AUTOMATYKA w inżynierii środowiska · 2017. 3. 8. · TAC Xenta 280 można wyświetlić jedynie standardowe drzewo OP. Narzędzie do konfiguracji OP umożliwia ręczne tworzenie

Automatyzacja laboratorium I-33 Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa

1

Instytut Klimatyzacji i Ogrzewnictwa I-33

Instrukcja do laboratorium

z przedmiotu

AUTOMATYKA w inżynierii środowiska

Zawartość:

1. Karta Zadania nr1

2. Karta Zadania nr2

3. Objaśnienia do programu TAC MENTA

4. Opis bloków funkcyjnych

Wrocław 2012

Opracowanie:

dr inż. Piotr Jadwiszczak

mgr inż. Piotr Kowalski

mgr inż. Paweł Szałański

na podstawie materiałów producenta

wersja pierwsza (2012)


2

Karta Zadania 1

ZASOBNIKOWY UKŁAD PRZYGOTOWANIA C.W.U.

Oprogramować programem narzędziowym TAC MENTA sterownik TAC XENTA 301 zasobnikowego układu przygotowania ciepłej wody użytkowej. Schemat ideowy układu według załączonego rysunku. Wymagane funkcje, które mają być realizowane przez sterownik to:

1. Regulacja temperatury ciepłej wody użytkowej.

Zbudować algorytm stałowartościowej, dwustawnej regulacji temperatury ciepłej wody użytkowej. Niezależnie od pojawiających się zakłóceń układ ma utrzymywać stałą temperaturę wody. Dane:

Temperatura zadana c.w.u: Tcwu = 60°C Dopuszczalna histereza: 5°C (55…60°C) Grzałka elektryczna: załącz/wyłącz Cyrkulacja c.w.u.: brak

Zadania pomocnicze:

1.1. Narysuj schemat blokowy regulacji dla tego układu. Poszczególnym blokom przyporządkuj konkretne urządzenia.

1.2. Według jakiego scenariusza powinien działać ten algorytm regulacji? Jakie zakłócenia występują w układzie?

1.3. Ile elementów pomiarowych i wykonawczych powinno się znaleźć w układzie automatycznej regulacji? Określ i uzasadnij ich lokalizację.

2. Okresowa dezynfekcja termiczna

Zbudować algorytm okresowej dezynfekcji termicznej układu. Ma ona polegać na okresowym podnoszeniu temperatury w zasobniku w celu zabicia bakterii (głównie Legionella).

Temperatura dezynfekcji: Tcwu = 70°C Czas trwania dezynfekcji: 1 godzina Częstotliwość dezynfekcji: dwa razy w tygodniu

Zadania pomocnicze:

2.1. Kiedy najlepiej przeprowadzać dezynfekcję? W warunkach i w jakich godzinach?

2.2. Od czego zależy czas trwania dezynfekcji?

Schemat układu:

woda zimna

c.w.u.

podgrzewacz pojemnościowy

GE

grzałka elektryczna


3

Karta Zadania 2

WĘZEŁ CIEPŁOWNICZY

Oprogramować programem narzędziowym TAC MENTA sterownik TAC XENTA 301 dwufunkcyjnego, wymiennikowego węzła ciepłowniczego. Schemat ideowy węzła według załączonego rysunku. Wymagane funkcje, które mają być realizowane przez sterownik to: 1. Regulacja temperatury ciepłej wody użytkowej.

Stałowartościowa regulacja temperatury ciepłej wody użytkowej. Niezależnie od pojawiających się zakłóceń układ ma utrzymywać stałą temperaturę wody. Temperatura zadana c.w.u. Tcwu = 60°C.

W module regulacyjnym c.w.u. ustawić odpowiednio: wartość zadaną, zakres proporcjonalności 50 K, czas całkowania 30 s, czas różniczkowania 0 s, czas ruchu siłownika 60 s, okres próbkowania 1 s.

2. Nadążna (pogodowa) regulacja temperatury wody zasilającej w instalacji c.o.

Regulacja temperatury czynnika grzejnego na zasilaniu instalacji c.o. Tzco w funkcji temperatury zewnętrznej Te – według zadanego wykresu regulacyjnego (tzw. krzywej grzania).

W module regulacyjnym c.o. ustawić odpowiednio: zakres proporcjonalności 60 K, czas całkowania 15 s, czas różniczkowania 0 s, czas ruchu siłownika 120 s, okres próbkowania 10 s.

3. Funkcja ograniczenia maksymalnej i minimalnej temperatury czynnika c.o.

Algorytm zabezpieczający instalację c.o. przed przekroczeniem minimalnej i maksymalnej temperatury czynnika obiegowego.

4. Funkcja zakończenia sezonu ogrzewczego dla c.o.

Automatyczne wyłączenie ogrzewania ma następować przy temperaturze zewnętrznej Te>16°C, ponowne załączenie przy Te


4

Schemat węzła:

AI

AO

DI

DO

wymiennik c.w.u.

I stopień

wym

ien

nik

c.o

.

wymiennik c.w.u.

II stopień

instalacja

c.o. sieć ciepłownicza

c.w.u.

cyrkulacja

PO

PC

ZRco

ZRcw

woda zimna


5

OBJAŚNIENIA DO PROGRAMU TAC MENTA

TAC Menta jest narzędziem do programowania sterowników serii TAC Xenta.

TAC Menta jest programem niezwykle ułatwiającym pracę programisty oraz osoby uruchamiającej układy automatyki. Obsługa programu jest bardzo prosta – TAC Menta korzysta z podstawowych funkcji Windows. Możliwe jest równoczesne uruchamianie wielu aplikacji TAC Menta.

