Архив / 2000 / №1(18) / О новых приборах

Новая программа для прибора МПР51

В предыдущем номере «АиП» мы уже писали о программном задатчике-регуляторе МПР51: многофункциональном, программируемом по времени, устройстве, предназначенном для управления температурно-влажностными  режимами технологических процессов в сушильных камерах, в расстоечных шкафах, в термокоптильных и климатических камерах, и другом технологическом оборудовании.

Прибор МПР51 разработан для трёхканального измерения температуры, расчёта влажностии  выполнения контроля положения задвижки. МПР51 нашёл широкое применение в автоматизации процессов варки колбасных изделий, в инкубаторах, в процессах изготовления сырокопчёных колбас и многих других областях производства, где необходимо распределение изменения температурно-влажностного режима по времени.

Разработчиками ПО ОВЕН была создана новая версия программы для МПР51, расширяющая и дополняющая его технические возможности. Теперь прибор МПР51 поступает в продажу с 10-й программной версией, что отражено на корпусе прибора специальным знаком с надписью «М10».

В новой программе управление исполнительным механизмами осуществляется по ПИД-закону регулирования. Зона нечувствительности прибора при определённых значениях параметров программирования приобрела свойства «мёртвой» зоны. Введён новый тип регулятора («нагреватель-холодильник»), существенно изменены формула и алгоритм управления задвижками. Доработки коснулись и режимов отображения параметров: появилось автоматическое переключение каналов индикации.

Кроме того, введён мониторинг за исполняемыми адресами программы и существенно изменены зоны размещения исполняемых кодов программ и таблиц.

Теперь подробнее об основных изменениях.

1. Автоматическое переключение каналов индикации

Известно, что прибор работает с тремя датчиками, информирующими о состоянии температуры сухого воздуха (Т сух.), температуры влажного воздуха (Т вл.) и температуры ядра продукта (Т прод.) в контролируемом помещении. В ранних версиях программы МПР-51 не было автоматического переключения каналов индикации, позволяющего поочерёдно выводить на индикатор прибора все измеренные величины. Просмотр осуществлялся вручную с помощью клавиши «вверх». Теперь на уровне “L-2” 10-й версии программы появился новый параметр «о11»:

Таблица 1

Параметр

Диапазон изменения параметра

Значение параметра

Наименование параметра

о11

0 или 1

000
001

Переключение каналов индикации.
Автоматическое переключение
Ручное переключение

Как видно из таблицы, параметр «о11» называется «Переключение каналов индикации» и может принимать два значения – «000» или «001». При значении «о11» равном «001» на индикаторе, расположенном на лицевой панели МПР51 просмотр значений, полученных любым из трёх каналов измерения, осуществляется, как и раньше, с помощью клавиши «вверх». Новый режим вступает в силу, когда «о11» присваивается значение «000». В этом случае на индикаторе прибора поочерёдно, автоматически, отображается значение каждого из трёх измеренных параметров.

2. Зона нечувствительности, как «мёртвая» зона

Измеряемая датчиком температура постоянно изменяется, «плавая» в районе значения уставки, занесённой в программу прибора (значения температуры, которую регулятор прибора должен поддерживать в процессе управления на данном шаге: параметры Е01-Е05(Е.01-Е.05)). Чтобы избежать при этом ложных  срабатываний управляющих реле, имеющих ограниченный ресурс и преждевременного выхода их из строя, в программе был введен параметр «зона нечувствительности».

Зона нечувствительности определяется параметром программирования Р08(Р.08), расположенным на уровне L-2 и измеряется в градусах. Параметр Р08(Р.08) определяет границы вокруг уставки, в которых положение реле сохраняется неизменным. Величина этой зоны выбирается из допустимой погрешности регулирования температуры.

Развивая программу версии М-10, разработчики ввели в прибор ещё одно усовершенствование. При значении параметра Р07(Р.07) равном 4-7, зона нечувствительности становится «мёртвой зоной». При значениях температуры в пределах этой зоны, на выходные устройства прибора не поступают сигналы управления. Такое нововведение стало необходимо для экономии энергии и ресурса срабатывания выходных элементов при работе с устройствами, управляемыми этим прибором.

3. Тип регулятора «нагреватель-холодильник»

Изначально в приборе МПР51 были заложены следующие варианты логики работы для управления температурными процессами (кроме состояния, когда регулятор отключён):

1) регулятор коммутирует реле, как нагреватель (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 002);
2) регулятор коммутирует реле, как холодильник (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 003);
3) регулятор управляет задвижкой по прямо пропорциональному закону (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 004);
4) регулятор управляет задвижкой по обратно пропорциональному закону (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 005);
5) регулятор управляет задвижкой по прямо пропорциональному закону с обратной связью по положению (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 006);
6) регулятор управляет задвижкой по обратно пропорциональному закону с обратной связью по положению  (уровень программирования L-2, параметр Р07(Р.07) равен 007);

При таких значениях параметров Р07 (1-й регулятор) и Р.07 (2-й регулятор) в ранних версиях программ реле коммутируются, как видим, по 6-ти возможным типам логики.

В связи с потребностью пользователей расширить выбор возможных типов логики срабатывания реле, в программу 10-й версии введён еще один тип логики: регулятор коммутирует реле как нагреватель-холодильник. Осуществляется это присваиванием параметру Р07(Р.07) значения «000» (уровень программирования L-2).

В новой логике регулятору передаётся управление одновременно двумя реле. Реле выполняют при этом следующую последовательность действий:

Пусть Т изм. – измеренная датчиком температура,
Т уст. – значение уставки,
D– значение параметра Р08(Р.08), определяющее зону нечувствительности прибора.

Условие

Действия

Т изм. < Т уст. + «D»

коммутируется одно из двух реле, включая, например, нагреватель.

Т изм. > Т уст. + «D»

Отключается первое реле и коммутируется второе, например, отключая нагреватель и включая холодильник.

Т изм < Т уст. – «D»

включается первое реле и отключается второе.

Нагреватель выключается при достижении температурой значения равного или превышающего верхнюю границу зоны нечувствительности и включается холодильник, снижая температуру до значения нижней границы зоны. При достижении этой границы, холодильник отключается и  снова работает нагреватель и т. д.

4. Новая формула и алгоритм контроля положения задвижки

Изменения коснулись так же и части программы МПР-51, отвечающей за алгоритм управления задвижками при ПИД-регулировании.

Известно, что любая система автоматического регулирования представляет собой замкнутую динамическую систему, имеющую цепь воздействий «объект» - «регулятор» - «регулирующий орган» - «объект». В случае с МПР-51 сам прибор является «регулятором», задвижка – «объектом регулирования», а привод задвижки – «регулирующим органом».

В ранних версиях программ ПИД-сигналы формировались на выходе регулятора (Рис.1).

Рис. 1
Рис. 1

Это означало, что по логике программы «объектом регулирования» являлась система: задвижка + привод задвижки. Сам же привод задвижки, как «регулирующий орган», не учитывался.

Рис. 2
Рис. 2

Как видно из рисунка (Рис.2), в новом алгоритме положение точки формирования ПИД-регулирования исправлено, и задвижка регулируется по ПИД-закону, не искажённому воздействием привода, как интегрирующего звена цепи регулирования.