www.label.pl | LAB-EL Elektronika Laboratoryjna
Elektronika Laboratoryjna

Uniwersalny regulator mikroprocesorowy LB-600


1. Algorytmy regulacji
2. Regulacja predykcyjna
3. Regulacja pogodowa
4. Funkcja "BACKUP"
5. Dobór nastaw PID
    5.1. Automatyczny dobór nastaw PID
    5.2. Warunki poprawnego przeprowadzenia eksperymentu samostrojenia
    5.3. Opis procedury samostrojenia
6. Regulacja obiektów nieliniowych
    6.1. Algorytm PID FUZZY w regulatorze LB-600
7. Program dwustrefowy
8. Program czasowy (regulacja programowa)
9. W dodatku
LB-600 informacje

1. Algorytmy regulacji PID

Oprócz przyrządów przedstawionych w poprzedniej części opracowania, firma LAB-EL oferuje regulatory cyfrowe do zastosowań również w automatyce przemysłowej. Regulatory te, to: LB-600 i LB-625. Regulatory umożliwiają tworzenie własnych struktur sterowania i regulacji, co czyni je przydatnymi w wielu aplikacjach przemysłowych i nie tylko przemysłowych. W niniejszym dodatku przedstawione zostaną pewne specyficzne algorytmy, wybór których zależny jest od wiedzy użytkownika odnośnie dynamiki i specyfiki sterowanego procesu. Wszystkie przedstawione algorytmy stanowią podzbiór funkcji regulatora LB-600, nie wszystkie są dostępne w regulatorze LB-625.

Podstawowym algorytmem regulacji jest PID, realizacja, którego przy odpowiednim doborze nastaw jest skuteczna w większości przypadków.

Struktura algorytmu PID zawiera 3 składowe działania dynamicznego: proporcjonalną P (związaną ze współczynnikiem wzmocnienia proporcjonalnego k p ), całkową I (związaną ze współczynnikiem całkowania - czasem zdwojenia T i) i różniczkową D (związaną ze współczynnikiem różniczkowania - czasem wyprzedzenia T d). Poszczególne składowe mogą być wyłączone przy odpowiednich nastawach i w ten sposób otrzymuje się uproszczone wersje algorytmu PID np. P, PI czy też PD. Istnieją dwie możliwości realizacji działania dynamicznego regulatora: wszystkie 3 składowe działania dynamicznego P, I, D są realizowane na sygnale odchyłki regulacji (uchybu regulacji):

LB-600 informacje

jest to algorytm A - na sygnale odchyłki regulacji zrealizowana została jedynie składowa działania I, a pozostałe składowe P i D realizowane są na zmiennej procesowej X1:

LB-600 informacje

jest to algorytm B gdzie: x1-  zmienna procesowa (wartość regulowana),  uchyb (odchyłka) regulacji ( LB-600 informacje ), SP - wartość zadana, Y - wartość sterowania,
k - współczynnik wzmocnienia regulatora, T - stała czasowa zdwojenia (stała całkowania), T d - stała czasowa wyprzedzenia (stała różniczkowania), 1/a- współczynnik wzmocnienia różniczkowania 1/a=8.

Regulacja stałowartościowa, gdzie wartość zadana SP jest ustawiana w regulatorze, stanowi podstawę większości przypadków sterowania. Występuje jednak często konieczność regulacji stosunku dwóch wielkości np. stosunek gazu do powietrza w regulacji temperatury w wannach szklarskich.
 
 
 

LB-600 informacje Rys.1. Schemat blokowy algorytmu PID; 
X1- wielkość regulowana (mierzona, procesowa PV), X2 - wielkość zewnętrzna dla regulacji nadążnej RV, Y - wielkość sterowania CV, A - tryb pracy regulatora Automatyka, M - tryb pracy Manual (Ręczny), K- tryb pracy Kaskada, SP- wartość zadana lokalna (regulacja stałowartościowa dla trybów pracy A i M), SP - wartość zadana robocza
LB-600 informacje Rys.2. Schemat blokowy algorytmu regulacji stosunku (Ratio)  LB-600 informacje : XR jest wartością stosunku X1/X2 (Ratio); SP = XR*X2+B, B jest to wartość przesunięcia (Bias)
LB-600 informacje Rys.3. Schemat blokowy algorytmu regulacji kaskadowej; REG1- regulator główny, który w trybach pracy A, M pracuje jako normalny regulator stałowartościowy, natomiast w trybie K (kaskada) stanowi źródło wartości zadanej dla regulatora pomocniczego REG2, który w tym trybie pracy przejmuje sterowanie

Występują przypadki, kiedy zmiana uchybu regulacji poza pewne granice może spowodować wyjście sterowania poza strefę stabilności. W takich przypadkach stosuje się regulacje PID z tzw. działaniem przełącznym.
 

LB-600 informacje
Rys.4. Schemat blokowy algorytmu PID
z działaniem przełącznym, gdzie występują niejako dwa zestawy nastaw PID (k p, k pp; T i,T ip; T d, T dp ); w przypadku gdy ustawiony alarm od przekroczenia wartości uchybu regulacji przekroczy wartość AHd lub ALd następuje automatyczne przełączenie nastaw

Specyfika pewnych procesów technologicznych wymaga niekiedy stosowania specjalnych algorytmów sterowania. Przedstawiony poniżej algorytm "feed forward" polega na dodaniu do sygnału sterujacego, sygnału z zewnętrznego źródła (w domniemaniu z innej zmiennej procesu).
 

LB-600 informacje Rys.5.
Schemat blokowy algorytmu "feed forward"; 
FF- sygnał sprzężenia dodawany do sygnału sterującego we wszystkich trybach pracy regulatora
a) LB-600 informacje
b)
 
LB-600 informacje
Rys.6. Charakterystyki zmian współczynników k p i T i w algorytmach 
a) PID NL2, 

b) PID NL1

     

Wiele procesów regulacji szczególnie o charakterystyce nieliniowej wymaga stosowania algorytmów dynamicznych tzn. takich gdzie w funkcji zmian uchybu regulacji zmieniaja się parametry PID regulatora. Regulatory LB-600 i LB-625, posiadają w swoich bibliotekach dwa algorytmy tego typy. Algorytmy te to PID NL1, gdzie: LB-600 informacje oraz PID NL2, gdzie  LB-600 informacje . Na rys. 6 przedstawione zostały charakterystyki obu algorytmów.

