Janusz KOWAL
Janusz KOWAL
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza
Hutnicza
Podstawy Automatyki
Wykład 11
Sterowanie cyfrowe
Wykład 11
Wykład 11
S
S
terowanie cyfrowe
terowanie cyfrowe
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
2
Plan wykładu
9
Wprowadzenie do sterowania cyfrowego
9
Schemat układu sterowania cyfrowego
9
Modyfikacje algorytmów
9
Próbkowanie, kwantyzacja, ekstrapolacja sygnału
9
Przykłady zastosowania sterowania cyfrowego
9
Struktury systemów sterowania cyfrowego
9
Podstawowe algorytmy regulacji cyfrowej bezpośredniej
9
Dobór parametrów algorytmów podstawowych
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
3
Wprowadzenie do sterowania cyfrowego
Regulatory analogowe
wytwarzają ciągły w
czasie sygnał wyjściowy w odpowiedzi na ciągły
sygnał wejściowy.
Regulatory cyfrowe
przetwarzają sygnał tylko w
chwilach próbkowania - wytwarzają ciąg czasowy
sygnałów wyjściowych.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
4
Różnice w sterowaniu cyfrowym
i analogowym
9
wejście regulatora cyfrowego musi być
skwantowane (konieczne jest przekształcenie
analogowo-cyfrowe, jeżeli sygnał pierwotny jest
analogowy);
9
obliczenia cyfrowe są wykonywane tylko dla
dyskretnych chwil czasu zamiast w sposób ciągły
tak, że jest potrzebny impulsator po stronie
wejściowej i ekstrapolator po stronie wyjściowej
regulatora.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
5
Sterowanie cyfrowe z impulsatorem
o okresie próbkowania T
Sygnał jest próbkowany w chwilach T przy użyciu
impulsatorów, natomiast cyfrowy sygnał wyjściowy x
n
jest
aproksymowany przez ekstrapolator do postaci zbliżonej do
analogowej.
Algorytm
regulacji
Algorytm
regulacji
e
n
x
n
Ekstrapolator
Ekstrapolator
y(t)
–
y
zad
Zadajnik
analogowy
Zadajnik
analogowy
Obiekt
regulacji
Obiekt
regulacji
x(t)
Filtr
cyfrowy
Filtr
cyfrowy
Regulator cyfrowy lub sterownik
y
n
Filtr
analogowy
Filtr
analogowy
u
n
T
T
T
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
6
Sterowanie cyfrowe z przetwornikami
C/A i AC
Aby przejść na postać cyfrową sygnału, z którą mamy do
czynienia w sterowniku, należy przekształcić sygnał z
postaci analogowej na cyfrowa lub odwrotnie.
Algorytm
regulacji
Algorytm
regulacji
e
n
x
n
Przetwornik
C/A
Przetwornik
C/A
y(t)
–
y
zad
Zadajnik
cyfrowy
Zadajnik
cyfrowy
Obiekt
regulacji
Obiekt
regulacji
x(t)
Przetwornik
A/C
Przetwornik
A/C
Regulator cyfrowy lub sterownik
próbkowanie i
kwantowanie
y
n
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
7
Sterowanie
cyfrowe
Przebiegi
sygnałów
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
8
g
f
T
2
1
≤
Próbkowanie sygnału
9
Zasadniczą sprawą przy próbkowaniu jest
dokładność, z jaką ciąg otrzymanych wartości
dyskretnych reprezentuje funkcję ciągłą.
Twierdzenie
Shannona-Kotielnikowa
o próbkowaniu:
f
g
- maksymalna częstotliwość sygnału
próbkowanego.
gdzie:
T - czas próbkowania (czas pomiędzy
pobraniem kolejnych próbek),
9
Próbkowanie sygnału polega na określeniu wartości
amplitudy przebiegu w wybranych chwilach
czasowych.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
9
Dobór czasu próbkowania
Wybierając dłuższe okresy próbkowania możemy
zmniejszyć koszt sterowania oraz powiększyć
złożoność algorytmów sterowania. Z drugiej strony,
okres próbkowania musi być dostatecznie krótki, aby
umożliwić skuteczne sterowanie.
9
dynamika obiektu sterowanego,
9
typy zmian sygnału zadanego,
9
oczekiwane zakłócenia,
9
żądana dobroć regulacji,
9
algorytm sterowania, którego ma się używać.
