Wejścia, wyjścia. Klawisze, LED L

87
13.
BLOKI FUNKCYJNE
W rozdziale przedstawiono bloki funkcyjne (FB) regulatora RF-537. Uzupełniają one regulację PID rozszerzając zakres zastosowań i pozwalając w pełni wykorzystać zasoby sprzętowe.
Bloki FB umożliwiają m.in. programową regulację pieców grzewczych i suszarń, sterowanie
zależne od czasu dobowego - np. C.O., przetwarzanie pomiarów dodatkowych z przesyłaniem
do komputera, współpracę ze sterownikiem PLC za pośrednictwem wejść/wyjść, sterowanie
logiczno-sekwencyjne urządzeniami pomocniczymi. Przykładami takich urządzeń mogą być
np. pompy obiegowe i mieszające w układzie C.O. Dzięki blokom FB regulator RF-537 jest
zbliżony do sterowników wielofunkcyjnych. Przeważają w nim jednak bloki proste, bo z założenia mają być one tylko uzupełnieniem regulacji PID, która pozostaje zadaniem podstawowym.
Schemat złożony z bloków funkcyjnych konfiguruje się za pomocą panelu czołowego lub
komputera. Pierwszy sposób jest szczególnie przydatny, gdy regulator został już zainstalowany na obiekcie i pracuje, a trzeba dokonać pewnych modyfikacji. Konfiguracja odbywa się
interaktywnie w formie przejścia przez serię pytań i odpowiedzi.
13.1. Charakterystyka ogólna
W regulatorze RF-537 bloki FB spełniają następujące zadania:
1) niestandardowe przetwarzanie wejść analogowych
2) wyznaczanie wielkości zadanej zmiennej z czasem lub kształtowanej w inny sposób
3) sterowanie urządzeń pomocniczych za pomocą wyjść, z których nie korzysta układ PID.
Ilustruje to rys. 13.1. Niezależnie od wejść WE, bloki FB mogą korzystać z sygnałów PID,
zegara RTC, klawiszy „wirtualnych”, odbiornika komunikacyjnego i innych. Sygnały wytwarzane przez bloki trafiają do rejestrów analogowych F i bitowych G, skąd przejmują je obwody wyjściowe i nadajnik komunikacyjny. Ważnym blokiem jest 20-etapowy programator zegarowy umożliwiający sterowanie procesów okresowych.
Rys.13.1. Powiązanie układu PID i bloków
funkcyjnych
Zmienne analogowe, na których operują bloki FB, są 4-bajtowymi liczbami zmiennoprzecinkowymi z zakresu -1038...1038. Wejścia analogowe są przetwarzane na liczby ze znormalizowanego przedziału 0.0...1.0 (0...100%). Wartości 0, 1 zmiennych logicznych są oznaczone
Lo, Hi. Zakresy wyjść analogowych odpowiadają przedziałowi 0.0...1.0 zmiennych wewnętrznych.
Łącznie regulator RF-537 zawiera:
• 60 bloków prostych podzielonych na 10 grup po 6 bloków, różniących się zestawami funkcji
• 5 bloków złożonych - korektor przepływu, aproksymacje (2), programator i zegar RTC
88
• 32 parametry - 16 liniowych i 16 dekadowych, stałe i alarmy.
Listę 33+4 funkcji prostych i złożonych podano w tabl. 13.1. Funkcje proste są podzielone na
matematyczne, logiczne, przerzutniki, funkcje czasowe, przełącznik, filtry i komparator. Niektóre funkcje są zarówno 2- jak i 3-wejściowe, np. ADD, AND, MUL, OR, tak że łączna ich
liczba wzrasta do 40. Funkcje proste nie mają własnych parametrów, ale korzystają z parametrów uniwersalnych, liniowych lub dekadowych. Parametry liniowe są zwykle współczynnikami wzorów i poziomami odniesienia, a dekadowe - stałymi czasowymi, czasami opóźnienia
przekaźników itp.
Funkcje złożone mają własne parametry, ściśle związane z przeznaczeniem funkcji. Są więc
nimi na przykład momenty czasowe, w których w ramach doby lub tygodnia zegar RTC
zmienia wyjście.
