Программное обеспечение средств управления

Программирование алгоритмов управления по времени. Автоматическое управление в функции времени является одним из наиболее распространенных способов управления в дискретной автоматике. Алгоритм такого управления можно представить в виде двух частей: алгоритма формирования последовательности интервалов времени; алгоритма управления исполнительными устройствами в соответствии с интервалами времени.
Формирование последовательности интервалов времени выполняется с использованием устройств создания выдержек времени (реле времени или таймеров) или счетчика последовательности импульсов заданной длительности. В программируемых контроллерах предпочтительнее использовать первый способ. Во-первых, программирование контроллеров допускает введение большого количества программных таймеров. Во-вторых, такой подход удобнее при отладке системы управления и коррекции значений интервалов времени.
Они формируется последовательностью таймеров, которые составляют генератор интервалов времени (ГИВ).
В рассматриваемой программе используются таймеры с задержкой на включение. Управляющий бит Запуск в общем случае может представлять собой достаточно сложную логическую функцию, зависящую от разных сигналов управления, в том числе и от флагов таймеров, составляющих ГИВ.
При установке бита Запуск в единичное состояние (ON) таймеры последовательно формируют интервалы времени, а при установке в нулевое состояние (OFF) все таймеры сбрасываются в течение одного цикла сканирования программы. Бит Запуск имеет нулевой интервал времени от начала запуска ГИВ.
Управляющие сигналы на исполнительные устройства формируются в функции состояния бита Запуск и флагов таймеров ГИВ. Например, в программе, приведенной на рис. 4.4, бит ИО (исполнительный орган) включается при установке бита Запуск в состояние ON и выключается после отработки таймера TIM2, а также включается после отработки таймера TIM, и выключается после отработки таймера TIM,.
Программирование алгоритмов управления по состоянию объекта. Для управления по состоянию объекта необходимо иметь информацию об этом состоянии. Поэтому при разработке таких систем обязателен выбор датчиков. Количество датчиков и объем поставляемых ими данных должны быть достаточными для получения полной информации об объекте, необходимой для решения конкретных задач управления.
Можно выделить два способа управления по состоянию объекта:
последовательность действий (состояний объекта) жестко определена, и информация датчиков позволяет контролировать окончание действия или переход объекта в новое состояние, каждое новое действие начинается после окончания предыдущего;
выбор нового действия (состояния объекта) определяется текущими значениями параметров, каждое новое действие начинается после того, как выполнятся необходимые для этого условия.
Первый способ называют также программным, а последовательность действий объекта, которая реализуется при этом управлении — программой. В общем случае управление может включать в себя оба способа, например в программе учитывается состояние параметров, в зависимости от которого потребуется та или иная последовательность действий.
Алгоритм жесткого последовательного управления. Автоматическое управление в функции состояния объекта при жесткой последовательности операций также является одним из распространенных способов управления в дискретной автоматике. Последовательность операций может выполняться однократно по одной команде или повторяться многократно в повторяющихся циклах. Алгоритм такого управления можно представить в виде двух частей:
алгоритм формирования последовательности действий или шагов управления (отдельных операций, выполняемых в объекте управления);
алгоритм управления исполнительными устройствами в соответствии с шагом управления.
Последовательность шагов (отдельных операций, выполняемых в объекте управления) формируется с использованием датчиков состояния объекта, которые информируют систему управления об окончании текущей операции. Факт окончания предыдущей операции является необходимым условием начала следующей.
Различные шаги управления могут использовать одни и те же датчики или исполнительные устройства, поэтому необходимо фиксировать шаги. В этом случае работа датчиков на последующих шагах не влияет на предыдущие и, соответственно, на управляемые ими исполнительные механизмы. Для этого в программе каждый шаг управления связывается с битовой переменной (признаком шага), которая в момент активизации шага устанавливается в единичное состояние ON.
Таким образом, последовательность действий в объекте управления формируется программой, которая генерирует ряд шагов, последовательно устанавливая связанные с ними биты. По окончании последнего шага все признаки шагов сбрасываются. Если цикл необходимо повторить, то последний шаг должен опять запустить программу последовательности шагов.
Управление исполнительными механизмами определяется текущим шагом. Действие указывается для того механизма, который на этом шаге включается или выключается. Исходя из этого, формируется функция управления исполнительными устройствами: для каждого устройства определяется шаг, на котором оно включается или выключается.
Алгоритм гибкого управления по состоянию объекта. Для систем дискретного автоматического управления объектами с конечным числом состояний, у которых алгоритм перехода из одного состояния в другое определяется значениями параметров объекта и не имеет жесткой последовательности, могут быть использованы известные алгоритмы цифровых автоматов, например автомата Мура.