TAC Menta posiada następujące funkcje:

Graficzny język programowania

Tryb edycji

Tryb symulacji

Funkcje on-line

Narzędzie do konfiguracji panela operatora OP

Kreator ładowania (wizard)

Funkcje pomocy

Uruchamianie

Ograniczenia wersji DEMO

Programowanie i język programowania

Program aplikacyjny jest tworzony poprzez wybieranie i łączenie odpowiednich bloków funkcyjnych (function block diagram, FBD). Obliczenia dla wszystkich bloków FBD wykonywane są w stałych cyklach czasowych zdefiniowanych przez użytkownika. Każde wykonanie jest nazywane cyklem programu.

Dwoma podstawowymi elementami FBD są bloki funkcyjne (function blocks, FB) i połączenia. FB przetwarza dane z sygnałów wejściowych i generuje pojedynczy sygnał wyjściowy.

Każdy blok funkcyjny (FB) może zawierać parametry do przetwarzania sygnałów wejściowych. Parametry mogą być wartościami numerycznym, lub stałymi definiowanymi w programie.

Połączenie stanowi połączenie od jednego bloku do drugiego lub do kilku bloków. Dozwolone są jedynie połączenia pomiędzy blokami o takich samych typach sygnałów.


6

Istnieją trzy typy sygnałów:

całkowite (Integer) (16 bitowa liczba ze znakiem),

rzeczywiste (Real) (32-bitowa liczba ze znakiem, z dokładnością do 7 znaków),

binarne (Binary) (0/1 = FAŁSZ/PRAWDA).

Sygnały mogą być deklarowane jako publiczne. Sygnały publiczne są dostępne poprzez sieć przy zastosowaniu TAC Xenta® OP lub TAC Vista®. Lista sygnałów publicznych jest przedstawiona w specyfikacji programu.

Bloki proste

Istnieją różne typy bloków prostych. Każdy z bloków posiada określoną funkcję, ustaloną liczbę wejść i parametrów. Każdy blok generuje jeden sygnał wyjściowy. Parametry bloku mogą być różnych typów, przy czym każdy typ posiada wcześniej ustalony zakres wartości. Istnieje dziesięć różnych grup bloków prostych:

bloki wejść/wyjść,

źródła sygnałów,

funkcje logiczne,

funkcje nieliniowe,

bloki opóźnienia,

akumulatory,

regulatory i filtry,

zmienne systemowe,

programy czasowe i alarmy,

funkcje transformacji.

Bloki wyrażeń

Bloki wyrażeń stosowane są gdy chcemy stworzyć logiczne lub arytmetyczne wyrażenie w jednym bloku. Blok może zawierać zmienną liczbę wejść, wyrażenie (może być złożone) oraz jedno wyjście. Wyrażenie może zawierać wejścia analogowe (oznaczane dużą literą A, B, C,...) lub wejścia binarne (oznaczane małą literą a, b, c, ...). Zmienne wejściowe sortowane są w kolejności alfabetycznej po lewej stronie bloku wyrażenia. Wyrażenia mogą również zawierać zdefiniowane w programie stałe.


7

Bloki operatorów

Operatory są predefiniowanymi blokami wyrażeń z charakterystycznymi ikonami graficznymi. Istnieje pięć grup operatorów:

stałe

operatory matematyczne

operatory porównań

operatory bitowe

inne

Tryby pracy

Tryb edycji (Edit Mode)

Główne okno trybu edycji TAC Menta składa się z pojedynczego okna schematu z dwoma paskami przewijania, gdzie będą wyświetlone bloki funkcyjne. Programista tworzy program FBD przy pomocy myszy, klawiszy funkcyjnych, rozwijanych menu, poprzez umieszczanie bloków funkcyjnych w oknie schematu i rysowaniu połączeń pomiędzy blokami funkcyjnymi. Każdy plik FBD może mieć dołączony plik tekstowy o tej samej nazwie. Edytor tekstu wybierany jest przez użytkownika. Plik tekstowy może być stosowany do opisu funkcji programu.

Tryb symulacji (Simulation Mode)

W trybie symulacji okno aplikacji posiada dwa podokna, okno schematu i okno rejestrów. Okno schematu wyświetla bloki FBD albo tabelę ze wszystkimi publicznymi sygnałami i parametrami.

W trybie symulacji program aplikacyjny może być wykonywany w sposób ciągły, krokowo co jeden cykl lub w określonej liczbie cykli. Podczas symulacji, można obserwować zmieniające się wartości sygnałów. Można zmieniać wartości sygnałów, symulować stan wejść fizycznych oraz rejestrować sygnały na wykresie w oknie rejestracji.

Tryb on-line (połączenia ze sterownikiem)

Tryb on-line TAC Menta jest stosowany do ładowania i uruchamiania programu aplikacyjnego. Użytkownik może odczytywać i zmieniać dynamicznie aktualizowane wartości sygnału w trakcie wykonywania programu aplikacyjnego przez sterownik TAC Xenta. Programy czasowe mogą być pobierane, zmieniane i z powrotem wysyłane do sterownika.

Tryb demo

TAC Menta może pracować bez licencji w trybie demo. Tryb demo umożliwia użytkownikowi wypróbowanie wszystkich funkcji programu (takich jak: zapamiętywanie, symulacje, edycje). Jednakże aplikacja może być zapamiętana jedynie jako aplikacja demo. Oznacza to, że nie będzie możliwe załadowanie aplikacji do jakiegokolwiek sterownika TAC Xenta. Aplikacja demo może być otwarta w licencjonowanym programie TAC Menta, ale nie może być przekonwertowana na wersję dającą się wgrać do sterownika.

