Egyszerű PC-alapú adatgyűjtő rendszer A gyakorlat során az ADVANTECH cég PCL-711B (S) típusú folyamatillesztő kártyáját kezelő CONTROL EG programot ismerhetjük meg. A folyamatirányító szoftver működéséhez szükséges hardver konfiguráció a következő: • • •
IBM AT személyi számítógép (4 Mb RAM, VGA monitor), sornyomtató, PCL-711B(S) [8 analóg bemenet (bemenőjeltartomány alapesetben - B-típusú kártya - ± 5 V vagy programozható – S-típusú kártya)] , [1 analóg kimenet (kimenő jeltartomány 0-5 V vagy 0-10 V a referencia feszültség beállításától függően)], [16 kétállapotú ki/bemenet (kétállapotú bemenetek és kimenetek jelszintje TTL)].
A CONTROL EG program felépítése Konfiguráló táblák A CONTROL EG program gyakorlati felhasználásánál ún. konfiguráló táblákat kell kitölteni. Az említett táblákból összesen 13 db van:
MEGNEVEZÉS
MŰVELET/LEÍRÁS
A felhasználói hardver definiálása Az analóg bemenetek definiálása Kétállapotú bemenetek definiálása Az analóg kimenet(ek) definiálása A kétállapotú kimenetek definiálása A számítási műveletek leírása PID szabályozókörök definiálása A határértékek beállítása A határértékek beállítása Nyolc különböző sorrendi irányíts definiálása Az XY függvények definiálása A trend képek definiálása A mintavételi idő, a képernyő frissítés, a nyomtatás és fájlkezelés paraméterezése
Hardver (nem használjuk) Analóg bemenet Kétállapotú bemenet Analóg kimenet Kétállapotú kimenet Mérnöki számítások PID algoritmus Analóg jel határértéke Származtatott mennyiség határértéke Szekvencia XY függvény Trend Valósidejű paraméter
A CONTROL EG program bejelentkezésekor az ún. indulási tábla (Startup Configuration) jelenik meg, amelyet az G.2.1. ábra szemléltet. A Startup és más menükből is az F10 funkció billentyűvel lehet a főmenüt elérni. A főmenüből elérhető almenük nevei a képernyő legfelső sorában jelennek meg, amit a G.2.2. ábra mutat be. A rendszer konfigurálását az Edit Setup almenü megnyitásával kell kezdeni, ami úgy történik, hogy a kurzor mozgató billentyűkkel
** Control EG 3.54 ** Startup Configuration +----------------------------------------------------------------------------+ ¦ Channel Counts ¦ Analog Digital Digital Analog ¦Board # Board Type Inputs Outputs Inputs Outputs ¦_______ __________ ______ _______ ______ ______ ¦ 0 PCL-711 8 16 16 1 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ____ ____ ____ ____ ¦Configured Totals 8 16 16 1 ¦ ¦PID Channels 32 History Graph Pages 4 ¦Calculation Channels 64 XY Graph Pages 4 ¦Sequences 8 +----------------------------------------------------------------------------+ Press F10 to Invoke Control EG Menu System, F1 for Help
¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
(←,↑,→,↓) a kiválasztó háttérszint a kívánt almenü nevére mozgatjuk, majd Enter-t ütünk. Az Edit Setup almenü kiválasztását a G.2.3. ábrán láthatjuk, ahol a háttérszín és az inverzvideo módú karakter megjelenítést bekeretezéssel jelöltük. A kiválasztott almenükben szintén a kurzor mozgató billentyűkkel mozgunk. Az almenüből az Esc vagy az F10 billentyű megnyomásával lépünk ki. A többi konfiguráló tábla felépítését a gyakorlaton kell megismerni. A táblák kitöltéséhez ismernünk kell az egyes paraméterek jelölésének módját (szintaktikáját). Az G.2.1. táblázatban ezeket foglaltuk össze.