Na wybór okresu próbkowania wpływają również:
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
10
Kwantyzacja sygnału
9
Kwantyzacja sygnału jest procesem nieliniowym
polegającym na zastępowaniu zmiennej ciągłej
zmienną skokową, co w połączeniu z próbkowaniem
umożliwia
dyskretyzację
sygnału.
9
W procesie tym przyjmuje się dla sygnału równe skoki
amplitudy, zwane
kwantami
. Kolejnym próbkom
przebiegu są przyporządkowane określone wartości
poziomów, zwane
poziomami kwantowania
.
9
Dokładność tego przybliżenia zależy od liczby
poziomów kwantowania.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
11
Próbkowanie i kwantyzacja sygnału
sygnał po próbkowaniu
sygnał po kwantyzacji
sygnał pierwotny
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
12
s
e
s
G
sT
−
−
=
1
)
(
Ekstrapolacja sygnału
Całkowite odtworzenie sygnału ciągłego z jego postaci
impulsowej jest w ogólności niemożliwe. Jednakże
przybliżone odtworzenie może być przeprowadzone np.
przez
ekstrapolator zerowego rzędu
(ZOH - Zero-
Order-Hold), przybliżenie prostokątami.
Transmitancja tego ekstrapolatora jest równa:
Impulsator
Ekstrapolator
y(t)
y
n
y(t)
*
T
s
e
1
sT
−
−
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
13
Porównanie sterowania ciągłego i cyfrowego
Sterowanie
ciągłe
Sterowanie
cyfrowe
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
14
System z bezpośrednim sterowaniem cyfrowym
Struktury systemów sterowania cyfrowego
Bezpośrednie sterowanie cyfrowe (ang. DDC - Direct Digital
Control) polega na włączeniu komputera (sterownika) w
pętle sprzężenia zwrotnego lub pętle kompensacyjną oraz
zastosowania trójczłonowego algorytmu sterowania PID,
dobrze znanego w technice analogowej.
KOMPUTER
(STEROWNIK)
KOMPUTER
(STEROWNIK)
Element
wykonawczy
Element
wykonawczy
Element
wykonawczy
Element
wykonawczy
Wartości zadane Zmienne mierzone
Człowiek i/lub komputer nadrzędny
PROCES
(OBIEKT+ŚRO-
DOWISKO
PROCES
(OBIEKT+ŚRO-
DOWISKO
Wyjścia
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
15
Jeżeli wpływ zakłóceń jest znaczny, a układ regulacji nie
jest w stanie zapewnić narzuconego wskaźnika jakości
regulacji, wtedy stosujemy
sterowanie kompensacyjne
.
Działanie takiego układu opiera się na:
Sterowanie kompensacyjne z pomiarem pośrednim
można zrealizować przez pomiar wielkości pośredniej,
na podstawie której estymuje się wielkość zakłócenia lub
pomiar dwóch wielkości, przed i za miejscem działania
zakłóceń.
9
bezpośrednim pomiarze podstawowych zakłóceń
9
pośrednim pomiarze zakłóceń
Struktury systemów sterowania cyfrowego
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
16
Układ ze sprzężeniem zwrotnym
STEROWNIK
STEROWNIK
PROCES
PROCES
Wartość
zadana
Zakłócenie
Niemierzalne
wyjścia
Mierzalne
wyjścia
STEROWNIK
STEROWNIK
PROCES
PROCES
Wartość
zadana
Zakłócenia
Niemierzalne
wyjścia
Mierzalne
wyjścia
Układ z bezpośrednim pomiarem zakłóceń
Struktury systemów sterowania cyfrowego
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
17
STEROWNIK
STEROWNIK
PROCES
PROCES
Wartość
zadana
Zakłócenie
Niemierzalne
wyjścia
Mierzalne
wyjścia
ESTYMATOR
ESTYMATOR
Wybrane estymowane
Niemierzalne wyjścia
Układ z pośrednim pomiarem zakłóceń
Struktury systemów sterowania cyfrowego
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
18
Podstawowe algorytmy regulacji
cyfrowej bezpośredniej
9
algorytmy pozycyjne
(położeniowe), określające
wartość absolutną sygnału sterującego element
wykonawczy;
9
algorytmy prędkościowe
(przyrostowe),
określające każdorazową zmianę wartości
sygnału sterującego element wykonawczy.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
19
∑
=
+
∆
+
+
=
n
i
n
D
i
I
n
P
n
x
T
e
K
T
e
K
e
K
x
0
- wartość średnia sygnału sterującego element
wykonawczy w przypadku zerowego uchybu regulacji
w chwilach 0, 1, ..., n;
x
e
n
/T - aproksymacja sygnałem prostokątnym pochodnej
sygnału uchybu.