Narzędzia

Narzędzie konfiguracyjne panelu operatora (OP)


8

Narzędzie konfiguracyjne OP jest stosowane do tworzenia wyświetlacza panelu operatora (OP). Ekran panela OP zawiera 4x20 znaków. Panel OP daje operatorowi dostęp do statusów, alarmów i parametrów instalacji. Menu na wyświetlaczu ma strukturę drzewa, które może być różne dla każdego sterownika. W TAC Xenta 280 można wyświetlić jedynie standardowe drzewo OP.

Narzędzie do konfiguracji OP umożliwia ręczne tworzenie menu lub zaimportowanie gotowego menu z pliku tekstowego (DOP). Gdy narzędzie do konfiguracji OP jest wywoływane z okna edycji, automatycznie tworzona jest lista wszystkich sygnałów publicznych związanych z daną aplikacją.

Kreator ładowania (Download Wizard)

Narzędzie to ułatwia aktualizację oprogramowania systemowego TAC Xenta oraz przyśpiesza ładowanie programu aplikacyjnego oraz konfiguracji sieciowej do sterowników.

Funkcje pomocy

TAC Menta zawiera system pomocy Windows on-line z kompletną informacją dotyczącą języka programowania TAC Menta, wszystkich bloków funkcyjnych oraz procedur TAC Menta.

1. Bloki wejścia/wyjścia (I/O Blocks)

1.1 AI – Analog Input – Wejście analogowe

Fizyczny sygnał AI AI

REAL

Wejście fizycznego sygnału analogowego do regulatora (np. sygnał z elementu pomiarowego, czujnika).

Edytując właściwości bloku (Edit) nadaje się mu nazwę (Identifier, bez cyfr, spacji, i polskich znaków), jednostki sygnału wejściowego (Unit) oraz opis (Description).

Dla przeprowadzenia symulacji wymagana jest parametryzacja bloku (Bind…). Określane są:

1. Charakterystyka sygnału: zmienna sieciowa (Network Variable), liniowe wejście analogowe (Linear Analog Input), nieliniowe wejście analogowe (Non Linear Analog Input), zmienna LON (SNVT), wartość stała (Constant Value).

2. Nazwa sterownika lub jego modułu do którego ma być podłączony sygnał (Mod Number).

3. Numer fizycznego wejścia do sterownika (Terminal Ref). Znak # oznacza, że dane wejście jest już zajęte przez inny sygnał.

4. Typ czujnika (Sensor) podłączonego do sterownika.


9

5. Stała czasowa czujnika (Time Const) i wartość początkowa sygnału (Initial Value), które są parametrami dodatkowymi.

1.2 AO – Analog Output – Wyjście analogowe

AI AO+

Fizyczny sygnał AO

Wyjście fizycznego sygnału analogowego (0…100%) z regulatora (np. sygnał do elementu wykonawczego − siłownika).



1. Charakterystyka sygnału: fizyczny sygnał wyjściowy (Physical Output), wyjście nie podłączone (Not connected), zmienna LON (SNVT).


3. Numer fizycznego wyjścia ze sterownika (Terminal Ref). Znak # oznacza, że dane wyjście jest już zajęte przez inny sygnał.

4. Wartość początkowa sygnału (Initial Value), napięcie odpowiadające sygnałowi wejściowemu 0% (Voltage 0%) i 100% (Voltage 100%), które są parametrami dodatkowymi.


10

1.3 CNT - Digital Input - Pulse Counter – Wejście cyfrowe – Zliczanie impulsów

Fizyczny sygnał DI CNT

REAL

Blok zlicza fizyczne sygnały cyfrowe (impulsy, np. z ciepłomierza) i przemnaża je przez zadaną wartość (Multipler factor). Przepełnienie licznika następuje przy 32767.



1. Charakterystyka sygnału: licznik impulsów (Pulse Counter), wyjście nie podłączone (Not connected).



4. Mnożnik (Multiplier) stosowany do przemnażania liczby zliczanych sygnałów DI.

5. Tryb pracy licznika impulsów: normalnie otwarty zlicza impulsy DI = 1 (Normally Open), normalnie zamknięty zlicza impulsy DI = 0.

1.4 DI - Digital Input – Wejście cyfrowe

Fizyczny sygnał DI DI

BINARY

Wejście fizycznego sygnału cyfrowego (0/1) pochodzącego z urządzenia zewnętrznego.



11


1. Charakterystyka sygnału: zmienna sieciowa (Network Variable),wejście fizycznego sygnału (Physical Input), sygnał z innego regulatora (Online Device), zmienna LON (NSVT), wartość stała (Constant Value).



4. Wartość początkowa (Initial Value) i tryb pracy bloku (Normaly Open / Normaly Close), które są parametrami dodatkowymi.

1.5 DO - Digital Output – Wyjście cyfrowe

DI DO

Fizyczny sygnał DO

Wyjście fizycznego sygnału cyfrowego (0/1) do urządzenia zewnętrznego.



1. Charakterystyka sygnału: wyjście fizycznego sygnału (Physical Output), nie podłączony (Not connected), zmienna LON (NSVT).


12


3. Numer fizycznego wyjścia ze sterownika (Terminal Ref). Znak # oznacza, że dane wejście jest już zajęte przez inny sygnał.

4. Wartość początkowa (Initial Value), która jest parametrem dodatkowym.

1.6 DOPU - Digital Pulse Output – Wyjście impulsu cyfrowego

AI DOPU

Fizyczny sygnał DO

Wyjście fizycznego sygnału cyfrowego w postaci impulsu (0/1) o konkretnej długości trwania. Blok generuje impuls cyfrowy (0/1) którego czas trwania w sekundach określony jest sygnałem wejściowym AI bloku (w sekundach).