Tabl. 13.1. Funkcje proste i złożone regulatora RF-537
przerzutniki
Funkcje proste
funkcje matematyczne
ABS
ADD
AMP
DEBA
DIV
LIMT
LINE
MASE
MISE
MUL
SQR
SUB
wartoœæ bezwzglêdna
dodawanie
wzmacniacz ró¿nicowy
strefa martwa
dzielenie
ogranicznik
funkcja liniowa
wybierak maks. sygna³u
wybierak min. sygna³u
mno¿enie
pierwiastek kwadratowy
odejmowanie
funkcje logiczne
AND
ANDN
BSWI
EXOR
NAND
NOR
NOT
OR
iloczyn
iloczyn z negacj¹ wejœcia
prze³¹cznik binarny
ró¿nica symetryczna
negacja iloczynu
negacja sumy
negacja
suma
DFF
przerzutnik typu D
GENR
generator
JKFFprzerzutnik typu JK
RSFF
przerzutnik typu RS
SHOT
impuls chwilowy
TFF
przerzutnik typu T
funkcje czasowe
PULS
TIMR
impuls d³ugotrwa³y
przekaŸnik zw³oczny
prze³¹cznik, filtry
ASWI
FILT
DIFR
prze³¹cznik analogowy
filtr I-go rzêdu
ró¿niczkowanie (z inercj¹)
komparator
COMP
komparator analogowy
Funkcje z³o¿one
FL
LA, LB
PRG
RTC
korektor przep³ywu
funkcje aproksymuj¹ce
liniowo-odcinkowe
programator zegarowy
zegar czasu rzeczywistego
13.2. Wejścia, wyjścia. Klawisze, LED L
Niżej podano schematy bloków współpracujących z obwodami wejść/wyjść analogowych i
binarnych, „klawiszami wirtualnymi” oraz LED-em L.
89
Wejścia analogowe
•
Sygnały
AI1.S ... AI4.S
wartość po filtracji i ew. pierwiastkowaniu (za przełącznikiem AI1S)
Oznaczenia odpowiadają fazie łączenia CONN (p. 13.5).
• Obwód wejściowy
Wejścia binarne
• Sygnały
BI1.D ... BI8.D
wartość po ew. negacji
(za przełącznikiem BI1 D)
• Obwód wejściowy
Wartości analogowe są na schematach oznaczone liniami ciągłymi,
binarne - przerywanymi.
Niestandardowe wejścia analogowe
Jeżeli INP=FBD, wejścia są generowane przez układ bloków funkcyjnych. Pośredniczy w
tym pierwsza część bloku FB/F składająca się z 4 rejestrów FB1...FB4. Zawartości tych rejestrów po ew. linearyzacji stają się wejściami F1...F4 regulatora PID. F1...F4 można obserwować w VIEW. Druga część bloku FB/F zawiera 4 rejestry F5...F8 pośredniczące między blokami funkcyjnymi a wejściami analogowymi i komputerem. Występują one również w
VIEW.
90
• Sygnały
FB1 ... FB4
rejestry dołączane do wyjść F1...F4 układu PID
lub wyjść AO (zob. wyżej)
F5 ... F8
rejestry dołączane do wyjść AO i pośredniczące
w komunikacji
0.0
wartość początkowa (wstępne połączenie)
Wyjścia analogowe
Zawartości rejestrów F1...F8 mogą być podane na wyjścia analogowe AO1, AO2 w przypadku odpowiedniego ustawienia przełączników AOS. F1...F4 reprezentują wejścia regulatora
PID, a F5...F8 drugą część bloku FB/F.
• Obwody wyjściowe
Wyjścia binarne
Pomiędzy blokami funkcyjnymi a wyjściami BO i komputera pośredniczą rejestry 1-bitowe
G1...G8 („zatrzaski”). Zawartość ich można obserwować w VIEW.
• Sygnały
G1 ... G8
rejestr 1-bitowy dołączany do wyjść BO oraz
pośredniczący w komunikacji
Lo
wartość początkowa
• Obwód wyjściowy
91
Klawisze
RF-537 zawiera 4 „klawisze wirtualne” ogólnego przeznaczenia KE1...KE4 umożliwiające
włączanie/wyłączanie sterowanego urządzenia, zmianę kierunku ruchu, zerowanie itp. W celu
zmiany położenia klawisza należy przejść do PARM, wybrać właściwy klawisz i zmienić Hi
na Lo lub odwrotnie, podobnie jak w przypadku parametrów.
• Sygnały
KE1 ... KE4
wyjścia dwustanowe: Hi, Lo
• Parametry PARM (przełączanie)
KE1...KE4
Hi, Lo
LED L
• Sygnał
LED
wejście diody L ( Lo - zgaszona)
13.3. Bloki i funkcje proste
Regulator RF-537 zawiera 60 bloków prostych podzielonych na 10 grup oznaczonych symbolami MS, MD, MT, SF, CM, GS, GD, GT, FF i TM. Grupy liczą po 6 bloków. W ramach każdej grupy blokom można przydzielać niektóre spośród 40 funkcji prostych. Określa to poniższa tabela. Bloki należące do danej grupy są kolejno ponumerowane, np. MD1, MD2, MD3
itd. Bloki GT oprócz funkcji własnych, mogą realizować również funkcje bloków FF i odwrotnie.