∆
Algorytmy pozycyjne (położeniowe)
Algorytm pozycyjny
PID ma postać:
przy czym:
T - okres próbkowania;
e
n
= y
zad
- y
n
- uchyb regulacji w n-tej chwili;
X
n
- wartość absolutna sygnału sterującego element
wykonawczy w n-tej chwili;
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
20
(
)
3
2
1
3
2
1
3
3
6
1
5
.
1
5
.
0
5
.
0
5
.
1
4
1
−
−
−
+
−
+
−
+
−
+
−
−
+
=
−
−
−
−
−
+
−
=
∆
n
n
n
n
n
n
n
n
n
y
y
y
y
T
T
y
y
T
y
y
T
y
y
T
y
y
T
y
4
3
2
1
−
−
−
+
+
+
+
=
n
n
n
n
y
y
y
y
y
(
)
3
2
1
3
3
6
1
−
−
−
−
−
+
=
∆
n
n
n
n
n
e
e
e
e
T
T
e
W przypadku, gdy wartość zadana y
zad
jest stała,
wtedy przyrost określa zależność:
T
e
n
∆
(
)
x
e
e
e
e
T
K
T
e
K
e
K
x
n
n
n
n
D
n
i
i
I
n
P
n
+
−
−
+
+
+
=
−
−
−
=
∑
3
2
1
0
3
3
6
Dla sygnału wyjściowego y
n
przy czym:
Stąd algorytm pozycyjny przyjmie postać:
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
21
Wady algorytmów pozycyjnych
9
każda nowa obliczona wartość sygnału sterującego x
n
musi być przekazana do elementu nastawczego
w postaci sygnału analogowego i utrzymana na
wartości nie zmienionej przez okres T realizacji
algorytmu regulacji,
9
utrudniona jest realizacja przełączeń z regulacji cyfrowej
na analogową lub sterowanie ręczne, gdyż przełączenie
takie - aby było bezuderzeniowe - wymaga uprzedniego
zrównania aktualnego sygnału sterującego
x
a
generowanego przez regulator analogowy.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
22
9
algorytm wymaga skomplikowanych zabezpieczeń przed
nieograniczonym narastaniem wartości sygnału
sterującego x
n
w wyniku niemożności wyzerowania
uchybu regulacji. Zabezpieczenie to realizuje się:
•
ograniczając maksymalną wartość, którą może
przyjąć suma w algorytmie pozycyjnym,
•
wykrywając chwilę osiągnięcia nasycenia przez
element wykonawczy i przerywając od tej chwili
sumowanie błędów do chwili, gdy element
wykonawczy wyjdzie z obszaru nasycenia.
Wady algorytmów pozycyjnych
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
23
Algorytmy prędkościowe (przyrostowe)
Algorytm prędkościowy
PID otrzymuje się w wyniku
różnicowania algorytmu pozycyjnego opisanego
równaniem
:
(
)
(
)
∇ =
−
=
−
+
+
+
−
+
+
−
−
−
−
−
−
x
x
x
K e
e
K e T
K
T
e
e
e
e
e
n
n
n
P
n
n
I n
D
n
n
n
n
n
1
1
1
2
3
4
6
2
6
2
W przypadku tego algorytmu jednostka centralna
generuje przyrosty sygnału sterującego element
wykonawczy w ciągu każdego okresu T, przyrosty
te można uważać za proporcjonalne do prędkości
zmian tego sygnału.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
24
9
W przypadku algorytmu prędkościowego
całkowanie jest realizowane poza regulatorem,
przez element sterowany generowanymi przez
jednostkę centralną sygnałami .
∇x
n
9
Tym elementem wykonawczym musi być człon
całkujący np. silnik krokowy, którego obrót lub
przesunięcie x
n
w n-tej chwili można przedstawić
w postaci:
n
n
n
i
i
n
i
i
n
x
x
x
x
x
x
x
∇
+
=
=
∇
+
=
∇
+
=
−
=
=
∑
∑
1
1
1
0
0
K
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
25
Podczas skokowej zmiany wartości zadanej algorytm
powoduje gwałtowną zmianę sygnału sterującego.