2. Regulacja predykcyjna

Do regulacji obiektów z opóźnieniami (spotykane zawsze, gdy ma się do czynienia z transportem mas np. wszelkiego rodzaju przepływy, regulacje parametrów fizykochemicznych (pH)) klasyczna regulacja PID daje wyniki nie zawsze zadawalające. W takich przypadkach często stosowane są korektory opóźniajace fazę o transmitancji:

LB-600 informacje

Innym rozwiązaniem jest zastosowanie metody predyktora Smith'a, która polega na sztucznym zlikwidowaniu opóźnienia w pętli regulacyjnej. W rzeczywistości można zrealizować algorytm wg poniższego schematu (rys. 7) o transmitancji:

LB-600 informacje


LB-600 informacje Rys.7. Schemat blokowy predyktora Smith'a

Regulator predykcyjny ma w rzeczywistości strukturę bardziej praktyczną znaną pod nazwą PIR (PI Retard [ opóźniać, zwalniać], w której występują tylko cztery parametry: k p,T I, t R oraz A.

Zakładając, że transmitancja G(s) obiektu została zidentyfikowana jako funkcja:

LB-600 informacje

Widać zatem, że jeżeli przyjmie się: T I=T; t R=t; k p=1/k; to transmitancja obiektu regulowanego za pomocą regulatora PIR będzie miała postać:

LB-600 informacje

tak więc, przy nastawach T I , t R,  k p za pomocą wzmocnienia A można odpowiednio nastroić czas odpowiedzi układu regulacji.

LB-600 informacje Rys.8. Schemat blokowy algorytmu PIR

3. Regulacja pogodowa
 

Regulację zrealizowano w oparciu o podstawy teoretyczne. Teoretyczna temperatura zasilania i powrotu w zależności od temperatury zewnętrznej:

LB-600 informacje
LB-600 informacje

gdzie: j - względne obciążenie cieplne budynków,  LB-600 informacje

LB-600 informacje

jest to współczynnik mocy cieplnej,
w p - iloczyn wybranych współczynników; w (w 1, w 2, w 3) i p (p 1, p 2, p 3).

Do obliczeń przyjęto następujące wartości:

  • temperatura wewnętrzna t w = 20°C
  • temperatura zewnętrzna  t zw = 20°C
  • temperatura zasilania       t z =90°C
Współczynniki:
  • w 1 wietrzność duża 1,000
  • w 2 wietrzność umiarkowana 0,925
  • w 3 wietrzność mała (cisza) 0,850
  • p 1 pochmurno1,000
  • p 2 zachmurzenie zmienne0,950
  • p 3 słonecznie 0,900
  • t p temperatura powrotu 70°C
  • parametr grzejników m 0,33
do obliczeń przyjęto w 2 = 0,925 i p 2 = 0,95
Do regulacji wykorzystano regulator LB-600, w którym:  w torze 1 mierzona  jest temperatura zewnętrzna t z, w torze 2 temperatura zasilania , w torze 3 temperatura powrotu  t p.
Do obliczeń współczynników K1 i K2 wykorzystano krzywą grzania przedstawioną w tablicy 1. Do obliczeń wartości współczynników K1 i K2 wykorzystano zaznaczoną krzywą grzania powstałą z obliczeń uwzględniających współczynniki wietrzności i zachmurzenia. Do obliczeń wykorzystano metodę analizy regresji liniowej. W regulatorze wykorzystano równanie:

Y=K2+(K1*X1+X2)/(K1+1)

gdzie: X1 - temperatura zewnętrzna w skali znormalizowanej, X2 = 0.00

Obliczone współczynniki to:

K1= - 0,577;  K2=0,969

Wartości funkcji Y przedstawiono w przedostatniej (zaznaczonej kolumnie tablicy). Wartość funkcji rzutowana na skalę rzeczywistą daje wartość zadaną dla regulacji kaskadowej nadążnej. Poniżej na rys.9 przedstawiono zestaw krzywych wg. Danfossa. Najbardziej zbliżona do obliczonej jest krzywa 1.4).

Obliczone wartości współczynników K1 i K2 odwzorowują funkcję grzania z dokładnością satysfakcjonującą użytkownika (w skrajnym przypadku odchyłka maksymalna wynosi 1,76°C). Przy wykorzystaniu dodatkowych funktorów warstw 3, 4, 5, 6 lub utworzenia (na zdefiniowane życzenie użytkownika) specjalnych funkcji ciepłowniczych (np. zapisywanie całych tablic grzania do pamięci regulatora) można uzyskać jeszcze większą dokładność regulacji.

Tablica 1. Tablica współczynników grzania

LB-600 informacje

LB-600 informacje

Rys. 9. Krzywe grzania Danfossa
 

4. Funkcja "BACKUP"

Istota funkcji "Awaryjne przełączanie sygnału sterującego - BACKUP"

Opisywana funkcja "Awaryjne przełączanie sygnału sterującego" jest stosowana w układach automatyki w celu bezuderzeniowego przełączania sygnału sterującego w przypadku wystąpienia awarii jednego z urządzeń sterujących. Funkcja ta jest znana w automatyce pod nazwą "BACKUP" i ta nazwa (z racji braku jednowyrazowego odpowiednika w języku polskim) będzie występowała w dalszej części tekstu. Funkcja "BACKUP" w regulatorze LB-600 ma za zadanie realizację bezuderzeniowego przełączenia sygnałów sterujących pochodzących z dwóch urządzeń np. z regulatoraLB-600 i/lub systemu komputerowego, sterownika, stacyjki operacyjnej itp. Istotną cechą omawianej funkcji jest wzajemne śledzenie przez oba urządzenia sygnałów sterujących, aby w momencie przełączenia nie nastąpił w wielu przypadkach niekorzystny dla sterowanego procesu skok sygnału sterującego. Przełączenie sygnałów może być realizowane:

  • poprzez przełączenie bezwarunkowe przez operatora z pulpitu operatorskiego regulatora,
  • poprzez wymuszenie zmiany trybu pracy regulatora przez stację operatorską (poprzez łącze transmisji szeregowej),
  • sygnałem awarii generowanym przez urządzenie współpracujące,
Funkcja "BACKUP" realizowana w regulatorze LB-600 polega na przełączeniu stanu pracy regulatora przy czym rozróżnia się dwa stany:
    stan lokalny (M, A i/lub K) w którym regulator LB-600 jest urządzeniem sterującym, a więc sygnał sterujący pochodzi właśnie z niego,
    stan zewnętrzny (C), w którym regulator mierzy i śledzi sygnał zewnętrzny (np. ze sterownika), natomiast jest nieaktywny w sensie sterowania.
Tablica 2 przedstawia tryby pracy regulatora z podziałem na dwa stany z punktu widzenia funkcji "BACKUP" tj. stany M, A i K oraz stan C.

LB-600 informacje

Tablica 2. Tablica stanów logicznych funkcji "BACKUP"

Poniższy rysunek przedstawia schemat blokowy realizacji funkcji "BACKUP". Schemat ten przedstawia ideologię przełączania funkcji "BACKUP" przez regulator LB-600 w przypadku wykorzystania sygnału awarii urządzenia redundowanego. Sama jednakże funkcja jest bardziej złożona i wymaga znajomości w zakresie strukturyzacji i parametryzacji regulatora LB-600.
 