Tabl. 13.2 Bloki i funkcje proste
Grupa
MS
MD
MT
SF
CM
GS
GD
GT
FF
TM
Rodzaj bloków
Funkcje bloków
matematyczne 1-wejściowe ABS
matematyczne 2-wejściowe ADD, DEBA, MUL, SQR, SUB
matematyczne 3-wejściowe ADD, AMP, DIV, LIMT, LINE, MASE, MISE, MUL,
SUB
przełączniki i filtry
ASWI, DIFR, FILT
komparatory
COMP
logiczne 1-wejściowe
NOT
logiczne 2-wejściowe
AND, ANDN, EXOR, NAND, NOR, OR
logiczne 3-wejściowe
AND, ANDN, BSWI, NAND, NOR, OR oraz DFF...TFF
przerzutniki
DFF, GENR, JKFF, RSFF, SHOT, TFF oraz AND...OR
bloki czasowe
PULS, TIMR
Każdy blok ma 1 do 3 wejść oraz 1 wyjście. Na schematach podanych niżej wyjścia analogowe są oznaczone symbolem A, a binarne - B. Rodzaj wejść, analogowe lub binarne, wynika z
opisu pod schematem. A1, 2 ,3 oznaczają wejścia analogowe, B1, 2, 3 - binarne. Dodatkowo
sygnały analogowe są oznaczone linią ciągłą, binarne przerywaną.
92
Po przyporządkowaniu funkcji blokom prostym wejścia muszą być połączone z odpowiednimi wyjściami. Podobnie jak poprzednio, wejścia mają ustawione wartości wstępne: 0.0, 1.0,
Lo, Hi.. Program konfiguracyjny regulatora zezwala tylko na połączenia analogoweanalogowe i binarne-binarne. Kolejność obsługi danego bloku przez program określa pozycja
- p01, p02 itd.
MS - bloki matematyczne 1-wejściowe (math-single)
ABS wartość bezwzględna
Pozycję bloku określa się w fazie
konfiguracji DEFP, a funkcję w FUN.
A = A1
MD - bloki matematyczne 2-wejściowe (math-double)
ADD dodawanie
DEBA strefa martwa
MUL iloczyn arytmetyczny
A = A1 + A2
A=0: |A1|<A2, A=A1±a:
|A1|>A2, A = A1: A2=0
A = A1⋅A2⋅A3
SQR pierwiastek kw.
A = A1, A2: A1 ≠ 0
x ≡ 0 dla x < 0
SUB
ró¿nica arytmetyczna
A = A1-A2
MT - matematyczne 3-wejściowe (math-triple)
ADD dodawanie
AMP wzm. ró¿nicowy
A=A1+A2+A3
A = (A1- A2) ⋅ A3
DIV
dzielenie
A = A1/A2
A3: A2 ≠ 0
93
LIMT ogranicznik
LINE funkcja liniowa
A = A1: A2<A1<A3,
A = A2: A1<A2,
A = A3: A1>A3
A = A1⋅A2+A3
MASE wybierak max
A = max(A1,A2,A3)
MISE wybierak min.
MUL iloczyn arytmet.
SUB odejmowanie
A = min(A1,A2,A3)
A = A1⋅A2⋅A3
A = A1 − A 2 − A 3
• Dzielenie DIV
0
≡ 0,
0
±x
= ±1038
0
SF - przełączniki i filtry (switch, filter)
ASWI przełącznik analogowy
B3 = Lo : A = A1
B3 = Hi : A = A 2
• Obejmując ASWI sprzężeniem zwrotnym uzyskuje się zapamiętywanie
94
DIFR pochodna z inercją
A=
Ts
A1: B3=Lo, A2 = T
Ts + 1
FILT filtr I rzędu (inercja)
A=
A = A1: B3=Hi
1
A1: B3 = Lo, A2 = T
Ts + 1
A = A1: B3 = Hi
Położenia przełączników na schematach odpowiadają wstępnym połączeniom, np.
w ASWI górne położenie odpowiada Lo na wejściu.
CM - komparatory (comparator)
COMP komparator analogowy
B = Hi : (A1-A2)>H/2
B = Lo : (A1-A2)<(-H/2)
• Przykład 1
Filtr II rzędu
1
(Butterworth)
T2s2 + T 2s + 1
PD, PL są parametrami (zob. dalej)
GS - bloki logiczne 1-wejściowe (gate single)
NOT negacja
B = B1
95
GD - logiczne 2-wejściowe (gate double)
AND
iloczyn logiczny
ANDN
AND z negacją wejścia
B = B1 ∧ B2
B = B1 ∧ B2
NAND
negacja iloczynu
NOR
negacja sumy
EXOR
różnica symetryczna
OR
suma logiczna
B = B1 ∧ B2
• Przykład 2
Sterowanie pompą opróżniającą zbiornik
h1
0
0
1
h2
0
1
0
Pn +1
Pn
1
0
położenie
pośrednie
górne
dolne
GT - logiczne 3-wejściowe (gate triple)
AND
iloczyn logiczny
ANDN
AND z negacją wejścia
BSWI
przełącznik binarny
B = B1 ∧ B2 ∧ B3
B = B1 ∧ B2 ∧ B3
B3 = Lo: B = B1
B3 = Hi: B = B2
96
NAND
negacja iloczynu
NOR
negacja sumy logicznej
OR
suma logiczna
B = B1 ∧ B2 ∧ B3
Bloki GT realizują również funkcje bloków FF.
