ЖУРНАЛ СТА 1/2021

В ЗАПИСНУЮ КНИЖК У ИНЖЕ Н Е РА При использовании этого метода в процессе регулирования изменяется длительность положительного импульса, опреде- ляющего мощность выходного сигнала (как и при ПИД-ме- тоде). При равенстве текущей температуры уставке относи- тельная ошибка, а вместе с ней и мощность, используемая на нагрев (охлаждение), становятся равными нулю. Длитель- ность интервала остаётся при этом постоянной. Данный па- раметр является единственным, который зависит только от качества термоизоляции объекта регулирования и подбирает- ся при настройке регулятора. Чем лучше термоизоляция объ- екта стабилизации, тем большее значение может иметь этот параметр и тем экономичнее будет вся система. Таким образом, в предлагаемом методе вместо трёх подби- раемых параметров (коэффициентов ПИД-регулятора) используется только один, имеющий размерность времени. Значение этого параметра может устанавливаться в достаточ- но широких пределах. Исходя из сказанного, схема алгоритма работы стабилизатора температуры представлена на рис. 1. Символы схемы алгоритма обозначают следующие операции. 1 – значение текущей температуры Т вводится с выхода модуля аналогового ввода; 2 – вычисляется процентное отклонение E ( REAL ) значения текущей температуры от уставки UST ( M = 100); 3 – осуществляется проверка: если E ( REAL ) <= 0, то есть T >= UST , то 4 – завершается подача мощности на нагреватель и про- должается ввод значения текущей температуры; в противном случае 5 – процентное отношение типа REAL преобразуется в тип TIME ; 6 – запускается формирователь положительных импульсов ШИМ TIMER 1; 7 – положительный импульс выводится на нагреватель (включается нагреватель); 8 –осуществляется проверка: если длительность положитель- ного импульса больше или равна эквивалентной длительности процентного отклонения текущей температуры от уставки, то 9 – запускается формирователь интервала между положи- тельными импульсами TIMER 2 и выключается нагреватель; в противном случае продолжается формирование положитель- ного импульса; 10 – осуществляется проверка: если длительность интерва- ла больше или равна заданному значению INTERVAL , то за- пускается формирователь положительных импульсов TIMER 1 и вновь включается нагреватель; в противном случае продол- жается формирование интервала. П РОГРАММА ТЕМПЕРАТУРНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ Прикладная программа, реализующая указанный алгоритм, разработана с учётом применения отечественного програм- мируемого контроллера Regul R200 c использованием рас- пространяемого бесплатно программного обеспечения EPSILON LD, созданного на основе CODESYS V3. При на- писании программы использовался редактор CFC (рис. 2). Представленные в программе модули выполняют следую- щие операции. 0 – модуль выбора минимального значения из двух, посту- пающих на его входы. В нормальном режиме стабилизации текущая температура Т всегда меньше или равна уставке UST . В случае превышения текущей температуры над уставкой на выходе модуля 10 (LT) формируется сигнал, запрещающий выдачу положительного импульса на включение нагревате- ля через выход OUTIMP . Вследствие этого исключается пере- регулирование; 1 – модуль получения относительного значения текущей температуры в результате деления значения температуры на температурный гистерезис. Последний представляет собой уставку, уменьшенную на 0,5°. Введение температур- ного гистерезиса позволяет уменьшить среднюю ошибку ста- билизации; 2–3 – эти модули используются для вычисления значения разностной относительной текущей температуры, выражен- ной в процентах; 4 – модуль подготавливает полученное значение относи- тельной температуры в виде переменной типа REAL к пре- образованию в тип TIME , выраженный в секундах; 5 – модуль преобразует переменную типа REAL в тип TIME и запускает TIMER 1; Нет Да Вычисление E ( REAL ) = (1 – T/UST ) · M E ( REAL )<=0 Преобразование E ( REAL ) в E ( TIME ) Нет Да Нет Да 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Начало Ввод текущей температуры Запрет вывода положительного импульса Вывод положительного импульса Запуск таймера положительного импульса TIMER 1 Запуск таймера интервала TIMER 2 TIMER 1>= E ( TIME ) TIMER 2>= INTERVAL Условные обозначения: E ( REAL ) – относительное отклонение текущей температуры от уставки; UST – уставка; M = 100 – масштабирующий коэффициент, переводящий значение относительного отклонения в проценты; TIMER 1 – формирователь импульсов ШИМ; TIMER 2 – формирователь интервала между импульсами ШИМ; INTERVAL – задаваемое значение интервала между импульсами, например, 5 с. Рис. 1. Схема алгоритма работы стабилизатора температуры СТА 1/2021 81 www.cta.ru