1. Charakterystyka sygnału: wyjście fizycznego impulsu (Digital Pulse Output), nie podłączony (Not connected).


3. Numer fizycznego wyjścia ze sterownika (Terminal Ref). Znak # oznacza, że dane wejście jest już zajęte przez inny sygnał.

4. Początkowa długości trwania impulsu (Initial Value) podana w sekundach.

5. Minimalna długość impulsu cyfrowego (Min. Pulse) podana w sekundach – rozkazy AI wygenerowania krótszego impulsu nie są realizowane. Takie rozkazy są przechowywane do realizacji w następnym cyklu programu (są sumowane).


13

2. Bloki nadajniki sygnału (Signal Sources)

2.1 NCYC - Program Cycle Counter – Licznik cykli programu

NCYCInitValue

Final

INTEGER

Licznik cykli zaprogramowanego algorytmu sterowania lub regulacji. Blok (licznik) zwiększa wartość wyjścia za każdym cyklem programu.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej wskazania licznika (InitValue) oraz wartości końcowej (Final), po osiągnięciu której licznik wraca do InitValue i kontynuuje zliczanie cykli. Gdy InitValue < Final licznik zwiększa sygnał AO o 1 z każdym cyklem programu, a zmniejsza o 1 gdy InitValue > Final.

2.2 OSC – Oscillator – Oscylator cyfrowy

OSCCycle Time

Pulse Time

BINARY

Oscylator cyfrowy 0/1. Generuje parametryzowany cyfrowy sygnał pulsacyjny 0/1 o zadanym okresie i czasie trwania (sekundy).



14

Parametryzacja bloku obejmuje podanie: okresu pulsowania (Cycle Time, co ile impuls) w sekundach oraz czasu trwania impulsu (PulseTime, jak długi impuls) w sekundach. Wartości te zaokrąglane są automatycznie do krotności czasu trwania cyklu programu (np. 1 sekundy).

2.3 PVB - Binary Value Parameter – Cyfrowa wartość stała

PVB

InitValue

BINARY

Cyfrowa wartość stała. Blok stale generuje sygnał cyfrowy o stałej wartości (0 lub 1).


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości generowanego sygnału (InitValue).

2.4 PVI - Integer Value Parameter – Analogowa wartość stała, liczba całkowita

PVI

InitValue

INTEGER

Analogowa wartość stała (liczba całkowita). Blok stale generuje sygnał analogowy o zadanej wartości w postaci liczby całkowitej.




15

2.5 PVR - Real Value Parameter

PVR

InitValue

REAL

Analogowa wartość stała (liczba rzeczywista). Blok stale generuje sygnał analogowy o zadanej wartości w postaci liczby rzeczywistej.



3. Bloki funkcji logicznych (Logical Functions)

3.1 AND - Logical AND Gate – Logiczne I

wejście 1, BINARY AND

BINARY, wyjście

wejście 2, BINARY

Bramka logiczna AND (I). Blok generuje sygnał wyjściowy jako sumę logiczną dwóch sygnałów wejściowych (tabela).

wejście1 wejście2 wyjście

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1


16

3.2 NOT - NOT Gate – Negacja logiczna

wejście, BINARY

BINARY, wyjście

Bramka logiczna NOT (zaprzeczenie). Blok odwraca wejściowy sygnał cyfrowy z 1 na 0 i z 0 na 1 (tabela).

wejście wyjście

0 1

1 0

3.3 OR - OR Gate – Logiczne ORAZ

wejście 1, BINARY OR

BINARY, wyjście

wejście 2, BINARY

Bramka logiczna LUB (alternatywa). Blok generuje sygnał wyjściowy jako alternatywę logiczną dwóch sygnałów wejściowych (tabela).

wejście1 wejście2 wyjście

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

3.4 PULSE - Pulse Generator – Generator impulsów

wywołanie impulsu, BINARY PULSE

t

pl

BINARY, impuls o długości pl długość impulsu, sek, REAL

Generator impulsów. Blok generuje impuls cyfrowy, którego parametry określają dwa sygnały wejściowe bloku:

1. t (Trig) – cyfrowy sygnał inicjujący generowanie impulsu. Gdy sygnał t zmienia się z 0 na 1 generowany jest impuls cyfrowy.

2. pl (PulseLength) – analogowy sygnał typu REAL określający długość trwania impulsu wyjściowego w sekundach.

Wartości te zaokrąglane są automatycznie do krotności czasu trwania cyklu programu (np. 1 sekundy).


17

Wejście DI (wywołanie impulsu)

Wyjście DO (generowany impuls)

0

1

1

0

Długość impulsu(PulseLength)określona AI

Długość impulsu(PulseLength)określona AI


3.5 SR - Set-Reset Flip-flop

set, BINARY SR

s

r

InitValue

BINARY, wyjście reset, BINARY

Zależnie od wartości cyfrowych sygnałów wejściowych blok generuje cyfrowy sygnał wyjściowy w następnym cyklu (t+1) programu według zależności podanej w tabeli:

set (t) reset (t) wyjście (t+1)

0 0 wyjście (t)

0 1 0

1 0 1

1 1 not (wyjście (t))

t = cykl aktualny, t+1 = cykl następny

Gdy oba wejścia są wyłączone (0), wyjście pozostaje bez zmian. Gdy oba wejścia są aktywne (1) wyjście zmienia się co cykl (negacja poprzedniego).


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej generowanego sygnału (InitValue).