FF - przerzutniki (flip-flop)
DFF przerzutnik typu D
GENR generator alarmowy
B = B1 dla B2 ↑
B = Lo dla B3 = Hi
B = ↑ ↓ ↑ ↓ dla B3 = Lo
B = Lo
dla B3 = Hi
B1, B2 - wybór częstotliwości
JKFF przerzutnik typu JK
RSFF przerzutnik typu RS
B = Q n +1 dla B2 ↑
SHOT impuls chwilowy (1 cykl)
TFF przerzutnik typu T
B = impuls dla B1↑ lub B2 ↓
B = Lo dla B3 = Hi
B = Q dla B1 = Hi i B2 ↑
B = Lo dla B3 = Hi
Analogowe bloki FF mogą realizować bloków GT.
97
TM - bloki czasowe (timer)
PULS impuls długotrwały
B = impuls dla B1↑
B = Lo dla B2 = Hi
A3 = T (czas trwania impulsu)
TIMR przekaźnik zwłoczny
B = Hi dla B1 = Hi po czasie T
B = Lo dla B1 = Lo lub B2 = Hi
T = A 3 (opóźnienie włączenia)
• Przykład 3
Układ włączania silników S1, S2
(drugiego z opóźnieniem)
13.4. Bloki złożone. Parametry. Komunikacja. Alarmy
RF-537 posiada 5 bloków złożonych - FL, LA, LB, PRG, RTC o następujących funkcjach
• FL
- korektor przepływu
• LA, LB - funkcje aproksymujące liniowo-odcinkowe
• PRG
- programator zegarowy
• RTC
- zegar czasu rzeczywistego.
Wraz z blokami prostymi służą one do uzupełnienia podstawowego zadania, czyli regulacji
PID, tak aby w pełni wykorzystać możliwości sprzętowe regulatora. Bloki złożone mają własne parametry ustawione w fazie PAFB. Wejścia i wyjścia są tu ponumerowane kolejno.
RF-537 posiada ponadto uniwersalne parametry liniowe i dekadowe, a także zestaw stałych,
potrzebnych niemal w każdej strukturze (por. poprzednie przykłady). W strukturach mogą
także występować sygnały komunikacyjne i alarmy.
98
FL korektor przepływu
• Sygnały
∆p
spadek ciśnienia na kryzie/zwężce
ciśnienie w rurociągu (0.0 ... 1.0)
temperatura (0.0 ... 1.0)
przepływ ∆p ⋅ f ( p, t ) ,
p
t
FL.4
gdzie :
• Parametry
FL.pL, FL.tL = 0.1 ... 1.0,
FL.pH, FL.tH = 1.0 ... 9.999
f ( p, t ) =
(p H − p L )p + p L
(t H − t L )t + t L
P = (PH - PL) p + PL [np. bar]
T = (TH - TL) t + TL [Kelvin]
pL =
PN
PL
P
T
T
, pH = H , tL = L , tH = H
PN
PN
TN
TN
ciśnienie absolutne w temperaturze TN
LA, LB funkcje aproksymujące liniowo-odcinkowe
• Sygnały
x wejście
y wyjście,
y = f(x)
• Parametry
LA.0...12, LB.0...12
wartości z przedziału -199.9...199.9%
kolejno dla x% = -10, 0, 10,...,110%
PRG programator zegarowy
Programator jest przeznaczony do sterowania procesów okresowych, jak piece komorowe,
suszarnie, reaktory, kadzie fermentacyjne itp. Sekwencja obejmuje 20 etapów. Programator
ma 2 wyjścia analogowe i 4 binarne.
99
• Sygnały
Run praca (hi), stop (Lo)
Reset zerowanie (Hi): n=0, t=0
A_L wyjście analogowe liniowe
A_S wyjście analogowe skokowe
B_1 do B_4 wyjścia binarne
Wejście
• Parametry
P.FO
format czasu na wyjściu h.m, m.s
(godz.min, min.sek)
P.Nr
liczba powtórzeń sekwencji 1, 2, ..., 255, CONT
PT.1...20
PL.0...20
Stan
Run
Reset
programatora
Lo
Lo
Hi
Hi
Lo
Hi
Lo
Hi
stop
zerowanie
praca
zerowanie
czasy trwania etapów 0.0, ..., 23.59/59.59
(jednostka wg. FO)
wartości charakterystyki liniowej
-1.999...99.99
PS.0...20
wartości charakterystyki skokowej
-1.999...99.99
P1,2,3,4.0...20 wartości wyjść binarnych Hi, Lo
Jeżeli czas etapu Ti jest zerowy, wówczas wyjście A_L
zmienia się skokowo (T2=0 na rysunku niżej).)
• VIEW. W trybie VIEW wyświetlając na identyfikatorze n, t regulator podaje:
n
t
numer etapu - bez znaku, gdy programator
pracuje, z minusem, gdy jest zatrzymany,
np. 3, -5
czas od momentu rozpoczęcia etapu n, np.
