного сигнала RV1, RV2, RV3
Значения входного сигнала RV1, RV2, RV3 – это входные данные, задаваемые блоками выбора сигнала.
Единицы и диапазон значений входного сигнала задаются в среде разработки Astra.IDE. Единицы и диапазон значений входного сигнала RV1, RV2, RV3 аналогичны единицам и диапазону значения выбранного сигнала PV.
Значения ограничения сброса RLV1, RLV2
Значения ограничения сброса RLV1, RLV2 – входные данные, обрабатываемые регулятором с использованием функции ограничения сброса.
Единицы и диапазон значений ограничения сброса RLV1, RLV2 аналогичны единицам и диапазону значения управляющего выхода MV.
Входное и выходное скомпенсированное значение VN
Для скомпенсированного входного значения VN, поступающего с терминала BIN, единицы и диапазон не задаются, поскольку численные значения скомпенсированного входного значения VN, поступающего извне, используются непосредственно для расчета компенсации входного и выходного значений.
Переключатель отслеживания TSW
Данные, обрабатываемые переключателем отслеживания TSW для терминала TSI, должны быть целым числом: "0" или "1". Значения "1" и "0" означают "ON" и "OFF", соответственно.
Выходные данные
Под выходными данными понимаются численные значения, считываемые с функционального блока через выходные терминалы. Типы выходных данных:
Значение управляющего выхода MV;
Вспомогательные выходные величины PV, 
PV, MV, MV;
PV, MV, MV; Переменная процесса PV.
Значение управляющего выхода MV
Форма отображения значения управляющего выхода MV задается в среде разработки Astra.IDE.
При выводе значения задания в каскадном режиме CSV на терминал SET другого функционального блока (каскадное соединение), единицы и диапазон значения управляющего выхода MV соответствуют единицам и диапазону значения задания в каскадном режиме CSV адресата выхода.
Идентификатор единиц измерения MV. Состоит из не более чем шести знаков стандартной ширины или трех знаков двойной ширины. Установка по умолчанию – %.
Диапазон MV (верхний и нижний пределы). Численные величины не более, чем семиразрядные, где знак и десятичная запятая занимают по разряду каждый. Установка по умолчанию – 100.0 для верхнего предела и 0.0 для нижнего.
Так как MV отображается на лицевой панели функционального блока, задайте режим отображения. Для установки режима отображения на лицевой панели прибора используйте среду разработки Astra.IDE.
Вспомогательные выходные значения PV, ∆PV, MV, ∆MV
Вспомогательные выходные значения включают переменную процесса PV, приращение переменной процесса ∆PV, управляющее воздействие MV и приращение управляющего воздействия ∆MV. Тип вспомогательного выходного значения зависит от конкретного функционального блока. Единицы измерения и диапазон значений вспомогательных выходных величин зависят от адресата соединения терминала SUB.
Когда адресатом выхода является функциональный блок, а вспомогательная выходная величина является переменной процесса PV или приращением переменной процесса ∆PV, единицы и диапазон выходного значения соответствуют единицам и диапазону переменной процесса PV.
Когда адресатом выхода является функциональный блок, а вспомогательная выходная величина является управляющим воздействием MV или приращением управляющего воздействия ∆MV, единицы и диапазон выходного значения аналогичны единицам и диапазону значения управляющего воздействия MV.
Переменная процесса PV
Переменная процесса PV может быть считана непосредственно с индикатора входа.
Если адресатом выхода является другой функциональный блок, диапазон и единицы измерения выходного значения совпадают с диапазоном и единицами измерения переменной процесса.