18

s - set

Output

1

0

1

0

1

0

r - reset

3.6 TRIG – Trigger – Pojedynczy impuls cyfrowy

wejście, BINARY

TRIG

Mode

BINARY, wyjście

Po pojawieniu się sygnału wejściowego o wartości 1 blok generuje cyfrowy sygnał wyjściowy (impuls), którego czas trwania równa się długości cyklu programu.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości typu INTEGER określającej tryb pracy bloku (Mode).

Zależnie od trybu pracy (Mode) blok generuje impuls:

Mode = 0 i 1: gdy wejście zmienia się z 0 na 1

Mode = 2: gdy wejście zmienia się z 1 na 0

Mode = 3: przy dowolnej zmianie wartości sygnału wejściowego

Wartość większa od 3 powoduje pracę bloku w trybie 3.

4. Bloki funkcji nie liniowych (Non-linear Functions)

4.1 AHYST - Analog Hysteresis – Histereza analogowa

wejście, REAL

AHYSTRise

Fall

REAL, wyjście



19

Parametryzacja bloku obejmuje podanie: górnego ograniczenia sygnału wejściowego (Rise), dolnego ograniczenia sygnału wyjściowego (Fall).

Sygnał wyjścia = wyjścia, gdy jego wartość znajduje się poza zakresem .

Gdy Rise>Fall to przebieg sygnału w pętli jest przeciwny do ruchu wskazówek zegara (patrz rysunek poniżej) lub gdy Rise>Fall to przebieg sygnału w pętli jest zgodny z ruchem wskazówek zegara.

0

0 100%

100%

Fall Rise Variable

Output

4.2 HYST - Binary Hysteresis – Histereza z wyjściem cyfrowym

wejście, REAL

HYSTActivate

Deactivate

BINARY, wyjście


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości typu REAL będącej progiem załączenia sygnału wyjściowego o wartości 1 (Activate), wartości typu REAL będącej progiem wyłączenia sygnału wyjściowego o wartości 0 (Deactivate).

Jeżeli ActivateDeactivate blok działa zgodnie ze schematem zamieszczonym na poniższym rysunku.

0

1

Deactivate Activate Variable

Output


20

4.3 LIMIT - High/Low Signal Limit – Ogranicznik sygnału

wejście, REAL

LIMIT

MinValue

MaxValue

REAL, wyjście

Blok ogranicza sygnał wejściowy do zadanych wartości maksymalnej i minimalnej (wyjście nie przekroczy wartości maksymalnej i minimalnej podanej w bloku).


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: minimalnej wartości sygnału wyjściowego (MinValue), maksymalnej wartości sygnału wyjściowego (MaxValue).

4.4 MAX - Maximum Signal Selektor – Wybór większej wartości analogowej

wejście 1, REAL MAX

REAL, wyjście wejście 2, REAL

Blok wybiera większą wartość z dwóch analogowych sygnałów wejściowych.


4.5 MIN - Minimum Signal Selector – Wybór mniejszej wartości analogowej

wejście 1, REAL MIN

REAL, wyjście wejście 2, REAL

Blok wybiera mniejszą wartość z dwóch analogowych sygnałów wejściowych.


21


5. Bloki opóźniające (Delay Blocks)

5.1 DELAY - Delayed On/Off – Opóźnienie załączenia/wyłączenia

wejście, BINARY

DELAY

DelayOn

DelayOff

BINARY, wyjście

Blok opóźnia zmianę sygnału wejściowego – opóźnia zmianę sygnału z 0 na 1 oraz z 1 na 0 o czas podany w sekundach osobno dla załączenia i wyłączenia.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości (typ REAL) opóźnienia załączenia (zmiany sygnału z 0 na 1) w sekundach (DelayOn), wartości (typ REAL) opóźnienia wyłączenia (zmiany sygnału z 1 na 0) w sekundach (DelayOff).

Input

Output

0

1

1

0

DelayOn DelayOff

5.2 DELB - Binary Value Delay – Opóźnienie sygnału cyfrowego o jeden cykl

wejście, BINARY

DELB

InitValue

BINARY, wyjście

Blok opóźnia przejście sygnału cyfrowego o jeden cykl programu. W danym cyklu sygnał wyjściowy jest równy sygnałowi wejściowemuI z poprzedniego cyklu.



22

Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej (InitValue) sygnału wyjścia (0 lub 1).

5.3 DELI - Integer Value Delay – Opóźnienie sygnału analogowego typu INTEGER o jeden cykl

wejście, INTEGER

DELI

InitValue

INTEGER, wyjście

Blok opóźnia przekazanie sygnału analogowego (w postaci liczby całkowitej) o jeden cykl programu. W danym cyklu sygnał wyjściowy jest równy sygnałowi wejściowemu z poprzedniego cyklu.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej (InitValue) jako liczby całkowitej.

5.4 DELR - Real Value Delay – Opóźnienie sygnału analogowego typu REAL o jeden cykl

wejście, REAL

DELR

InitValue

REAL, wyjście

Blok opóźnia przekazanie sygnału analogowego (w postaci liczby rzeczywistej) o jeden cykl programu. W danym cyklu sygnał wyjściowy jest równy sygnałowi wejściowemu z poprzedniego cyklu.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej (InitValue) jako liczby rzeczywistej.


23

5.5 SHB - Sample and Hold Binary Value – Próbkowanie sygnału cyfrowego

próbka, BINARY SHB

d

c

InitValue

BINARY, wyjście załącz próbkowanie, BINARY

Blok próbkuje i kopiuje na wyjście wartość sygnału wejściowego d, gdy załączone jest próbkowanie sygnałem c = 1. Gdy próbkowanie zostanie wyłączone (c = 0) sygnał wyjściowy przyjmuje wartość stałą z chwili wyłączenia próbkowania i pozostaje stały, aż do ponownego uruchomienia próbkowania sygnałem c.

próbka (t) załącz próbkowanie (t) wyjście (t+1)

0 0 wyjście (t)

1 0 wyjście (t)

0 1 0

1 1 1

t = cykl aktualny, t+1 = cykl następny


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej (InitValue) sygnału wyjściowego (0/1).