3.57 (jednostka wg. Fo)
Klawisz KPR
Jest przystosowany do współpracy z programatorem PRG. W tym celu wyjścia klawisza
KPR.1, KPR.2 należy połączyć z wejściami PRG.1, PRG.2 w programatorze (Run, Reset).
Przełączeń dokonuje się przez przejście do PARM, wybranie KPR i ustawienie ruan, paus,
stop lub rst. Pozycja paus jest przewidziana dla krótkiego zatrzymania (pause), stop dla dłuższego.
100
• Sygnały
Run
praca (Hi), stop (Lo)
Reset
zerowanie (Hi)
• Parametr PARM (przełączanie)
KPR
run, paus, stop, rst
run - praca, paus - zatrzymanie (krótkie)
stop - zatrzymanie (dłuższe), rst - zerowanie
• Klawisz KPR nie musi służyć wyłącznie do obsługi
programatora. W zasadzie można go stosować dowolnie.
Parametr
Wyjście
KPR
.1
.2
run
paus
stop
rst
Hi
Lo
Lo
Lo
Lo
Lo
Lo
Hi
RTC zegar czasu rzeczywistego (real-time clock)
Zegar RTC pozwala uzależnić sterowanie od czasu rzeczywistego - min/godz/dzień, umożliwiając sterowanie w cyklu dobowym, tygodniowym i dobowo-tygodniowym. Występuje w
układach regulacji wymiennikowni, kotłów CO i instalacji klimatyzacyjnych. Służy do monitorowania dziennego/nocnego czasu pracy, włączania/wyłączania oświetlenia itp.
• Sygnały
D_1, 2
W_1
Chom
Choh
• Parametry PARM
H.M godzina.minuta 0.0 ... 23.59
D.M miesiąc.dzień 1.01 ... 12.31
YEAR rok (year)
1996 ... 2016
wyjścia binarne zmieniane w ramach 1 doby
(day) Hi, Lo
wyjście binarne zmieniane w ramach tygodnia
(week) Hi, Lo
zmiana minuty: impuls (1 cykl)
zmiana godziny: impuls
Parametry H.M, D.M i YEAR określają aktualny czas i datę (zegarek, datownik). Można je
odczytać i ew. zmienić w PARM.
• Parametry FUN (zwykłe)
rdt.1...6
czasy zmian wyjść dobowych D-Bin1,
D-Bin2 0.0 ... 23.59
rd1.1. ..7,  wartości wyjść dobowych D_1,
rd2.1. ..7  D_2 Hi, Lo
rwt.1...6
rw1.1...7
czasy zmiany wyjścia tygodniowego
W_1 0.0...6.999
(czas tygodniowy jest wyrażany dziesiętnie, nidziela jest dniem 0)
wartości wyjścia tygodniowego W_1
Hi, Lo
101
Przykład 4
Sterowanie obniżeniem temperatury CO
Parametry uniwersalne i stałe
Parametry PARM
liniowe
dekadowe
• Parametrami dekadowymi są
zwykle stałe czasowe, czasy
opóźnienia
przekaźników
zwłocznych itp.
• Zakres: -1.999 ... 99.99
• Zakres: 0.1 ... 10E4 (10000)
5 dekad, przyrosty 2%
Stałe
Stałe 0.0, Lo itp. określają początkowe
połączenia wejść.
Sygnały z PID
W celu koordynacji regulacji PID z blokami funkcyjnymi bloki mogą korzystać z sygnałów
analogowych i binarnych wytwarzanych wewnątrz PID mając dostęp do większości zmiennych NORM i VIEW.
Sygnały analogowe
Sygnały binarne
102
• Oznaczenia sygnałów pojawiające się podczas łączenia CONN są takie same jak podczas
konfiguracji wskazywania NORM oraz wyjść AO, BO (Dodatek A). Int1, Int2 i A/M reprezentują położenia przycisków panelu. Wartość Auto=Hi oznacza, że regulator znajduje się
w stanie Auto.
Bloki komunikacyjne
Obsługę komunikacji z komputerem prowadzi nadajnik, odbiornik i kontroler.
• Nadajnik TRS (transmitter) nie występuje bezpośrednio w konfiguracji. Zmienne analogowe i binarne należące do wewnętrznych bloków TRS są wysyłane automatycznie w odpowiedzi na żądanie komputera. Rolę wyjść komunikacyjnych dla bloków funkcyjnych pełnią
rejestry F i G.
• Odbiornik RCV (receiver) składa się z dwóch części - górnej, dotyczącej układu PID, do
której należą sygnały analogowe wcom, uDDC, uMr i binarne ERcom do CPSWcom (zob. tabl. 7.1),
oraz dolnej - z sygnałami analogowymi RA1, RA2 i binarnymi RB1 do RB4 przeznaczonymi
dla bloków funkcyjnych. Bloki te nie mogą jednak korzystać z sygnałów części górnej. Sygnały RA i RB mają sens tylko wtedy, gdy sygnał rc bloku COM ma wartość Hi.