LB-600 informacje Rys.10. Schemat blokowy realizacji funkcji "BACKUP"

5. Dobór nastaw PID

Dobór nastaw regulatora zależy od:

  • własności statycznych i dynamicznych układu regulacji,
  • wymagań stawianych przed układem regulacji,
  • wybranego typu regulatora.
Dobór nastaw regulatora zapewniających poprawną i stabilną pracę układu regulacji zapewnia tzw. metoda Zieglera-Nicholsa. Posługując się tą metodą należy wykonać  następujące czynności:
  • uruchomić układ regulacji z regulatorem odziałaniu P, tzn. wyłączyć działanie całkujace i  różniczkujące, T i=T iMAX,  T d = 0
  • zwiększać współczynnik wzmocnienia K p ,aż do wystąpienia w przebiegu wielkości regulowanej oscylacji o stałej amplitudzie; stan ten oznacza osiągnięcie granicy stabilności, współczynnik wzmocnienia ma wartość krytyczną k pkr,
  • odczytać z przebiegu wielkości regulowanej okres oscylacji T osc [s],
  • obliczyć nastawy regulacyjne regulatora wg formuł:

  • P         K p=0,5 K pkr,
    PI        K p =0,45 K pkr,  T i = 0,85 T osc,
    PID     K p= 0,6 K pkr ,   T i =   0,5 T osc,    T d= 0,12 T osc,

Po uruchomieniu i ocenie działania układu z regulatorem o algorytmie P/PI/PID można podjąć próby zastosowania bardziej złożonych algorytmów regulacji, np. PID NL, DZIAŁANIE PRZEŁĄCZNE  itp.

W zależności od typu regulatora dobór nastaw obejmuje następujące parametry:

  • regulator o wyjściu ciągłym "ANALOG"  K p, (K pp), T i, (T ip), T d, (T dp), SP, ewentualnie R i B,
  • regulator dwustawny "2P" K p, (K pp ), T i,(T ip), T d, (T dp), SP, ewentualnie R i B, oraz parametry: T 2P - okres generowanego na wyjściu regulatora sygnału dwustawnego, T wł.2P - czas określający nieczułość regulatora.  T 2P i T wł.2P dobierać eksperymentalnie w zależności od rodzaju i wielkości urządzenia wykonawczego, tak aby nie dopuścić do zbyt dużej częstości załączeń.
LB-600 informacje Rys.11 Sygnały wyjściowe regulatorów typu 2P o algorytmach P, PI, PID
  • regulator trójstawny 3P; nastawy dla wyjścia "grzanie": K p+, T i+ , T d+  nastawy dla wyjścia "chłodzenie": K p-, T i-, T d-, SP i ewentualnie R i B oraz dla każdego wyjścia niezależnie okres generowanego sygnału dwustawnego T 3P+, T 3P-,
LB-600 informacje Rys.12. Przykładowy przebieg sygnału wyjściowego regulatora 3P
  • regulator trójstawny ze sprzężeniem zewnętrznym 3P sprz. zew.; K p,(K pp ), T i, (T ip),T d, (T dp), SP i ewentualnie R i B oraz parametry:
    • T 3Psz  - czas pełnego przestawienia siłownika,
    • S 3Psz  - strefa nieczułości regulatoraw % sygnału wyjściowego,
    • T wył.min.- minimalny czas wyłączenia siłownika,
    • S dp  - strefa dokładnego pozycjonowania.
Parametry S 3Psz, T wył.min. należy dobrać odpowiednio w celu zabezpieczenia silnika elektrycznego o zmiennym kierunku obrotów przed uszkodzeniem.
  • regulator trójstawny ze sprzężeniem wewnętrznym 3P sprz. wew.(krokowy) K p,(K pp), T i,(T ip), T d, (T dp ), SP i ewentualnie R i B oraz parametry:
  •     T 3Psw - czas pełnego przestawienia siłownika,
  •     T wł.min.- minimalny czas włączenia siłownika,
  •     T wył.min. - minimalny czas wyłączenia siłownika przy zmianie kierunku działania.


Parametry T wł.min. , T wył.min. należy dobrać odpowiednio w celu zabezpieczenia silnika elektrycznego o zmiennym kierunku obrotów przed uszkodzeniem.

5.1. Automatyczny dobór nastaw PID

Regulator mikroprocesorowy LB-600 posiada możliwości realizacji funkcji samostrojenia (automatyczny dobór nastaw PID w punkcie pracy) wg.:

  • metody Cohena-Coona,
  • wyboru jednego z trzech kryteriów jakości regulacji: (5% przeregulowania, 20% przeregulowania, minimum całki z kwadratu uchybu regulacji),
  • zasady Zieglera-Nicholsa,
Dobór nastaw regulatora zależy od:
  • własności statycznych i dynamicznych układu regulacji,
  • wymagań stawianych przed układem regulacji,
  • wybranego typu regulatora.
W regulatorze LB-600 nastawy obliczane są automatycznie wg parametrów eksperymentu identyfikacyjnego.
Po udanym eksperymencie identyfikacyjnym użytkownik otrzymuje obliczony zestaw nastaw PID, które automatycznie albo po uprzedniej akceptacji zapisywane są do tablic struktury regulatora. W regulatorze LB-600 po udanym eksperymencie identyfikacyjnym uzyskuje się nie nastawy regulatora, lecz parametry identyfikacyjne regulowanego obiektu (procesu):
  • T - stała czasowa obiektu,
  • k o - wzmocnienie obiektu,
  • T o - czas opóźnienia obiektu
Otrzymane w eksperymencie parametry identyfikacyjne obiektu regulacji są istotne z uwagi na możliwość opisu dynamiki obiektu i realizacji innych, specjalistycznych algorytmów adaptacyjnych.

Na podstawie parametrów identyfikacyjnych oraz wyboru odpowiedniego kryterium jakościowego użytkownik współdecyduje o nastawach PID, jakie zostaną wprowadzone do struktury regulacyjnej.

Tablica 3.

Tablica przedstawiająca zależności matematyczne pomiędzy parametrami identyfikacyjnymi obiektu, a nastawami PID obliczonymi dla danego algorytmu regulacji.