W tym celu, robiąc podstawienie:
L
2
2
1
1
−
−
−
−
−
=
−
=
−
=
n
zad
n
n
zad
n
n
zad
n
y
y
e
y
y
e
y
y
e
otrzymamy wyrażenie
(
)
(
)
(
)
∇ =
−
+
+
−
+
+
−
+
+
−
−
−
−
−
x
K
y
y
K y
y T
K
T
y
y
y
y
y
n
P
n
n
I
zad
n
D
n
n
n
n
n
1
1
2
3
4
6
2
6
2
Człon „całkujący”
jest jedynym członem
zawierającym wartość zadaną y
zad
, jego usunięcie
doprowadzi więc do dryftu zmiennej regulowanej.
Dlatego w algorytmie tym musi zawsze występować
człon całkujący.
(
)
K y
y T
I
zad
n
−
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
26
Algorytm prędkościowy jest pozbawiony wymienionych
poprzednio wad algorytmu pozycyjnego:
9
w przypadku stosowania algorytmu prędkościowego
nie trzeba stosować złożonych układów wyjść
analogowych, gdyż całkowanie realizowane jest
poza regulatorem na członach całkujących, które
spełniają rolę przetwornika cyfrowo-analogowego,
sumatora i elementu pamięci,
9
realizacja przełączeń z regulacji cyfrowej na
analogową lub sterowania ręcznego na
automatyczne i na odwrót jest bardzo uproszczona
w porównaniu z algorytmem pozycyjnym.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
27
Modyfikacje algorytmów
Często spotyka się zmodyfikowane wersje
algorytmu prędkościowego PID. Jedna z możliwych
modyfikacji jest uzasadniona tym, że składowa
proporcjonalna:
(
)
K e
e
P
n
n
−
−1
oraz składowa całkująca:
T
e
K
n
i
mogą mieć różne znaki. Zachodzi to wówczas, gdy
zmienna regulowana y(t) zbliża się do wartości
zadanej. Jeżeli natomiast zmienna regulowana
oddala się od wartości zadanej, składowe te mają
znaki jednakowe.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
28
W przypadku wartości y(t) odległych od wartości
zadanej właściwość ta wydłuża czas regulacji. Aby
temu zapobiec, wokół wartości zadanej wprowadza
się
strefę krytyczną
o szerokości ok. 5 % pełnego
zakresu zmian zmiennej regulowanej y
max
i dla
wartości y(t) leżących poza tą strefą, a więc dla:
max
05
.
0
y
e
i
>
akceptuje się tylko te składowe proporcjonalne
K
p
(e
n
-e
n-1
), które mają ten sam znak co składowe
całkujące.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
29
W przypadku starannego odfiltrowania szumów z
sygnału zmiennej regulowanej człon różniczkujący
może być
aproksymowany różnicą dwupunktową
:
∆e
T
e
e
T
n
n
n
=
−
−1
Algorytm prędkościowy PID ma wtedy postać :
(
)
(
)
(
)
∇ =
−
+
+
−
+
−
−
−
−
−
x
K
y
y
K y
y T
K
T
y
y
y
n
P
n
n
I
zad
n
D
n
n
n
1
1
2
2
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
30
Dobór parametrów algorytmów
podstawowych
9
na podstawie tablic nastaw dla regulato-
rów analogowych
Ze względu na istnienie stosunkowo dobrze
opracowanych tablic do określenia nastaw
typowych regulatorów analogowych, interesujące
są możliwości korzystania z tych tablic do
określenia parametrów odpowiadających tym
regulatorom algorytmów regulacji cyfrowej.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
31
9
na podstawie zmodyfikowanych reguł
Zieglera-Nicholsa dla regulacji cyfrowej
Takahashi
zaproponował bezpośrednie wykorzy-
stanie reguł Zieglera-Nicholsa do doboru para-
metrów algorytmów regulacji cyfrowej w postaci:
Regulacja P, algorytm pozycyjny:
(
)
x
K y
y
n
P
zad
n
=
−
Regulacja PI, algorytm prędkościowy:
Regulacja PID, algorytm prędkościowy:
(
)
(
)
x
K
y
y
K y
y T
n
P
n
n
I
zad
n
=
− +
+
−
−1
(
)
(
)
(
)
x
K
y
y
K y
y T
K
T
y
y
y
n
P
n
n
I
zad
n
D
n
n
n
=
− +
+
−
+
−
−
−
−
−
1
1
2
2
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
32
Oznaczając przez T
rezP
i K
grP
okres drgań układu
regulacji proporcjonalnej na granicy stabilności oraz
graniczny współczynnik wzmocnienia regulatora
proporcjonalnego, można określić parametry
algorytmów regulacji zgodnie z poniższą tabelą:
Regulator PID
——
Regulator PI
——
——
Regulator P
K
P
K
I
K
D
K
P
K
I
K
D
K
P
K
I
K
D
Typ regulatora
grP
K
5
.