Nadajnik
Odbiornik
Kontroler
103
• Kontroler COM monitoruje poprawność komunikacji. Komputer rozpoczynający współpracę z regulatorem, po wysłaniu danych do odbiornika RCV, przesyła Hi do rejestru rc sygnalizując poprawność. Jeżeli w ciągu czasu COM.T z komputera nie nadejdzie żaden komunikat, wówczas rc jest ustawione na Lo (zob. rozdz. 7).
Wznowienie zasilania
• Sygnały
aPON
RAM?
wznowienie zasilania
utrata zawartości RAM (wyczerpanie baterii)
Sygnały aPON, RAM? wykorzystuje się do uruchomienia układów sterujących po wznowieniu zasilania. Wszystkie alarmy, tj.
AAIF, AAOF ... CNF?, które RF-537 sygnalizuje na wskaźniku
mogą być przekazane do komputera za pośrednictwem nadajnika TRS.
13.5. Konfiguracja bloków funkcyjnych
Konfigurację bloków funkcyjnych można alternatywnie przeprowadzić za pomocą panelu
czołowego, symulatora lub konfiguratora graficznego. Panel umożliwia konfigurację autonomiczną - bez angażowania dodatkowych urządzeń. Konfigurację przeprowadza się w stanie
off-line (CONF). Dane konfiguracyjne mieszczą się w pamięci EEPROM.
Fazy konfiguracji są następujące:
• DEFP - definiowanie bloków na pozycjach
- nadanie blokom funkcji
• FUN
• CONN - łączenie wejść i wyjść
• PAFB - ustawienie parametrów.
Obsługa panelu
Tryb obsługi panelu podczas konfiguracji ilustruje schemat z rys. 13.2. W ramach poziomu
nadrzędnego CONF, na którym występują SWIT, ONPA, PRST, FBD i RUN (p. 5.1), należy
za pomocą przycisków trójkątnych ustawić FBD (function block diagram). Naciśnięcie I/E
powoduje zejście do poziomu wyboru fazy - na wskaźniku pojawia się DEFP, FUN, CONN
lub PAFB. Wyboru fazy dokonuje się za pomocą przycisków trójkątnych. Ewentualne naciśnięcie V powoduje powrót na poziom nadrzędny - do FBD.
Po wyborze odpowiedniej fazy naciskamy I/E w wyniku czego regulator „wchodzi” do wewnątrz fazy, gdzie odbywa się właściwa konfiguracja. Następuje to przez serię pytań i odpowiedzi wybieranych z menu, które prezentuje regulator, podobnie jak to miało miejsce przy
ustawianiu przełączników SWIT, czy parametrów ONPA, OFPA (rozdz. 5). Pytania dotyczą
pozycji, bloku, wejścia i parametru, zaś odpowiedzi określają odpowiednio blok, funkcję, wyjście i wartość (rys. 13.2). Zarówno pytania, jak i odpowiedzi są wybierane przyciskami trójkątnymi. Podczas wyświetlania pytania świeci LED M (Move), a podczas odpowiedzi LED A (Alter). Przycisk A/M (Alter/Move) przełącza między pytaniem a odpowiedzią. W
104
trakcie wyświetlania pytania co 3 sekundy przypominana jest na chwilę aktualna odpowiedź
(i odwrotnie, cykl 3+1 sek).
Rys. 13.2. Schemat procesu konfiguracji
DEFP - definiowanie bloków na pozycjach
Są tu definiowane bloki proste i złożone, które mają znaleźć się na kolejnych pozycjach.
Określa to kolejność obliczeń. DEFP nie obejmuje zegara RTC, bo jest on traktowany jako
blok wejściowy. Pozycji jest tyle ile bloków, tzn. 60+4=64. Są one oznaczane jako p01, p02
itd. Mając DEFP na wskaźniku, po naciśnięciu I/E otrzymuje się przykładowo:
pytanie (LED M): p01
odpowiedź (LED A): GD1
p02
GD2
- pozycja
p04
TM1, npos, inst, delt - blok
Początkowo wszystkie pozycje mają status nie zajętych - npos (not positioned). Pierwszym
stanem wskaźników będzie więc p01-npos. Na p01 i następnych pozycjach należy poumieszczać właściwe bloki.
Blok można umieścić tylko na jednej pozycji. Znika on potem z menu odpowiedzi. Regulator
będzie realizował obsługę bloków na kolejnych pozycjach, aż do napotkania pierwszej niezajętej - npos. Ewentualne bloki za npos nie są brane pod uwagę.
Po ustawieniu bloków na kolejnych pozycjach naciśnięcie V powoduje powrót na poziom
wyboru fazy (rys. 13.2).