LB-600 informacje

T - stała czasowa obiektu, k o - wzmocnienie obiektu, T o - czas opóźnienia obiektu,
k - wzmocnienie regulatora, T i - czas zdwojenia regulatora, T d - czas wyprzedzenia regulatora, t r - czas regulacji, x - współczynnik przeregulowania
 

5.2. Warunki poprawnego przeprowadzenia eksperymentu samostrojenia

Procedura automatycznego doboru nastaw optymalnych polega na określeniu pewnych niezbędnych parametrów regulowanego procesu na podstawie przeprowadzonego eksperymentu. Na podstawie tych parametrów procedura dobiera nastawy k p, T i oraz  T d regulatora (wg wybranego kryterium jakości regulacji w tym również wg zasad Zieglera-Nicholsa) dla regulacji ciągłej PI lub PID. Procedura ta popularnie zwana samostrojeniem, wspomagana jest przez użytkownika, który musi podać pewne uwarunkowania, jakie muszą być spełnione w celu zapewnienia optymalnych warunków  eksperymentu.

Samostrojenie przeznaczone jest przede wszystkim dla obiektów statycznych, dla których spełniony jest warunek:

LB-600 informacje

Stosunek opóźnienia obiektu do jego zastępczej stałej czasowej mieści się w granicach od 0,1 do 0,6. Samostrojenia nie należy stosować dla obiektów o stałych czasowych mniejszych od kilkunastu sekund. Samostrojenie przeprowadza się w układzie zamkniętym tak jak na rys. 13
 

LB-600 informacje Rys.13
Schemat blokowy podstawowego układu regulacji; 
 
SP - wartość zadana, 
PV - wartość mierzona, 
CV - sygnał sterujący

Z uwagi na konieczność blokowania możliwości włączania procedury przez osoby nieuprawnione, oprócz ogólnie obowiązującego hasła, wprowadzono indywidualną blokadę w poszczególnych kanałach regulatora. Aby odblokować włączenie samostrojenia w danym kanale należy wpisać pod odpowiedni adres, odpowiednią wartość parametru (patrz tablice konfiguracyjne). Ponadto wskazane jest zablokowanie możliwości zmiany wartości zadanej (SP) w czasie samostrojenia.

Nie jest to warunek konieczny, jednakże aby zapobiec dokonywaniu zmian SP w trakcie eksperymentu (układ musi być w stanie równowagi) zaleca się na czas trwania eksperymentu dokonanie blokady.

Ponieważ amplituda sygnału mierzonego zależy nie tylko od amplitudy sygnału sterującego, ale także od właściwości obiektu, zaleca się, aby użytkownik pierwszy eksperyment dla każdego obiektu przeprowadził przy małej amplitudzie sygnału sterującego. Amplituda sygnału mierzonego jest proporcjonalna do amplitudy sygnału sterującego; np.zwiększenie amplitudy sygnału sterującego o 50% spowoduje zwiększenie amplitudy sygnału mierzonego także o 50%. Właściwość ta pozwala użytkownikowi oszacować jaką maksymalnie wartość amplitudy sygnału sterującego może ustawić.

Użytkownik ma wtedy możliwość oceny nowych nastaw przed ich wprowadzeniem. Jeżeli eksperyment zakończy się niepowodzeniem, zaleca się jego powtórzenie przy innych wartościach parametrów (gdy jest to możliwe). Szczególną uwagę należy zwrócić na zapewnienie dokładniejszej stabilizacji i zwiększenie amplitudy wymuszenia. W przypadku dużych zakłóceń pomiarowych zaleca się włączenie filtracji o wartości takiej, aby tylko nieznacznie wpływała na właściwości obiektu (filtracja nie powinna być większa od 0,1 zastępczej stałej czasowej obiektu).
 

5.3. Opis przebiegu samostrojenia

Eksperyment samostrojenia polega na wprowadzeniu do sygnału sterującego (CV) okresowego zaburzenia o określonej amplitudzie. W trakcie eksperymentu sygnał sterujący będzie generowany symetrycznie wokół punktu pracy. Na podstawie zmian w sygnale regulowanym (PV), wywołanych zaburzeniem, algorytm samostrojenia ustala nowe nastawy. Warunkiem przeprowadzenia eksperymentu samostrojenia jest doprowadzenie obiektu do stanu równowagi wokół punktu pracy, tzn. różnica PV-SP musi być mniejsza od ustalonej wartości.

Doprowadzenie do stanu równowagi może być dokonane automatycznie (przy pomocy dotychczasowych nastaw) lub ręcznie. Procedura samostrojenia może być uruchomiona zarówno w trybie "M" jak i w trybie "A".

Samostrojenie składa się z trzech etapów:

  • doprowadzenie do stanu równowagi,
  • pomiaru poziomu zakłóceń,
  • właściwego eksperymentu.
Czas trwania pierwszego etapu zależy od szybkości osiągnięcia stanu równowagi. Czas trwania drugiego etapu jest stały i wynosi 2 minuty. Czas trwania trzeciego etapu, czyli właściwego eksperymentu zależy od dynamiki obiektu i nie przekracza wartości 6*T z, gdzie: T z  - zastępcza stała czasowa obiektu.
W przypadku stwierdzenia przez procedurę niemożliwości dobrania nastaw, algorytm się wyłącza i sygnalizuje odpowiednim kodem błędu. Eksperyment samostrojenia można wyłączyć w dowolnym momencie:
Regulator przejdzie wtedy w tryb "A" i podejmie regulację z wcześniej ustawionymi nastawami PID. W przypadku pomyślnego zakończenia eksperymentu na wyświetlaczu można podejrzeć nowe nastawy.
Jeśli eksperyment zakończy się niepowodzeniem, pojawi się napis Err, a zamiast wartości nowych nastaw będą wyświetlone numery błędów. Numery te poprzedzone znakiem ujemnym przyjmują wartości od 1 do 4.
Jeśli samostrojenie zakończy się niepowodzeniem, to regulator przechodzi do trybu " A" i podejmuje regulację z wcześniej ustalonymi nastawami PID.
Algorytm samostrojenia w doborze nastaw uwzględnia także wartość stałej czasowej filtracji oraz parametry innych bloków przetwarzających sygnał przed wejściem do bloku regulatora jako parametry obiektu.
Z praktycznego doświadczenia wynika, że najłatwiej uruchomić eksperyment doboru nastaw przełączając dany kanał w tryb pracy "M"  i ustawić wartość sterującą zapewniającą osiągnięcie przez obiekt punktu pracy i następnie uruchomić procedurę. Można także uruchomić procedurę, a następnie ręcznie doprowadzićdo stanu równowagi. W obu przypadkach nie jest wymagane dobieranie wstępnych nastaw regulatora.
Jeśli użytkownik używa nastaw (nawet, gdy nie są optymalne) umożliwiających regulację, może w dowolnym momencie niezależnie od wartości sygnału regulowanego uruchomić eksperyment w trybie "A" i uzyskać nastawy nowe optymalne nastawy obliczone wg wybranego kryterium jakości regulacji w tym również wg zasady Zieglera-Nicholsa.