G.2.1. ábra Program indítási menü Files Edit Setup Displays I/O Hardware Configure Quit Startup Configuration +-----------------------------------------------------------------------------------+ ¦ Channel Counts ¦ Analog Analog Digital Digital ¦Board # Board Type Inputs Outputs Inputs Outputs ¦_______ __________ ______ _______ ______ _______ ¦ 0 PCL-711 8 1 16 16 ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ____ ____ ____ ____ ¦Configured Totals 8 1 16 16 ¦ ¦PID Channels 32 History Graph Pages 4 ¦Calculation Channels 64 XY Graph Pages 4 ¦Sequences 8 +----------------------------------------------------------------------------+ Press F10 to Invoke Control EG Menu System, F1 for Help
G.2.2. ábra Program indítási és főmenü
G.2.1. táblázat MEGNEVEZÉS JELÖLESI MÓD PÉLDA Analóg bemenet AI
AI7 Analóg kimenet AO AO0 Számított érték CA CA55 (*) Kétállapotú bemenet minta DIH DIH4 (%) Kétállapotú kimenet minta DOH DOH10 (%) PID csatorna értéke PID PID22
G.2.3. ábra A szerkesztő főmenü felépítése
MEGNEVEZÉS JELÖLESI MÓD PÉLDA Kétállapotú bemenet DI DI14 Kétállapotú kimenet DO DO11 Analóg bemenet mintái AIH AIH3 (%) Analóg kimenet mintái AOH AOH0 (%) Számított érték mintái CAH CAH50 (%) PID alapjel SP SP21
MEGNEVEZÉS JELÖLESI MÓD PÉLDA Analóghatárérték túllépés AIHA AIHA7 (+) CA magas határértéke CAHA CAHA9 (+) Eltelt idő (s) ET -(!) Képernyő frissítési idő (s) DSPP Naplózási periódus (s) PRTP Megjelenítés fglag DSPF Naplózás flag PRTF - (/)
MEGNEVEZÉS JELÖLESI MÓD PÉLDA Analóg határérték túllépés AILA AILA6 (-) CA alacsony határértéke CALA CALA8 (-) Mintavételi idő (s) SCNP Diszkre mentési időköz (s) DSKP Mintavételezés flag SCNF - (/) Diszkre mentés flag DSKF - (/)
Megjegyzések: • •
• • • •
(*) 32 számított érték lehet ( maximum 64 ). (%) A program segítségével elérhetők a k-adik mintavételt megelőző mért és számított értékek. Ezt a lehetőséget nevezzük valós idejű esemény funkciónak. A memóriában báróm (0, 1, 2 jelű ) esemény puffer van . Minden puffer 40 AI, DI, AO, DO vagy CA aramétert tárol. Így egy esemény paraméter pontos leírása FunkcióID(puffer#,minta index#) formában történik. A 0-ás puffer a nyers, míg az 1-es és 2-es puffer átlagolt adatokat tartalmaz. Például AIH3(0,23) jelenti a harmadik analóg csatorna k-23 mintáját, amelyet nem átlagoltunk. (+) Felső határérték túllépést jelző, logikai típusú értéket ad vissza. (-) Alsó határérték túllépést jelző logikai típusú értéket ad vissza. (!)A mintavételezés elindításától (SCAN ON) számított időt adja vissza szekundumban. ( / ) Űzemmód [ SCAN, DISPLAY, DISK, PRINT ON(OFF)] jelző, logikai típusú értéket ad vissza.