0
T
K
K
I
grP
5
.
0
45
.
0
−
rezP
grP
T
K
54
.
0
T
K
K
I
grP
5
.
0
6
.
0
−
rezP
grP
T
K
2
.
1
rezP
grP
T
K
40
3
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
33
Układ sterowania przepływem cieczy
9
Układ składa się z dwóch zbiorników ze swobodnie
przepływającą cieczą, umieszczonych na różnych poziomach
oraz jednym, wymuszonym za pomocą pompy, przepływem o
sterowanej wydajności.
9
Zbiornik górny ma kształt prostopadłościanu, natomiast dolny
jest walcem - równania opisujące układ są więc nieliniowe.
9
W układzie zainstalowano trzy czujniki ciśnienia mierzące
wysokość słupa wody w poszczególnych zbiornikach
9
Elementy wykonawcze stanowią dwie pompy: prądu stałego,
prądu zmiennego oraz zawory regulujące przepływ pomiędzy
zbiornikami
(Prezentowane stanowisko zostało zaprojektowane i wykonane
w Katedrze Automatyki WEAIiE AGH)
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
34
Układ sterowania przepływem cieczy
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
35
Układ sterowania przepływem cieczy
9
Komunikację pomiędzy obiektem a komputerem zrealizowano
przy użyciu wielofunkcyjnej karty wejść/wyjść cyfrowych
i analogowych.
9
Karta dysponuje 12-bitowymi przetwornikami A/C i C/A oraz
programowalnym układem logicznym
umożliwiającym
dostosowanie wejść/wyjść cyfrowych do użycia w konkretnym
procesie.
9
Dodatkowo stanowisko zawiera elementy umożliwiające
monitorowanie zmiennych procesowych i reakcję na sytuacje
awaryjne w systemie.
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
36
Z E
Z E
Wzmacniacz
mocy
Wzmacniacz
mocy
Wzmacniacze
pomiarowe
Izolowany galwanicznie
wzmacniacz mocy
Przekazniki
220V AC
LEGENDA
Z E - zawór elektromagnet.
C P. - czujniki poziomu
C P
C P
C P
Analogowe wyjścia
Analogowe wejścia
Cyfrowe wejścia
Cyfrowe wyjścia
KOMPUTER
Pompa
AC
Pompa
DC
Układ sterowania przepływem cieczy
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
37
Układ sterowania przepływem cieczy
Schemat pracy dwukomputerowego (rozproszonego)
systemu sterowania
Komputer warstwy
nadrzędnej
Komputer warstwy
bezpośredniej
Proces
Optymalizacja
parametryczna
Model symulacyjny
MATLAB/Simulink
Monitoring
MS Windows
RS
2
3
2
RS
4
8
5
RTK
Algorytm
Sterujący
Akwizycja
Danych
RS
2
32
RS
4
85
MS DOS
Karta
WE/WY
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
38
9
System rozproszony stanowią
dwa komputery: warstwy
bezpośredniej i warstwy nadrzędnej.
9
Łączność pomiędzy komputerami zapewnia szeregowy interfejs
RS232 lub RS485.
9
W przypadku sterowania w systemie rozproszonym na
komputerze warstwy bezpośredniej uruchamiane jest zadanie
czasu rzeczywistego. Zadanie to cyklicznie odczytuje stan obiektu
oraz wylicza sterowanie pompami AC i DC.
9
Drugi komputer (warstwy nadrzędnej) wykonuje aplikację
programu MATLAB w wersji dla systemu MS Windows.