6. Regulacja obiektów nieliniowych

W automatyce przemysłowej mamy do czynienia z wieloma różnorodnymi procesami, które w dużej mierze wykazują charakter nieliniowy. Jeżeli nieliniowości obiektów regulacji, a także amplitudy sygnałów występujących w układach regulacji są niewielkie, to zwykłe (konwencjonalne) regulatory PID na ogół dobrze spełniają swoje zadanie. Jeśli jednak na układy regulacji oddziałują silne zakłócenia lub, gdy w procesie regulacji należy wprowadzić duże zmiany wartości zadanych, nieliniowości obiektu mogą powodować złą jakość przebiegów przejściowych, a nawet niestabilność układów regulacji.W takich przypadkach najczęściej stosuje się tzw. "ostrożne" nastawy regulatorów. Tak więc nastawia się zmniejszony współczynnik wzmocnienia regulatora lub zwiększony czas całkowania. Owe "ostrożne" nastawy regulatora w wielu przypadkach stabilizują układ regulacji, jednakże z reguły spowalniają działanie regulatora, wyraźnie pogarszając jakość regulacji.

Nieliniowości obiektu regulacji najczęściej zależą od wartości wielkości regulowanej  y .Znacznie rzadziej nieliniowości te zależą także od innych sygnałów, jak na przykład prędkości zmian dy/dt wielkości regulowanej głównego zakłócenia itp. Dążąc do kompromisu między obszarem zastosowań regulatora, a prostotą jego strojenia i użytkowania, konstruktorzy regulatora LB-600 celowo wprowadzili pewne modyfikacje realizacji jego funkcji. Przyjęto więc, że nieliniowości obiektu zależą wyłącznie od amplitudy sygnału y wielkości regulowanej. Warto przy tym ponownie podkreślić, że obiekty nieliniowe o tej właściwości należą do najczęściej spotykanych, a więc są najważniejsze ze względów praktycznych. Regulator LB-600, w każdym kroku sterowania wyznacza sygnał sterujący w oparciu o odpowiednio przeliczone nastawy regulatora, uwzględniające "lokalne" właściwości dynamiczne obiektu regulacji. Ta modyfikacja algorytmu PID sprawia, że odpowiednio dostrojony regulator nie tylko zapewnia stabilność układu regulacji, dla bardzo szerokiego zakresu zmian wartości zadanej, lecz także powoduje polepszenie jakości regulacji.

Sygnał sterujący jest wyliczany w oparciu o algorytm PID

LB-600 informacje                 (1)

gdzie: e (t) - uchyb regulacji.

Cechą szczególną rozwiązania przyjętego w regulatorze LB-600 jest jednak to, że parametry algorytmu k p,k i, k d nie pozostają stałe, lecz w każdym kroku sterowania są uzależnione od wartości sygnału y wielkości regulowanej. Można więc napisać, że:
 

LB-600 informacje       (2)


przy czym f(..) oznacza symbol zależności funkcyjnej, a indeks k oznacza k-ty krok sterowania. Oznaczając (kp) k, itd., uwypuklono zmienność w czasie parametrów algorytmu.
Przypuśćmy więc, że dla małych odchyleń wielkości regulowanej y od wartości y A układ regulacji działa poprawnie, jeśli w równaniu (1) regulatora współczynnik k p= k pA. Podobnie, dla małych odchyleń y od y B powinien w równaniu regulatora występować współczynnik k p= k pB . Na pytanie, jak wyznaczyć wartości  współczynników k pAi k pB, odpowiemy później. Jeśli w kolejnym kroku sterowania wielkość regulowana przyjmuje wartość y leżącą między punktami y A i  y B , to intuicyjnie jest zrozumiałe, że najbardziej odpowiednia wartość współczynnika k p nie będzie równa k pAani  k pB, lecz będzie jakaś pośrednia, zawarta między k pA i k pB.
W regulatorze LB-600 przyjęto, że bieżący sygnały wielkości regulowanej wyznacza dwa współczynniki

LB-600 informacje                              (3)

pozwalające obliczyć "kompromisowe" wartości parametrów k p, k i, k d .Jest więc:

LB-600 informacje     (4)

W algorytmie zastosowanym w regulatorze LB-600 wykorzystano trójkątne funkcje przynależności często stosowane w logice rozmytej (ang. fuzzy logic), a liczby n 1i n 2są po prostu odpowiednimi współczynnikami przynależności.

Regulator LB-600 jest pewną odmianą tzw.regulatora rozmytego (ang. fuzzy logic controller ).Wiadomo, iż regulatory rozmyte mogą bardzo skutecznie regulować nieliniowe obiekty regulacji, jednakże pod warunkiem, że są właściwie dostrojone. Z kolei, dobór parametrów regulatorów rozmytych nie jest łatwy. Przede wszystkim klasyczne, rozmyte algorytmy regulacji (regulatory Mamdaniego) wymagają algorytmukomputerowego, wspomagającego dobór parametrów . W przypadku regulatora LB-600, dobór parametrów algorytmu regulacji jest bardzo prosty.Jest to jedna z niezmiernie ważnych zalet algorytmu, bowiem skuteczność algorytmu w sensie jakości regulacji i prostota jego dostrojenia, decydują o przydatności praktycznej regulatora.

Aby lepiej ocenić łatwość dostrojenia omawianego regulatora przypuśćmy, że nieliniowy obiekt regulacji jest regulowany za pomocą regulatora dwustawnego (przekaźnikowego), przy czym wartość zadana regulatora przekaźnikowego jest równa y = y A.W wyniku regulacji przekaźnikowej uzyskuje się prostokątny sygnał sterujący ui w przybliżeniu sinusoidalne oscylacje wielkości regulowanej y wokół wartości zadanej  y A . Okazuje się, że z amplitud tych okresowych sygnałów i z okresu ich oscylacji można stosunkowo dokładnie wyznaczyć tzw. wzmocnienie krytyczne i częstotliwość krytyczną. Obie te wielkości wystarczają, aby za pomocą znanej metody Zieglera-Nicholsa, móc wyznaczyć nastawy analogowego regulatora PID. Uwzględniając okres próbkowania, nastawy analogowe odpowiednio przelicza się na parametry algorytmu cyfrowego. Tak więc, wykonanie regulacji dwustawnej dla wartości zadanej  y A pozwala dobrać "lokalne" nastawy regulatora PID obowiązujące w otoczeniu punktu y A . Powtórzenie identyfikacji przekaźnikowej w punkcie y=y B, pozwala dobrać "lokalne" nastawy w punkcie y B, itd. Regulator LB-600 posiada sześć kanałów regulacyjnych, przy czym w każdym kanale można zapamiętać do piętnastu zestawów nastaw "lokalnych" regulatorów PID.

