ЖУРНАЛ СТА 4/2014

– значение показания датчика S8, ко- торое должно быть достигнуто в ре- зультате перемещения штока; – Величина окрестности около тре- буемого значения показаний датчи- ка S8, внутри которой должно ока- заться текущее значение показаний датчика S8 в результате перемеще- ния штока. Сравнивая текущее значение пока- заний датчика S8 в момент начала движения и требуемое значение, программа определяет направление движения штока с заданной скоро- стью. Шток должен быть останов- лен, когда текущее значение пока- заний датчика S8 окажется внутри заданной окрестности около тре- буемого значения. ● FOLLOWUP позволяет задать значе- ние показания датчика S8, которое должно быть достигнуто в результате позиционирования. Программа за- пускается без параметров и после старта ожидает ввода с клавиатуры требуемого показания датчика. По знаку и величине рассогласования значений текущего и требуемого по- казаний в программе определяется направление движения штока и вы- бирается величина начального сме- щения золотника. Абсолютная ве- личина этого смещения может со- ставлять 1000 мВ, что соответствует максимальной маршевой скорости движения штока, 800, 700 мВ и т.д. с шагом 100 мВ, вплоть до 300 мВ. В ка- честве величины зоны точной оста- новки штока в заданном положении принято значение 10 мВ. В процессе движения штока к заданному поло- жению происходит постоянное счи- тывание текущего значения показа- ния датчика S8 и реализуется ступен- чатое изменение скорости штока с шагом 100 мВ в зависимости от ве- личины и знака рассогласования с требуемым значением показания S8. Движение штока прекращается после того, как значение текущего показа- ния датчика S8 окажется в окрестно- сти ±10 мВ от заданного значения. После завершения процесса пози- ционирования управляющая про- грамма переходит в режим слежения, позволяющий удерживать шток ПП в заданном положении при наличии внешней возмущающей нагрузки. Алгоритм режима слежения по сути представляет собой алгоритм пози- ционирования 4 со ступенчатым (700, 500, 300 мВ) изменением смещения золотника в зависимости от величи- ны и знака рассогласования между значениями текущего и требуемого показаний датчика положения штока в 200, 100, 50 мВ соответственно 5 . Это рассогласование возникает в резуль- тате изменения положения штока при воздействии на него внешней возмущающей нагрузки. Движение штока прекращается, когда это рассо- гласование благодаря режиму слеже- ния становится меньше 10 мВ. ● HANDRIVE реализует позициониро- вание штока ПП в положение, зада- ваемое ручным задатчиком R8 техно- логического пульта управления. Про- грамма запускается без параметров и после старта выполняет считывание с входов модуля ADAM-5017 текущего показания S8 и значения показания, задаваемого R8. Это значение должно быть приведено к диапазону показа- ний S8, соответствующему полному ходу штока ПП. В зависимости от ве- личины и знака рассогласования значений текущего показания S8 и приведённого значения показания R8 выбирается величина начальной ско- рости и направление перемещения штока. Далее реализуется ступенчатое изменение скорости штока (от 1000 до 300 мВ с шагом в 100 мВ) и корректи- ровка направления его движения в со- ответствии с текущим значением и знаком этого рассогласования. Дви- жение штока прекращается после то- го, как величина рассогласования ста- новится меньше 10 мВ. После этого программа переходит в режим слеже- ния. Этот режим аналогичен режиму слежения программы FOLLOWUP за исключением следующего: при изме- нении положения ручного задатчика R8 происходит возврат в режим пози- ционирования для перемещения што- ка в новое положение, соответствую- щее новому значению показания R8, тем самым реализуется режим пози- ционирования штока при динамиче- ски изменяющемся задании положе- ния для позиционирования. ● TABTIMER позволяет записать во флэш-ПЗУ контроллера ADAM-5510E файл SENSDATA , содержащий данные циклического считывания показаний датчика S8 при движенииштокаППиз текущего положения в одно из пре- дельных положений – полностью вы- двинут или полностьювтянут. Вместе с результатами циклического считыва- ния в файл данных записываются мет- ки точного времени, полученные с по- мощью системного таймера контрол- лера ADAM-5510E. Результаты экспе- риментов позволяют рассчитать функ- цию изменения во времени линейной скорости перемещения штока ПП при фиксированном значении смещения золотника, а также оценить возможно- сти модулей ADAM-5017 и ADAM- 5017P по скорости считывания и часто- те обновления показаний, полученных с датчика S8. Эти параметрынепосред- ственно влияют на точность отработки заданного положения в режиме пози- ционирования и в режиме слежения. Р ЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ . В ЫВОДЫ Посредством программы SENS- DRIV была экспериментально определе- на чувствительность пневмопривода: Δ U min = ± 500 мВ. Существование тако- го минимального порогового значения 56 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 4 В качестве альтернативного алгоритма управления рассматривалась и возможность приме- нения ПИД-регулирования. Но для синтеза коэффициентов ПИД-регулятора необходимо определить передаточную функцию системы, а подбор опытным путём оптимальных коэф- фициентов ПИД-регулятора связан с проведением ряда специальных экспериментов для определения реакции системы на задающие и возмущающие воздействия, вообще говоря, до- статочно трудоёмких, с точки зрения обработки результатов. Учитывая невысокую частоту считывания сигнала аналогового модуля ADAM-5017, также можно предполагать, что на- стройка ПИД-регулятора будет затруднена из-за малой частоты замыкания системы и, следо- вательно, большого фазового запаздывания в замкнутом режиме. Применённый алгоритм обеспечил величину маршевой скорости штока, соответствующую смещению золотника ±1000 мВ, то есть примерно 20% от максимально возможной скорости, и погрешность пози- ционирования, не превышающую 1 мм, что удовлетворяло требованиям технического задания. В силу сказанного можно утверждать, что ступенчатый метод управления скоростью штока ПП, строго говоря, разомкнутый, с точки зрения теории автоматического управления, обес- печил выполнение поставленной технической задачи. 5 Представленные значения параметров ступенчатого регулирования скорости при позицио- нировании штока в заданное положение и в режиме слежения были определены эксперимен- тально, в результате многократных прогонов программы FOLLOWUP с различными парамет- рами и различными возмущающими воздействиями на шток.