A gyakorlat során a legfontosabb almenüpont a szerkesztő főmenüben lévő „Analog Inputs” tétel. Ennek a felépítését a G.2.4. ábra mutatja és az egyes menüpontok magyarázatát a következők szerint adhatjuk meg. • • • • • • • •
AI Ch – az analóg bemeneti csatorna sorszáma; Tag – technológiai azonosító (például FI021); Units – a technológiai azonosítóhoz tartozó megfelelő mérnöki mértékegység; BgLow - az oszlop diagram aljához rendelt érték mérnöki mértékegységben; BgHigh - az oszlop diagram tetejéhez rendelt érték mérnöki mértékegységben; Mx - a mérnöki mértékegységre való lineáris átszámításnál a meredekséget jelöli; + B - a mérnöki mértékegységre való lineáris átszámításnál az eltolást (offsetet) jelöli; DL - a jel diszkes fájlba való naplózását engedélyezi (Y) illetve tiltja (N);
•
PL - a jel sornyomtatón való naplózását engedélyezi (Y) illetve tiltja (N) ; • Grp - a jel csoportba Analog Input Setup Table - Page 1 sorolását jelöli ki; lehetAI Ch Tag Units Type BgLow BgHigh M x + B DL PL Grp Force 0 B0C0 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X séges csoportok A-tól H1 B0C1 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X ig illetve ezeknek a 2 B0C2 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X 3 B0C3 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X kiválasztása a kijelzési 4 B0C4 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X (display) funkcióknál 5 B0C5 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X 6 B0C6 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X ALT-A...ALT-H billen7 B0C7 Volts G0 -5.00 5.00 1.000 0.000 N N A X tyűvel lehetséges; B0C0 • Force - egy valós, nuEdit: PgDn = advances page PgUp = backups page, Esc = Return to Main Menu merikus értéket írva az oszlopba a csatornajel értéke ezt fogja felvenni; G.2.4. ábra ha X-et írunk, akkor a Az analóg csatornák paramétereit szerkesztő menü mért éték érvényes. Egyéb konfiguráló-szerksztő menük jelölései a következők. • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
DI - kétállapotú bemenő csatornát jelöl; LowStr - a logikai nullához rendelt állapot sztring; HiStr - a logikai egyhez rendelt állapot sztring; AO - az analóg kimenő csatornát jelöli; LowClmp - az analóg csatornán számolt érték alsó határa; HiClmp - az analóg csatornán számolt érték felső határa; Formula - a csatornajel értékét meghatározó ősszefűggés; DO - kétállapotú kimenő csatornát jelöli; Calc - származtatott értéket jelöl; LowLim - az alsó határérték jelölése vészjelzéshez; HiLim - a felső határérték jelölése vészjelzéshez; Low Alarm Msg - figyelmeztető kiírás szövege alsó határérték túllépéskor; High Alarm Msg - figyelmeztető kiírás szövege felső határérték túllépéskor; XY Plot - y=f(x) függvény rajzolását jelöli; Channel ID - csatorna azonosító; Color - megjelenítéskor a színt jelöli ki (numerikus egész); LineStyle - megjelenítéskor a vonal fajtáját jelöli ki; Min - függvény megjelenítéskor Ymin értékét jelenti; Max - függvény megjelenítéskor Ymax értékét jelenti; Plot - trend megjelenítést jelöl;. # - függvény megjelenítéskor csatorna sorszámot jelöl; Scan and Control Period - a mintavételi gyakoriságot jelöli; Display Update Period - a képernyő frissítés periódus ideje; Sequencer Update Period - szekvencia lefutási gyakorisága; Disklog Update Period - háttér naplózás gyakorisága; Printlog Update Period - sornyomtatóra történő naplózás gyakorisága; Disklog Filename - diszkes napló-fájl neve; File Type - diszkes napló-fájl típusa: 0 . ASCII fájlt jelöl, 1 . Lotus 1-2-3 import fájlt jelöl; Group A...H Title - csoport elnevezésének kijelölése;
• • • •
Buffer 1,2 Average - a pontok számát jelöli, amelyekből az 1-es vagy a 2-es pufferben az átlagot kiszámolja; Operator Log File Name - az operátor által konfigurált rendszert tároló fájl neve; Password Protection - jelszó védelem engedélyezése (Y) vagy tiltásai (N); Password - jelszó.