Identyfikację "lokalnych" nastaw potrzebnych dla uruchomienia algorytmu PID FUZZY regulatora LB-600, można wykonać, na przykład, posługując się jego własnym algorytmem samonastrajalnym.
 

6.1. Algorytm PID FUZZY w regulatorze LB-600

Regulator LB-600 powinien znaleźć zastosowanie tam gdzie regulowany proces posiada znaczne nieliniowości, a użytkownik potrafi je określić w sensie ich opisania parametrami PID. W regulatorze zdefiniowana jest tablica (dla każdego z szeciu  kanałów regulacji), gdzie należy wpisać zestawy nastaw PID dla poszczególnych punktów pracy regulatora. Każdy zestaw nastaw PID zawiera:

  • wartość zadaną SP n (określającą punkt pracy "n";),
  • współczynnik wzmocnienia k pn (dla punktu pracy "n";),
  • czas zdwojenia (całkowanie) T in (dla punktu pracy "n";),
  • czas wyprzedzenia(różniczkowanie) T dn (dla punktu pracy "n";),
W każdym kanale regulatora można zdefiniowaćdo 15 zestawów nastaw PID. Nastawy dla poszczególnych punktów pracy (dla danego procesu regulacji) mogą być wprowadzane "ręcznie" w trybie programowania lub jako przesyłka (całej tablicy) w trybie transmisyjnym. Określenie poszczególnych zestawów nastaw PID dla danego procesu może być realizowane w sposób empiryczny przez użytkownika znającego jego właściwości lub poprzez zbieranie nastaw określanych np. przez algorytm samostrojenia regulatora LB-600 pełniącego rolę identyfikatora procesu.

Podstawową cechą charakterystyczną regulatora LB-600 (jak już wspomniano) jest możliwość stabilnej i dokładnej regulacji PID procesów nieliniowych, których właściwości dynamiczne silnie zależą od ustawionej wartości zadanej SP. W przypadku wymienionych powyżej nieliniowych procesów, jeśli zmiany wartości zadanych SP lub zakłóceń mają duże wartości, konwencjonalne algorytmy PID nie zapewniają dokładnej regulacji, a nawet stabilności układów. Z tego właśnie powodu w regulatorze LB-600 zastosowano nowy algorytm PID typu fuzzy logic(nazywany dalej: PID Fuzzy), który samoczynnie korygujeparametry algorytmu, w celu zapewnienia stabilnej i dokładnej regulacji.

Jeśli właściwości dynamiczne nieliniowego procesu zależą od ustawionej wartości zadanej SP, wówczas dla scharakteryzowania dynamiki regulowanego, nieliniowego obiektu można posłużyć się zbiorem kilku lub kilkunastu zestawów (k p, T i, T d) nastaw tzw. lokalnych regulatorów PID, przy czym każdy zestaw nastaw powinien zapewniać odpowiednią regulację w małym otoczeniu danej wartości zadanej SP (w otoczeniu danego punktu pracy). Te zestawy nastaw lokalnych regulatorów PID, nazwane zestawem parametrów identyfikacyjnych, należy określić dla różnych wartości zadanych SP.Wybór wartości zadanych SP zostanie dalej dokładniej opisany. Regulator LB-600 umożliwia wygodny zapis i zapamiętanie łącznie aż 90 zestawów lokalnych nastaw PID, przy czym w każdym z 6 kanałów regulacyjnych można zapamiętaćdo 15 zestawów.

Na rys. 1 zamieszczono przykładową charakterystykę nieliniowego obiektu regulacji, w którym współczynnik wzmocnienia obiektu K ob silnie zależy od przyjętej wartości zadanej SP. Przypuśćmy, że dla małych odchyleń wielkości regulowanej od wartości SP 1 uzyskano zbiór nastaw (k p (1),T i (1), T d (1)) lokalnego regulatora PID. Podobnie, dla wartości zadanej SP 2 uzyskano zbiór nastaw (k p (2), T i (2),T d (2) ), itd. Terminy "zestaw nastaw" lub "zbiór parametrów identyfikacyjnych" oznaczają tablicę liczb:

k p (1), k p (2) ,............,k p (15)
T i (1), T i (2),............,T i (15)
T d (1),T d (2),............,T d (15)

lokalnych regulatorów PID, jak to wyjaśniono powyżej. Zestaw nastaw (zbiór parametrów identyfikacyjnych) może być wpisany do regulatora:

    przez użytkownika znającego "swój"; proces(doświadczenie, wcześniejsze działania identyfikacyjne np. wg procedur Zieglera-Nicholsa itp.); z pulpitu operatorskiego,
    przez użytkownika wykorzystującego np. algorytm samostrojenia regulatora LB-600 pełniącego funkcję identyfikatora, dzięki któremu można zebrać nastawy PID dla różnych punktów pracy, a następnie przepisać je do pamięci regulatora LB-600 lub do pamięci komputera tworząc tzw. bibliotekę zestawów nastaw, przepisując zestaw nastaw z biblioteki nastaw korzystając z komputera np. PC (poprzez konwerter RS232/RS485).
Jak już wspomniano, w regulatorze LB-600 jest możliwe zaprogramowanie do 15 zestawów nastawl okalnych regulatorów PIDdla wybranego kanału regulacyjnego. Przyjęto,że:
    dla regulacji PID: T d=0,25*T i (W pidx=1),- dla regulacji PI: T d=0,000 (W PIDx=0).
Wartości zadane SP 1,..., SP 15 należy wprowadzić do regulatora LB-600 jako wyznaczniki punktów pracy w celu uruchomienia rozmytego algorytmu PID FUZZY przeznaczonego do dokładnej i stabilnej regulacji danego, nieliniowego procesu.
LB-600 informacje Rys.14. Przykładowa charakterystyka nieliniowego obiektu regulacji; 

SP - wartość zadana regulatora, 
K ob- współczynnik wzmocnienia obiektu regulacji. 
Odcinek od SP 1 do SP 15 wyznacza obszar zmian wartości zadanej SP.
 

Należy zauważyć, że na rys. 14 punkty SP 1,SP 2,..., SP 15 nie są rozłożone równomiernie.Są one zagęszczone w obszarze, w którym nieliniowa zależność k ob=f(SP) wykazuje większy stosunek przyrostów dk ob/dSP. Tak właśnie należy postępować przy wyborze lokalnych punktów pracy SP 1,SP 2 ,....., dla których wyznacza się nastawy lokalnych regulatorów PID. W tym sensie właściwości dynamiczne rozpatrywanego, nieliniowego obiektu mogą być scharakteryzowane nie tylko za pomocą zbioru stałych czasowych, współczynników wzmocnień, itp., lecz również za pomocą zbioru nastaw lokalnych regulatorów PID, jak to wyjaśniono powyżej.

