ЖУРНАЛ СТА 4/2014

позволяющий выдвинуть шток ПП в заданное положение. ● Определить, с какой точностью шток приходит в указанное положение, а также границы зоны вокруг заданно- го положения штока, внутри которой должна быть установлена минималь- ная скорость движения штока ПП, чтобы шток точно останавливался в нужном месте без перебега и перере- гулирования. Для увеличения скорости позициони- рования перемещение штока ПП из те- кущего в заданное положение разбива- ется на ряд зон регулирования: даль- нюю, среднюю, ближнюю и зону точ- ной остановки в заданном положении. Если относительно целевой точки шток находится в дальней зоне регулирова- ния, то движение начинается с макси- мальной маршевой скоростью. При до- стижении границы каждой последую- щей зоны скорость штока ступенчато уменьшается. Наконец, при вхождении в зону точной остановки в заданном по- ложении скорость штока устанавливает- ся равной определённому раннее мини- мальному значению, а при достижении собственно заданного положения ско- рость штока должна стать равной нулю. Необходимо также выполнить сле- дующие действия. ● Экспериментально определить гра- ницы зон регулирования (в виде со- ответствующих показаний датчика S8) и оптимальное значение скорости штока в каждой из зон. ● Разработать и реализовать алгоритм управления ПП в режиме слежения 2 . ● Обеспечить работу ПП от ручного за- датчика R8 технологического пульта управления. Напряжение с выходов R8 интерпретируется управляющей программой как задание требуемого положения штока в долях от его пол- ного хода (рис. 3). Считывая в реаль- ном времени показания датчика по- ложения штока S8, управляющая программа должна перемещать шток ПП в положение, задаваемое R8, в со- ответствии с описанным алгоритмом регулирования скорости по ступенча- тому закону. При достижении што- ком заданного положения управляю- щая программа должна автоматиче- ски переходить в режим слежения. ● Определить абсолютное и относи- тельное изменение мгновенной ско- рости перемещения штока в зависи- мости от времени его перемещения. ● Определить скорость считывания и частоту обновления данных модуля- ми аналогового ввода ADAM-5017 и ADAM-5017P. Точность отработки штоком ПП заданного положения непосредственно зависит от скорости считывания показаний датчика S8 (и показаний ручного задатчика R8) мо- дулем аналогового ввода ADAM-5017 (или ADAM-5017P) и их последую- щей обработки контроллером. П РИКЛАДНОЕ ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОНТРОЛЛЕРА ADAM-5510E ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПП Для экспериментального решения пе- речисленных задач в СКТБ ПР было разработано прикладное программное обеспечение, в состав которого входят управляющие программы SENSDRIV, TABLEPOS, POSITION, FOLLOWUP, HANDRIVE, TABTIMER . Исходные тексты программ написаны на языке C++ для компилятора Turbo C 3.0 и опе- рационной системыROMDOS 6.0 конт- роллера ADAM-5510E, исполняемые модули записаны во флэш-память конт- роллера. По интерфейсу RS-232 команда на запуск каждой из программ с соответ- ствующими параметрами, набранная в командной строке на компьютере, пере- даётся в контроллер. Окончание ввода команды с параметрами определяется по нажатию клавиши Enter в конце вводи- мой строки. Повторное нажатие клави- ши Enter приостанавливает выполнение программы для ввода новых значений параметров. При нажатии клавиши Esc выполняется выход из программы, при этом шток останавливается (на входы катушки Y80 подаётся напряжение +5 В с учётом дрейфа нуля 3 ). С контроллера на экран компьютера выводятся резуль- таты работы программы. Программы реализуют следующие функции управ- ления движением штока ПП. ● SENSDRIV предназначена для экспе- риментального определения чувстви- тельности привода. Параметром при запуске программы является величина смещения золотника (со знаком плюс или минус). Шток начинает движение с заданной скоростью сразу по окон- чании ввода параметра и продолжает его до тех пор, пока на клавиатуре не будет повторно нажата клавиша Enter. Скорость движения штока будет изме- нена, если после его остановки с кла- виатуры вводится новое значение сме- щения золотника. ● TABLEPOS предназначена для по- строения таблицы соответствия значений расстояния, на которое выдвинут шток ПП, и показаний датчика S8 положения штока. Пара- метрами, задаваемыми при запуске программы, являются смещение зо- лотника (со знаком плюс или минус) и временно й интервал в миллисе- кундах, в течение которого будет поддерживаться заданная скорость. Шток начинает движение с задан- ной скоростью сразу по окончании ввода параметров и останавливается по истечении заданного интервала времени. Далее можно установить новые значения параметров, после чего цикл перемещения штока по- вторится. ● POSITION предназначена для экспе- риментального определения значений параметров, необходимых для пози- ционирования штока ПП в заданное положение. При запуске программы задаются следующие параметры: – скорость движения штока в виде смещения золотника; 54 СТА 4/2014 РАЗ РА БОТ КИ / КОН Т РОЛ Ь НО - ИЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫЕ СИС Т ЕМЫ www.cta.ru 2 Под режимом слежения понимается способность системы управления динамически удер- живать шток ПП в заданном положении при наличии внешних воздействий, стремящихся сдвинуть шток из этого положения. 3 Явление дрейфа нуля было обнаружено непосредственно в ходе экспериментов и состоит в следующем. В зависимости от положения штока, а также направления и скорости его пред- шествующего движения, значение напряжения, которое должно быть подано для полной оста- новки штока, может отличаться от +5 В. Экспериментально было установлено, что величина этой поправки составляет не более 60 мВ по абсолютной величине и всегда отрицательна. Можно предположить, что причинами дрейфа нуля являются, во-первых, инерционность ме- ханической системы поршень–шток, во-вторых, особенности истечения воздушной струи при малых сечениях сопла, когда золотник почти перекрывает отверстие истечения, в-треть- их, несимметричность механических характеристик пружин, входящих в конструкцию про- порционального пневмораспределителя и воздействующих на золотник при его перемеще- ниях. Для вычисления поправки эмпирическим путём была определена ступенчатая функция и написана специальная подпрограмма, которая использовалась во всех программах экспе- римента для компенсации дрейфа нуля при остановке штока. Следует отметить, что для раз- ных экземпляров пропорционального пневмораспределителя величина поправки и эмпири- ческая функция для её вычисления, скорее всего, будут отличаться.