5.6 SHI - Sample and Hold Integer Value – Próbkowanie sygnału analogowego typu INTEGER

próbka, INTEGER SHI

D

c

InitValue

INTEGER, wyjście załącz próbkowanie, BINARY

Blok próbkuje i kopiuje na wyjście wartość sygnału wejściowego D, gdy załączone jest próbkowanie sygnałem c = 1. Gdy próbkowanie zostanie wyłączone (c = 0) sygnał wyjściowy przyjmuje wartość stałą z


24

chwili wyłączenia próbkowania i pozostaje stały, aż do ponownego uruchomienia próbkowania sygnałem c.


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: wartości początkowej (InitValue) sygnału wyjściowego (l.całkowita).

D - variable

Output

1

0

c - control

6. Regulatory i filtry (Controllers and Filters)

6.1 FILT - First Order Filter – Opóźnienie zmian sygnału

wejście, REAL

FILT

Time Const

REAL, wyjście

Filtr tłumiący zmienność sygnału wejściowego. Blok tłumi zmiany sygnału wejściowego zgodnie ze stałą czasową filtra (TimeConst).


Parametryzacja bloku obejmuje podanie: stałej czasowej filtra w sekundach (TimeConst).


25

6.2 PIDA - PID Controller - Analog Output – Regulator PID (AO)

Blok regulatora PID z wyjściem analogowym

REAL

Wartość mierzona REAL

Wartość zadana REAL

Tryb pracy INTEGER

Zakres proporcjonalności REAL

Czas całkowania REAL

Czas różniczkowania REAL

Strefa martwa REAL

Poprzedni sygnał sterujący REAL

Wejścia bloku:

MV = Wartość regulowana, pomiar (Measured value).

SP = Wartość zadana (Set point).

Mode = Tryb pracy regulatora określony jest wartością tego parametru:

Mode = 0 => Wyłącz, regulator jest wyłączony, nie działa, sygnał AO = 0 (inaczej AO = TSg).

Mode = 1 => Praca, regulator realizuje proces regulacji.

Mode = 2 => Wymuszenie wartości sygnału AO = UMax.

Mode = 3 => Wymuszenie wartości sygnału AO = UMin.

G = Zakres proporcjonalności P regulatora (Proportional gain). Gdy wartość regulowana MV jest mniejsza od zadanej SP, to przy dodatnim G sygnału sterujący rośnie (sterowanie grzaniem), a przy ujemnym G maleje (sterowanie chłodzeniem).

Ti = Czas całkowania I regulatora (Integral time) podany w sekundach.

Td = Czas różnickowania D regulatora (Derivative time) podany w sekundach.

DZ = Strefa martwa regulatora (Dead zone). Gdy odchyłka regulacji jest mniejsza od DZ, to sygnał sterujący 0.

TSg = Tracking signal (actual value of the previous control signal). Wejście zazwyczaj podłączone bezpośrednio z wyjściem tego samego regulatora lub np. po zewnętrznych ograniczeniach tego sygnału sterującego.

Parametry bloku:

ControlInt (REAL) = okres próbkowania w sekundach. Gdy zmienna wynosi 0, to czas próbkowania jest automatycznie dostosowywany do długości cyklu programu.

UMin (REAL) = minimalna wartość sygnału sterującego (wyjścia z PIDA). Domyślnie 0%.

UMax (REAL) = maksymalna wartość sygnału sterującego (wyjścia z PIDA). Domyślnie 100%.

StrokeTime (REAL) = czas ruchu siłownika w sekundach (czas przejścia od otwarcia do zamknięcia). Parametr ten określa szybkość zmian sygnału wyjściowego modułu PIDA: określa czas konieczny do zmiany sygnału z wartości maksymalnej do minimalnej (lub odwrotnie). Wartość 0 oznacza brak ograniczenia prędkości zmian sygnału wyjścia.

Mode

MV

SP

TSg

G

Ti

Td

DZ

Control Int

PIDA

UMin

UMax

StrokeTime


26

6.3 RAMP - Ramp Filter

Filtr ograniczający szybkość zmiany sygnału analogowego do prędkości podanej w jednostkach na sekundę.

REAL

RAMP

Increment

REAL

Parametry bloku:

Increment = maksymalna szybkość zmiany sygnału podana w jednostkach na sekundę.

Sposób działania:

Output

100

0

0

Input

100

7. Bloki zliczające, liczniki (Accumulators)

7.1 ACCUM – Accumulator

Licznik przyrostu sygnału analogowego. Wykorzystywany do zliczania przyrostu zliczanego sygnału analogowego (rosnącego) o wartość podawaną na wejście i w każdym cyklu programu.

Sygnał zliczany, REAL ACCUM

i

rs

rv

InitValue

REAL Reset, BINARY

Wartość wyjścia dla Reset =1, REAL

Wejścia bloku:

Increment (i) (REAL) = wartość sygnału akumulowana w każdym cyklu programu

Reset (rs) (BINARY) = Reset input (1 = reset)

ResetValue (rv) (RESET) = Wartość jaką przyjmuje sygnał wyjścia po aktywacji resetu.

Gdy Reset = 0, to wartość wyjścia przyrasta w każdym cyklu programu.

Maksymalna wartość licznika określona jest możliwościami programowanego regulatora.