• Po DEFP konfigurowany schemat
stanowi zbiór osobnych bloków funkcyjnych, ale przewidzianych do obsługi w określonej kolejności (zob. Przykład 3 z p. 13.3)
105
FUN - nadanie blokom odpowiednich funkcji
Po ustawieniu FUN i naciśnięciu I/E na wskaźniku mamy np.:
pytanie:
odpowiedź:
GD1
OR
GD2
AND
TM1
TIMR
- blok
- funkcja
Chodzi teraz o ustawienie właściwych par blok-funkcja. W FUN pojawiają się tylko te bloki,
które w DEFP ustawiono na pozycjach. Naciśnięcie V powoduje powrót na poziom wyboru
fazy.
• W FUN wybrane poprzednio bloki
otrzymują odpowiednie funkcje. Często nie zachodzi potrzeba zmiany
funkcji, którą blok ma na początku
(np. GD2 - AND).
CONN - łączenie wejść i wyjść
Bloki należy teraz połączyć zgodnie ze schematem. Po ustawieniu CONN i naciśnięciu I/E
wskaźnik przyjmuje postać, np.:
pytanie:
odpowiedź:
GD1.1
GD2.B
GD1.2
KE2.1
G1
GD2.B
- wejście
- wyjście
Oznaczenia wejść/wyjść bloków algorytmicznych składają się z nazwy bloku
i numeru/symbolu wyjścia jak na schemacie funkcji. Oznaczenia pozostałych wejść/wyjść są
takie jak na schematach w p. 13.2, 3 i 4.
Zbiór możliwych wyjść, które regulator przedstawia do wyboru, obejmuje wyjścia tego samego rodzaju co wejście wskazane w pytaniu. Na wskaźnikach pojawiają się więc tylko pary
analogowe-analogowe lub binarne-binarne. Do każdego wyjścia można dołączyć dowolną
liczbę wejść.
• W fazie CONN bloki funkcyjne,
które dotąd występowały osobno zostają połączone zgodnie ze schematem.
PAFB - ustawienie parametrów
Ustawia się tu parametry liniowe PL, dekadowe PD oraz parametry własne bloków złożonych
- FL, LA, LB, PRG i RTC. Naciskając I/E przy PAFB na wskaźniku otrzymuje się np.:
pytanie:
odpowiedź:
PD1
3.162
rdt.2
7.00
rd1.1
Lo
- parametr
- wartość
(rdt.2, rd1.1 dotyczą RTC). Parametry FL, LA, LB i PRG zgłaszają się tylko wówczas, jeżeli
bloki te zostały umieszczone na pozycjach (czyli przewidziane do obsługi). Podtrzymywanie
106
naciśniętego przycisku trójkątnego powoduje przyspieszoną zmianę wartości (por. p. 5.1).
• Po ustawieniu parametrów w PAFB
konfigurowany schemat jest gotów
(por. Przykład 3).
• Parametry bloków funkcyjnych
pojawiają się również w fazach
ONPA, OFPA (rozdz. 5). Niektóre
występują w PARM (PL, PD, KE itp.)
Edycja - npos, inst, delt
Rozbudowę aktualnego schematu, poprawę ew. błędów itp. prowadzi się za pomocą „odpowiedzi” npos, inst, delt. Jak podawano, npos oznacza status pozycji nie zajętej.
npos. Przywrócenie statusu npos dotychczas zajętej pozycji zwalnia umieszczony na niej
blok. Powraca on do menu odpowiedzi i można go wykorzystać ponownie. Wejścia bloków,
które były połączone z jego wyjściami otrzymują wartości początkowe (0.0, Lo - default), tzn.
zrywane są wszystkie połączenia z tym blokiem.
inst. Służy do wstawiania npos na odpowiednią pozycję (insert). Jeżeli na pytanie o pozycję
pi wybierze się odpowiedź inst i naciśnie A/M, to pi otrzyma status npos, a dotychczasowe
bloki na pozycjach począwszy od pi zostaną przesunięte o jedną pozycję w prawo (z pi na pi+1
itd.). Stanem wskaźników stanie się pi-npos. Można teraz umieścić na pi jeden z wolnych bloków lub tymczasem pozostawić npos, jeżeli zamierza się testować fragment układu.
delt. Usuwa blok lub npos ze wskazanej pozycji (delete). Po ustawieniu pj-delt i naciśnięciu
A/M, bloki za pj zostają dosunięte o jedną pozycję w lewo. Blok z pj+1 zajmie pozycję pj i
jego nazwa pojawi się jako odpowiedź. Dotychczasowy blok z pj powraca do menu, a połączenia jego wyjść zostają zerwane (jak w npos).
Uwagi
• Jeżeli w układzie występuje sprzężenie zwrotne z bloków na dalszych pozycjach, to do
obliczeń zostają wzięte wartości z poprzedniego cyklu. Ma to szczególne znaczenie w układach logicznych.
• Bloki wejściowe są obsługiwane na początku cyklu, a wyjściowe na końcu. W ramach
bloków wejściowych pierwsze są wejścia analogowe, potem binarne, klawisze, RTC oraz
odbiorniki komunikacyjne. Podobnie jest z blokami wyjściowymi.