LB-600 informacje Rys.15. Trójkątne funkcje przynależności odpowiadające zakresowi wartości zadanych od SP 1 do SP 15; PV x - sygnał wyjściowy obiektu regulacji (wielkość regulowana), n 1 ,n 2 - wartości współczynników przynależności odpowiadające chwilowej wartości sygnału PV x .

Sposób obliczeń parametrów wyjaśniono na rys. 15, na którym przedstawiono tzw. funkcje przynależności odpowiadające zakresowi wartości zadanych SP z rys. 1. Jeśli więc chwilowa wartość sygnału wyjściowego obiektu jest równa PV x wówczas z rys. 15. wynika że:

n 1=(SP 3-PV x)/(SP 3-SP 2 )

n 2=1-n 1

k px(fuzzy)=n 1*k p2 +n 2*k p3

T ix(fuzzy)=1/k px(fuzzy)*(k p2*n 1*T i2+k p3*n 2*T i3)

T dx(fuzzy)=W PID*0,25*T ix(fuzzy)

gdzie: SP 3, SP 2 - są to wartości zadane dla punktów pracy P 3 i P 2 ; PV - rzeczywista wartość regulowana w punkcie pracy P x ; k p2, k p3 współczynniki wzmocnienia w punktach pracy P 3 i P ; k px(fuzzy)  - współczynnik wzmocnienia w rzeczywistym punkcie pracy P x ;T i2,T i(3) - czasy zdwojenia w punktach pracy P 3 i P 2; T ix(fuzzy) - czas zdwojenia w rzeczywistym punkcie pracy P x ;T dx(fuzzy) - czas wyprzedzenia w rzeczywistym punkcie pracy P x ; W PID - współczynnik określający: W PID = 0 => regulacja PI, W PID =1 => regulacja PID

W danym (zdefiniowanym) punkcie pracy regulator pobiera odpowiedni zestaw nastaw (identyfikatorem punktu pracy jest wartość zadana SP) i reguluje wg pobranych nastaw PID. W przypadku kiedy rzeczywisty punkt pracy znajduje się pomiędzy punktami zdefiniowanymi, algorytm dokonuje korekty nastaw w oparciu o logikę rozmytą "fuzzy logic".

Model obiektu regulacji, z którym w czasie badań współpracował regulator LB-600, musiał odwzorowywać niebanalną skalę trudności rozmaitych obiektów spotykanych w praktyce przemysłowej, zarówno pod względem nieliniowych charakterystyk statycznych jak i dynamiki. Uznano, że dla celów badawczych wystarczającą różnorodność i skalę trudności problemu są w stanie zapewnić obiekty o charakterystyce statycznej kwadratowej oraz charakterystyce o dużym wzmocnieniu w środkowej części zakresu regulacji. Za miarę skali komplikacji obiektu uznawano różnice wartości współczynnika wzmocnienia regulatora w różnych punktach pracy, wyznaczanego według tych samych zasad np. w opisanej wyżej procedurze. Parametry procedury samostrojenia raz dobrane nie były zmieniane w czasie trwania eksperymentu, przez co w różnych punktach pracy tolerancje nastaw regulatora, będących wynikiem działania tej procedury, były zbliżone.
Jako dostatecznie trudny przypadek dynamiki obiektu uznaje się zwykle obecność członu nie minimalno-fazowego, co zostało wykorzystane w badaniach regulatora.
Testem regulatora LB-600, przekonującym potencjalnych nabywców aparatu o jego walorach, jest jego poprawna praca w takich warunkach, w których konwencjonalny regulator zapewnia zadowalającą jakość regulacji tylko lokalnie wokół punktu pracy i nie jest w stanie poprawnie działać przy zmianach wartości zadanej w szerszym zakresie.
W celu wprowadzenia do układu złożonych nieliniowości pozwalających uwypuklić właściwości algorytmu PID FUZZY regulatora, wykorzystano dodatkowy (zewnętrzny) układ elektroniczny o przestrajanej charakterystyce oraz nieliniowe procedury warstwy 1 regulatora LB-600. Dobór parametrów charakterystyk nieliniowych był dokonywany eksperymentalnie tak, aby osiągnąć wymaganą, opisaną wyżej skalę trudności z punktu widzenia algorytmu regulatora LB-600.
 

7. Program dwustrefowy

Program dwustrefowy realizowany jest przez regulator w oparciu o kalendarz i przełączanie wartości zadanych w dwóch strefach każdego dnia roku, zgodnie z programem.

LB-600 informacje Rys.16. Sposób wprowadzania wartości do programu dwustrefowego

Numer dnia roku ustawia się w zakresie1÷366. Każdy rok należy traktować jako przestępny, dlatego w latach zwykłych od 1 marca do każdego dnia należy dodawać 1.

Czas T1 włączenia wartości zadanej SP1 należy ustawiać zawsze większy od czasu T2 włączenia wartości zadanej SP2, tzn. T1 > T2.
W każdym dniu objętym PROGRAMEM DWUSTREFOWYM należy ustawić wartość wszystkich czterech parametrów.
Funkcja PROGRAM DWUSTREFOWY jest realizowana w oparciu o zegar czasu rzeczywistego ustawiany w parametrach generalnych (warstwa 0). Wyliczony na podstawie zegara "numer dnia" umożliwia wykorzystanie podanych w tablicy funkcji wartości parametrów: T1, T2, SP1, SP2 dla wybranego dnia. Przykład realizacji funkcji PROGRAM DWUSTREFOWY

W dniu np. nr 19 określono parametry: T2=6,00;T1=14,00; SP1=50%; SP2=60%. Przebieg czasowy przedstawiono na rysunku.

LB-600 informacje Rys.17. Przykład realizacji funkcji dwustrefowej dla np. 19 dnia roku

Podczas realizacji algorytmu dwustrefowego regulator pracuje w trybie K (kaskada). Operator może zmieniać reżim pracy M => A. Przejście do reżimu A (Automatyka) oznacza, że regulator wykorzystuje jako wartość zadaną SP1 lub SP2 w zależności od  tego czy wg zegara i ustawionych parametrów T1 i T2 jest to strefa włączenia czy wyłączenia.

8. Program czasowy (regulacja programowa)

Program czasowy realizowany jest w oparciu o algorytm zmiany wartości zadanej w kolejnych krokach, których ilość może wynosić do 366. W każdym kroku podaje się długość trwania kroku i wartość zadaną. W przypadku gdy w kroku "k" wartość zadana SP k jest różna od SP k+1, zaprogramowany czas t k realizuje narastanie/opadanie liniowe wartości zadanej SP k+1 w tym czasie. W przypadku gdy SP k=SP k+1, zaprogramowany czas t k stanowi okres trwania wartości zadanej.