7.2 INTEG – Integrator

Ten blok umożliwia całkowanie wartości przepływu w czasie. Wartość na wyjściu obliczana jest jako suma iloczynów wartości na wejściu r i czasu występowania tej wartości.

Sygnał zliczany, REAL INTEGr

rs

rv

InitValue

REAL Reset, BINARY

Wartość wyjścia dla Reset =1, REAL


27

Wejścia bloku:

Rate (r) (REAL) = zmienna wartość wejściowa

Reset (rs) (BINARY) = Reset input (1 = reset)

ResetValue (rv) (RESET) = wartość jaką przyjmuje sygnał wyjścia po aktywacji resetu

W stanie początkowym wyjście przyjmuje wartość początkową (InitValue). Gdy Reset jest aktywny (rs=1), wyjście bloku jest resetowane do wartości podanej na wejściu rv. Kiedy Reset jest nieaktywny (rs=0), całkowanie jest kontynuowane rozpoczynając od ostatniej wartości podanej na wejściu rv.

Maksymalna wartość licznika określona jest możliwościami programowanego regulatora.

7.3 RT - Run Time Measurement – Licznik czasu pracy

Zlicza czas występowania sygnału o wartości 1 na wejściu i.

Wskaźnik stanu pracy, BINARY RTi

rs

Unit

INTEGER

Reset, BINARY

RunIndication (i) (BINARY)= Wskaźnik stanu pracy (wartość i=1 oznacza pracę)

Reset (rs) (BINARY) = Reset input (reset = 1, zeruje stan licznika)

Unit (INTEGER) = Wybór jednostki wyjścia (0 = godziny, 1 = minuty, 2 = sekundy). Wartość domyślna = 0 (godziny)

Maksymalne wskazanie licznika to 32767. Następnie licznik zatrzymuje się, lecz nie zeruje.

8. Zmienne systemowe (System Variables)

8.1 DATE – Day

DATE

AO

Podaje numer aktualnego dnia w aktualnym miesiącu (od 1 do 31) na podstawie wewnętrznego zegara.

8.2 HOUR – Hour

HOUR

AO

Podaje aktualną godzinę (od 0 do 23) na podstawie wewnętrznego zegara.

8.3 MINUTE - Minute

MINUTE

AO

Podaje aktualną minutę aktualnej godziny (od 0 do 59) na podstawie wewnętrznego zegara.


28

8.4 MONTH - Month

MONTH

AO

Podaje numer aktualnego miesiąca roku (od 1 do 12) na podstawie wewnętrznego zegara. 1 = styczeń, 12 = grudzień.

8.5 RST - Restart

RST

DO

Wyście bloku aktywuje się (DO=1) podczas uruchomienia programu (rozruchu instalacji) po awaryjnym zatrzymaniu (warm start).

9. Harmonogramy czasowe i alarmy (Time Schedules and Alarms)

9.1 TSCH - Time Schedule

TSCH

AO

Week charts, Max. INTEGER Liczba zdarzeń w tygodniowych

Holiday charts, Max. INTEGER Liczba zdarzeń urlopowych

WYJŚCIE INTEGER RO (read only – tylko odczyt)

Blok generuje sygnał wyjściowy dodatni, odliczając w sekundach czas pozostały do rozpoczęcia zdefiniowanej w harmonogramie akcji oraz sygnał wyjściowy ujemny, odliczając czas w sekundach pozostały do zakończenia akcji.

10. Transformation Functions

10.1 CURVE - Curve Function

Wykres regulacyjny (krzywa regulacyjna).

REAL (x)

CURVE

Limit

Dimension

REAL (y)

Parametry bloku:

Limit (BINARY) = wybór między trybem ograniczenia (1) lub ekstrapolacji (0).

Dimension (REAL) = punkty opisujące kształt krzywej regulacyjnej (Pair list x,y) podane jako współrzędne każdego punktu (x,y). y = f(x). Jedna para współrzędnych w jednym wierszu. Krzywa może zawierać maksymalnie 127 punktów. Wartość współrzędnej x ma być rosnąc w kolejnych punktach krzywej.

Między punktami tworzącymi wykres wartości są interpolowane liniowo.


29

Parametr ograniczenie (Limit) służy do uruchamiania funkcji ograniczającej sygnał wyjścia (y), gdy sygnał wejścia znajduje się poza zakresem opisanym pierwszym i ostatnim punktem krzywej. Gdy ograniczenie jest wyłączone (Limit = 0) wartośc sygnału wyjścia jest w takich sytuacjach ekstrapolowana liniowo.

10.2 ENTH - Enthalpy

Temperatura REAL ENTH

T

H

REAL

Wilgotność REAL

Temperature (T) = temperatura termometru suchego °C (°F)

Humidity (H) REAL Relative humidity (%)

OUTPUT REAL RO

Blok oblicza entalpię (kJ/kg) wilgotnego powietrza przy ciśnieniu atmosferycznym jako funkcję temperatury termometru suchego (°C) i wilgotności względnej powietrza (%).

10.3 POLY - Polynomial Function

Funkcja wykładnicza. Blok oblicza funkcję wykładniczą opisaną wzorem:

p x a x a x a x ann

nn( ) ....

11

1 0

REAL

POLY

Order

REAL

Parametry bloku:

Order (REAL) = lista współczynników a0, ... ,an

Stopień równania wykładniczego równa się liczbie podanych w bloku współczynników (wykładników potęgi). Maksymalnie można ich podać 255.

10.4 PRCNT – Percentage - Procent

Blok podaje aktualny procent sparametryzowanego zakresu.

REAL

PRCNTValue 0%

Value 100%

REAL

Parametry bloku:

Value 0% (REAL) = wartość sygnału wejściowego odpowiadająca 0% na wyjściu.