• Jeżeli po skonfigurowaniu schematu nastąpił powrót do FUN i funkcję pewnego bloku
zastąpiono inną, to jego dotychczasowe połączenia zostają zerwane. Należy je zatem
odpowiednio zmienić.
• Usunięcie bloku ze schematu (npos w DEFP) powoduje, że na wejściach bloków, które
dotychczas były połączone z wyjściami usuniętego bloku, pojawiają się wartości początkowe.
Analiza konfiguracji
Po zakończeniu ostatniej fazy i powrocie na poziom wyboru następne naciśnięcie V powoduje podjęcie przez regulator analizy danych konfiguracyjnych. Trwa to przez chwilę, wskaźnik
w tym czasie sygnalizuje M.BSY (rys. 13.2). Analiza konfiguracji obejmuje:
107
• badanie, czy połączenia następują wyłącznie między blokami obsługiwanymi
• kontrolę, czy bloki algorytmiczne umieszczone na pozycjach są obsługiwane.
Blokami obsługiwanymi są bloki wejściowe, wyjściowe oraz te z bloków algorytmicznych,
które umieszczono na pozycjach p01, p02 do pierwszego npos. Jeżeli schemat nie zawiera
błędów, na wskaźniku pojawia się napis FBD sygnalizujący powrót na poziom nadrzędny.
Błąd Err i ostrzeżenie warn
Err. Błąd jest sygnalizowany jeśli:
1) wejście bloku obsługiwanego połączono z wyjściem bloku nie obsługiwanego (umieszczonego za npos)
2) na pozycji p01 występuje npos, ale na przynajmniej jednej z dalszych znajduje się jakiś
blok.
Pierwsza sytuacja może wystąpić, gdy schemat zawiera sprzężenie zwrotne. Druga oznacza,
że skonfigurowany schemat nie będzie wykonywany. Po naciśnięciu V lub I/E regulator
wchodzi automatycznie do „wewnątrz” fazy CONN lub DEFP tam gdzie wykrył błąd. Należy
teraz dokonać odpowiedniej korekty.
warn. Ostrzeżenie jest sygnalizowane, gdy:
1) za npos pozostawiono przynajmniej jeden blok
2) żadne z wyjść bloku umieszczonego przed npos nie jest połączone z wejściem innego bloku, tzn. blok pozostaje nie wykorzystany (a zajmuje pozycję).
Po naciśnięciu V traktowanym jako akceptacja regulator wychodzi na poziom nadrzędny - do
FBD. Jeżeli jednak naciśniemy I/E, następuje powrót do DEFP dla dokonania korekty.
Ostrzeżenia nie powinny dotyczyć końcowego schematu. Błędy mają oczywiście priorytet
nad ostrzeżeniami.
Ignorowanie schematu IGNO lub usunięcie DELT
Jeżeli z różnych przyczyn nie uda się zakończyć konfiguracji, regulatorowi można polecić
zignorowanie albo wręcz usunięcie schematu z pamięci i podjęcie samej regulacji PID. W
tym celu na wskaźniku zamiast Err lub warn należy za pomocą przycisków trójkątnych ustawić IGNO lub DELT i nacisnąć V bądź I/E. RF-537 wraca na poziom nadrzędny do FBD.
Rys. 13.3. Obsługa błędu i ostrzeżenia
IGNO. Oznacza ignorowanie schematu podczas pracy WORK, który jednak pozostaje w pamięci dla zmodyfikowania w przyszłości. IGNO dokonuje dwóch zmian w danych konfiguracyjnych:
− ustawia przełącznik INP na stnd
108
− wpisuje wartości 0.0 lub Lo do rejestrów FB/F i G.
Wejścia analogowe są więc generowane w sposób standardowy, a wyjścia AO, BO połączone
z F lub G ustawione na 0.0 lub Lo.
DELT. Dokonuje tych samych zmian usuwając jednocześnie cały schemat z pamięci (pozycje
otrzymują status npos). Konfigurację należy rozpocząć od nowa.
Testowanie
Testowanie skomplikowanego schematu można przeprowadzić bez sterowania wyjściami
AO, BO. Wystarczą rejestry F, G, do których należy dołączyć sygnały ze schematu. F, G
można obserwować w VIEW stosując w razie potrzeby „zatrzaśnięcie” (rozdz. 4). Schemat
powinno się podzielić na fragmenty i testować stopniowo. Dopiero na końcu rejestry F, G
łączymy z AO i BO.
Uruchomienie
W przypadku, gdy konfiguracja jest bezbłędna albo zaakceptowano ostrzeżenie, na wskaźniku pojawia się FBD. Teraz za pomocą przycisków trójkątnych należy ustawić RUN, po czym
nacisnąć I/E (por. p. 5.3). Na wskaźniku pojawia pytanie YES?. Drugie naciśnięcie I/E powoduje znów wyświetlenie M.BSY, podczas którego regulator porządkuje dane konfiguracyjne.
Po chwili na wskaźniku pojawia się wartość zmiennej wiodącej NOR1 wskazując, że RF-537
rozpoczął obsługę procesu.