LB-600 informacje Rys.18. Sposób wprowadzania wartości do programu czasowego
LB-600 informacje Rys.19. Przykład realizacji algorytmu PROGRAM CZASOWY

W każdym kroku użytym w funkcji PROGRAM CZASOWY należy ustawić wartości wszystkich trzech parametrów.

  • Uruchomienie funkcji PROGRAM CZASOWY następuje w przypadkach:
    • przełączenia przez operatora w regulatorze reżimu pracy A => K, po uprzednim ustawieniu na dolnym wyświetlaczu numeru kroku, od którego ma się rozpocząć PROGRAM CZASOWY,
    • od alarmu technologicznego AL lub AH, ustawianegow warstwie 1, załączającego funkcję na podstawie deklaracji w parametrach generalnych,
    • od stanu sygnału podanego na wejście dyskretne użyte do załączania funkcji,
    • od funkcji sygnalizowania (alarmowania) nastawionej daty i czasu, gdy sygnał wyprowadzono na określone wyjście dyskretne.
    Trwanie stanu alarmowego AL lub AH lub wejścia dyskretnego w stanie aktywnym wywołuje repetycję funkcji PROGRAM CZASOWY  po jej zakończeniu, od pierwszego kroku. Jeżeli w tablicy funkcji zaprogramowano repetycję od kroku Fk, to niezależnie od stanu AL, AH lub stanu wejścia dyskretnego, nastąpi powrót do danego kroku.
    Zatrzymywanie funkcji PROGRAM CZASOWY następuje, gdy:
      zrealizowano wpisaną liczbę kroków i nie zaprogramowano repetycji funkcji oraz sygnały dyskretne uruchamiające start funkcji są w stanie nieaktywnym. następuje wówczas samoczynne przełączenie reżimu pracy K=> A z wartością zadaną SP=SPk(SPk - końcowa wartość zadana w ostatnim kroku),
      przełączenie reżimu pracy K =>A dokonuje operator. Następuje wówczas przejście na regulację stałowartościową z wartością zadaną równą wartości wypracowanej w realizowanym kroku w momencie przerwania.
    9. W dodatku


    Regulator LB-600 dzięki przyjętej filozofii adresowania modułów wejściowo- wyjściowych posiada możliwość konfiguracji przyrządu do realizacji wielu funkcji.

    • klasyczny regulator PID: 2 kanały regulacji ciągłej, 2 trójstawnej lub 4dwustawnej, 2 alarmy - dostęp do pozostałych kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • 20 wejściowy przyrząd pomiarowy z możliwością regulacji ciągłej w 2 kanałach + 2 alarmy - dostęp do pozostałych kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • 20 wejściowy przyrząd pomiarowy z możliwością regulacji trójstawnej w 2 kanałach lub dwustawnej w 4 kanałach, 2 alarmy - dostęp do pozostałych kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • 10 wejściowy przyrząd pomiarowy, regulacja trójstawna w 4 kanałach lub dwustawna w 8 kanałach, 4 alarmy - dostęp do pozostałych kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • 10 wejść analogowych, regulacja ciągła w 4 kanałach - dostęp do pozostałych kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • sterownik realizujący funkcje czasowo-logiczne, bogata biblioteka algorytmów w tym sekwencyjnych, dwa wyjścia analogowe do zadawania sygnału programowego-dostęp do wszystkich parametrów poprzez łącze transmisyjne,
    • 30 wejściowy przyrząd pomiarowy -  dostęp do kanałów pomiarowych poprzez łącze transmisyjne,
    • 24 wejściowy i 18 wyjściowy  sterownik binarny realizujący funkcje czasowo-logiczne, bogata biblioteka algorytmów w tym sekwencyjnych - dostęp do wszystkich parametrów poprzez łącze transmisyjne.
    Regulator LB-600 oprócz możliwości pomiaru całej gamy sygnałów analogowych oraz cyfrowych w standardzie S300, może stanowić element typu Slave systemu SCADowskiego. Protokół Modbus RTU jest dość popularny na świecie i każdy system wizualizacyjny posiada odpowiednie drajwery komunikacyjne umożliwiające współpracę, np. system Fix 32 posiada drajwer Modicon MB1, dzięki któremu uzyskuje się dostęp do ok. 1500 rejestrów zmiennych typu INTEGER lub FLOAT, gdzie pamiętane są zmienne procesowe, konfiguracyjne, binarne stany alarmowe, awaryjne, czasowe, itp.
    Programowanie struktury regulatora może odbywać się różnorako:
    • bezpośrednio z klawiatury regulatora poprzez wpisywanie adresu parametru, a następnie jego wartości, na podstawie tablic konfiguracyjnych,
    • zapis wartości poprzez rejestry zmiennych (specjalny program do zapisu pojedynczych rejestrów), programowanie odbywa się z komputera PC poprzez konwerter RS232/RS485,
    • programowanie przy pomocy komputera jak w powyższym przykładzie, jednakże wykorzystując specjalny program SYMULATOR-KONFIGURATOR (rys. 20),
    • programowanie struktury regulatora jak w powyższym przykładzie, wzbogacone o program DIAGRAM (rys. 21), umożliwiający rysowanie struktury regulacji pobierając bloki funkcjonalne z biblioteki funktorów i łączenie ich między sobą liniami. W efekcie końcowym generowany jest automatycznie kod wynikowy, który przesyła się do regulatora. Program umożliwia tworzenie dokumentacji w postaci graficznej oraz tabelarycznej.
    LB-600 informacje

    Rys. 20  Ekran programu SYMULATOR-KONFIGURATOR

    LB-600 informacje
    Rys. 21   Ekran programu DIAGRAM

    Krótki opis niektórych zaledwie możliwości regulatora LB-600 przedstawiony w niniejszym artykule, stanowi swojego rodzaju łącznik pomiędzy wzmianką w książce K. Kostyrko i A. Łobzowskiego, a planowaną na przełom stycznia i lutego 2003, osobną książką poświeconą w całości regulatorowi LB-600, jego umiejscowieniu w procesach nie tylko przemysłowych, zawierającą elementy teoretyczne regulacji, identyfikacji dynamiki obiektów sterowania, elementy logiki rozmytej w tym specjalny algorytm PID FUZZY, itp.

    See also
    Zobacz również
    Regulator LB-600 Regulator LB-600
    Uniwersalny, programowalny sterownik mikroprocesorowy. Regulator mikroprocesorowy PID przeznaczony sterowania i regulacji procesów technologicznych.
    Ocena produktu
    LB-600 info
    Uniwersalny regulator mikroprocesorowy LB-600 został skonstruowany z uwzglednieniem wszystkich wymagań stawianych urządzeniom automatyki przemysłowej.
    Ocena: 5/5, liczba głosów: 14
  • dodaj swoją ocenę
  •