Value100% (REAL) = wartość sygnału wejściowego odpowiadająca 100% na wyjściu.

Wyjście = 100 × (Wejście AI - Value0%) / (Value100% - Value0%)

Sygnał wyjściowy zmienia się w zakresie od 0 do 100.


30

10.5 VECTOR - Vectorial Curve Function

REAL

VECTOR

Xmin

Xmax

Dimension

REAL

Parametry bloku:

Xmin (REAL) = dolny limit sygnału wejścia

Xmax (REAL) = górny limit sygnału wejścia

Dimension (Y(X)) (REAL) = lista wartości funkcji (minimum dwóch, maksymalnie 255) podanych w osobnych wierszach.

Blok VECTOR pozwala zdefiniować funkcję linową z podaniem górnego i dolnego ograniczenia sygnału wyjściowego AO. Funkcja y = f(x) definiowana jest poprzez podanie dolnego i górnego ograniczenia wartości sygnału wejściowego (x) oraz określonej liczby wartości sygnału wyjściowego (y), które są równomiernie rozkładane w zakresie opisanym limitami (x). Między zadanymi punktami wartość funkcji jest interpolowane liniowo.

Przykładowo: ograniczenie sygnału wejściowego (x) do 10 do 30. Zdefiniowanych pięć wartości sygnału wyjściowego (y). Przedział dzielony jest automatycznie na cztery równe części i tym wartościom przyporządkowywane są zdefiniowane wartości (y).

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

0 10 20 30 40

11. Wyrażenia matematyczne (Expressions) – XPR, XPI, XPB

Wejście 1, REAL, INTEGER, BINARY XPR

Expression

REAL (XPR), INTEGER (XPI), BINARY (XPB)

Wejście n-1, REAL, INTEGER, BINARY

Wejście n, REAL, INTEGER, BINARY

W blokach Expression można zapisać proste lub złożone wyrażenie arytmetyczna. Zależnie od rodzaju wyrażenia blok ma kilka różnych wejść sygnału. Graficzny symbol bloku zmienia się zależnie od wielkości równania i liczby wejść.

Zależnie od rodzaju sygnału wyjściowego rozróżnia się trzy rodzaje bloku Expression:


31

XPB = Binary output = blok równania z wyjściem cyfrowym. Gdy wynik obliczeń = 0, to wyjście = 0. Gdy wynik obliczeń jest różny od zera, to wyjście = 1.

XPI = Integer output = blok równania z wyjściem typu INTEGER

XPR = Real output = blok równania z wyjściem typu REAL

Wejścia bloku:

Zmienne będące wejściami bloku definiowane są w wyrażeniu arytmetycznym: za pomocą dużych liter (A, B, C, ...) wejścia analogowe, małymi literami (a, b, c, ...) wejścia cyfrowe. W jednym wyrażeniu nie można stosować tych samych liter małych I dużych np. "A" i "a". Zmiennej wejściowe sortowane są alfabetycznie po lewej stronie bloków Expression.

Stałe Numeryczne to liczy całkowite, które mogą być poprzedzone znakiem + lub -. Po liczbie całkowitej można zastosować znak dziesiętny (.) i liczbę dziesiętną. Liczby można również zapisywać w postaci wykładniczej, przed liczbą całkowitą dodając literę e lub E, a za nimi dwucyfrową wartość typu INTEGER.

Stałe alfanumeryczne to stałe opisane literami (do 20 znaków) zdefiniowane w tabeli wartości stałych. Nazwa stałej musi być wpisywana między dwoma cudzysłowami (“stała”).

Operatory działań matematycznych:

! negacja logiczna

* mnożenie

/ dzielenie

% moduł liczby

+ dodawanie

- odejmowanie, zmiana znaku

> right shift

< mniejszy niż

> większy niż

= większy lub równy

= równy

!= nie równy (inny niż)

& logiczne i (AND)

^ logiczne LUB (OR)

| logiczne LUB (OR)

? : IF-THEN-ELSE = JEŻELI-TO-W PRZECIWNYM WYPDAKU. Zapis "a ? b : c" oznacza: "jeżeli a to b w przeciwnym wypadku c".

x**y x do potęgi y

LN (x) logarytm naturalny

LOG (x) logarytm dziesiętny

EXP (x) exponent, e do potęgi x


32

COS (x) cosinus x (radiany)

SIN (x) sinus x (radiany)

TAN (x) tangens x (radiany)

ACOS (x) arcus cosus x

ASIN (x) arcus sinus x

ATAN (x) arcus tangens x

SQRT (x) pierwiastek kwadratowy x

ABS (x) wartość bezwzględna x

INT(x) liczba całkowita z x

12. OPERATORS – Operatory

12.1 Przełącznik binarny - Digital mux.

BINARY

BINARY

BINARY

BINARY

Binarny łącznik - przekaźnik (wartośći 0 lub 1). Blok stale generuje sygnał binarny o wartości w postaci liczby z jednego z wejść binarnych. Wybór dokonywany jest przez zmianę binarnego sygnału sterującego (0/1).


12.2 Przełącznik analogowy - Analog mux.

BINARY

REAL

REAL

REAL

Analogowy łącznik - przekaźnik (liczby rzeczywiste). Blok stale generuje sygnał analogowy o wartości w postaci liczby rzeczywistej z jednego z wejść. Wybór dokonywany jest przez zmianę binarnego sygnału sterującego (0/1).


33


Documents

AUTOMATYKA w inżynierii środowiska · 2017. 3. 8. · TAC Xenta 280 można wyświetlić jedynie standardowe drzewo OP. Narzędzie do konfiguracji OP umożliwia ręczne tworzenie