Układ sterowania przepływem cieczy
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
39
Zadanie realizowane przez warstwę sterow. bezpośredniego:
9
zapewnia obsługę komunikacji za pośrednictwem łącza
szeregowego RS232,
9
umożliwia akwizycję danych oraz ich odczyt,
9
umożliwia sterowanie elementami wykonawczymi (pompy),
9
zawiera procedury typowych regulatorów z możliwością zmiany
ich parametrów,
9
umożliwia zmianę czasu dyskretyzacji.
Układ sterowania przepływem cieczy
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
40
9
wizualizują wyniki eksperymentu,
9
pozwalają na zmianę parametrów i typów regulatorów,
9
przełączają tryby sterowania, itp
Układ sterowania przepływem cieczy
W opisanym systemie możliwe jest stworzenie w pakiecie
MATLAB/SIMULINK (jako warstwie nadrzędnej) własnych aplikacji,
które:
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
41
•
rama nośna stanowiska (1),
•
wzbudnik drgań mechanicznych (2),
•
pomost wzbudnika (3),
•
ruchoma rama (4),
•
pomost wewnętrzny
ramy (5),
•
zespół redukcji
drgań (6),
•
PD - przetworniki
przemieszczenia,
•
PP - przetworniki
przyspieszenia,
•
PC - przetworniki
ciśnienia.
1
2
3
4
5
6
PD2
PP2
PC1
PCA
PCB
PP1
PC2
PP3
PD3
PD1
Stacja zasilania
hydraulicznego
wzbudnika drgań
Stacja zasilania
zespołu redukcji
drgań
SV1
SV2
Układ
pomiarowo-sterujący
zespołu redukcji drgań
do SV2
Układ
pomiarowo-sterujący
wzbudnika drgań
do SV1
Stanowisko badawcze układów redukcji drgań
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
42
Stanowisko badawcze
układów redukcji drgań
•
masa całkowita stanowiska:
1400 kg,
•
wymiary ramy nośnej:
1100x1100x2800 mm
Podstawowe parametry
stanowiska:
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
43
dSPACE
PC I
PC II
Listwa
przyłączeniowa
PCL - 8115
Listwa
przyłączeniowa
Ethernet
WDM
Zespół
przetworników
ciœnienia
Zespół
przetworników
przyspieszenia
Zespół
przetworników
przemieszczenia
PCL 818 HG
URD
PS1
PS2
Schemat układu pomiarowo-sterującego stanowiska
Stanowisko badawcze układów redukcji drgań
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
44
9
Sterowanie zespołem WDM oraz układem URD odbywa się z
oddzielnych podzespołów sterujących PS1 i PS2.
9
Podzespół PS1 obejmuje komputer PC I z zainstalowaną kartą
pomiarowo-sterującą PCL 818 HG firmy Advantech oraz listwę
przyłączeniową typu PCL 8115.
9
W skład drugiego podzespołu PS2 wchodzą: komputer
PC II, komputer pomiarowo-sterujący dSPACE oraz specjalnie
wykonana listwa przyłączeniowa.
9
Do obu podzespołów podłączone są zespoły przetworników
pomiarowych: ciśnienia, przemieszczenia i przyspieszenia.
Stanowisko badawcze układów redukcji drgań
Katedra Automatyzacji Procesów
Katedra Automatyzacji Procesów
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki
Akademia Górniczo
Akademia Górniczo
-
-
Hutnicza w Krakowie
Hutnicza w Krakowie
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Prof. dr hab. inż. Janusz KOWAL
Temat wykładu: Sterowanie cyfrowe
Temat wykładu:
Temat wykładu:
Sterowanie cyfrowe
Sterowanie cyfrowe
Podstawy Automatyki
Podstawy Automatyki
45
9
uruchamiania, zatrzymywania, zadawania i zmiany
parametrów oraz awaryjnego wyłączania poszczególnych
zespołów stanowiska za pomocą wirtualnego pulpitu
sterowniczego (COCKPIT),
9
sterowania pracą pulsatora w czasie rzeczywistym,
9
sterowania pracą elementu aktywnego z wykorzystaniem
sprzężeń od różnych wielkości fizycznych,
9
pomiaru i rejestracji przebiegów czasowych wybranych
wielkości fizycznych.
Układ pomiarowo-sterujący służy do:
Stanowisko badawcze układów redukcji drgań