Real-time üzemmódban kiszámolható összefüggések létrehozása Aritmetikai műveletek: az összeadás (+), a kivonás (-), a szorzás (*) és az osztás (/). Példák: AIO-AI1: az első és második analóg csatornán mért jelek különbségének kiszámítása; AIO*DIO: az első analóg csatornán mért jel szorzása az első kétállapotú csatornán érzékelt állapottal. Reláció műveletek: kisebb <, nagyobb >, kisebb-egyenlő <=, nagyobb-egyenlő >=, nem egyenlő <>, egyenlő =. Példák: AI2>AI1 logikai egy értéket ad, ha a harmadik analóg csatornán mért jel értéke nagyobb, mint a másodikon lévő; ABS(AI2-AI3)>0.001 logikai egy értéket ad vissza, ha a hármas és négyes analóg csatornán mért jelek különbségének abszolút értéke nagyobb, mint 0.001. Logikai műveletek: logikai ÉS kapcsolat jele AND, a VAGY kapcsolaté OR, a tagadásé NOT és a ANTIVALENCIA műveleté XOR. Példa: (DIO AND (AIO > 123.3 )) OR AIHA 12. Speciális matematikai függvények: ABS abszolút érték, SQR hatványozás, SQRT gyökvonás, LOG tízes alapú logaritmus, LN e alapú logaritmus, COS koszinusz függvény, SIN szinusz függvény, ARCTAN inverz tangens függvény, EXP e alapú hatványozás. Példa: EXP ( LOG ( SQRT (ABS (AI3 -AI2 ) ) ) ) . Speciális real-time függvények: • • •
ET - a SCAN funkció bekapcsolásától eltelt időt adja vissza; SCNP, DSPP, DSPK, PRTP függvények a mintavételi időt, a kijelzés frissítés, a diszkes naplózás illetve a nyomtatóra történő naplózás gyakoriságát adják vissza szekundumban; DSPF, DSKF, PRTF függvények a kijelzésre vonatkozó, a diszkes fájlhoz illetve a nyomtatáshoz való hozzárendelési jelzőbit logikai értékét adják vissza.
A valósidejű megjelenítés A felhasználó hét különböző valósidejű megjelenítési forma közül választhat. Ezek a következők:
• • • • • • •
OSZLOP DIAGRAM - alkalmas az analóg csatornákon a mért amplitúdóval arányos hosszúságú oszlopokkal szemléltetni a jeleket, az alsó és felső határértékeket valamint a PID körök alapjeleit; IDŐFÜGGVÉNY - képes az analóg csatornák dinamikus időfüggvényét megjeleníteni a mintavételi időtől függő időintervallumban. A véges megjelenítési hossz miatt a régebbi adatok a képernyőről fokozatosan eltűnnek; XY-FÜGGVÉNY - két, egymással függvénykapcsolatba hozható analóg jel megjelenítésére szolgál; SŰRÍTETT SZÖVEG - áttekintő formában, alfanumerikus alakban jeleníti meg az I/O csatornák információit; JELZÉSEK - áttekintő kép 64 csatornára, amelyen megjelennek mind az értékek, mind pedig a határérték túllépések; SZEKVENCIÁK - megjeleníti az aktív szekvenciák állapotát és az aktuális lépésszámot; OPERÁTORI ÜZENET - az operátor begépelhet üzeneteket vagy megjegyzéseket, amelyet a gép ellát a lejegyzés időpontjával. A képernyőn azonban csak a legutolsó 24 bejegyzés látható;
Az analóg, a kétállapotú és a számított értékek bármelyike nyolc különböző csoport (GROUP)-ba osztható. A csoportba sorolást a konfiguráló táblákban (ld. például a G.2.4. ábrát) kell megadni. A valósidejű megjelenítéskor a csoportokat az ALT-A és ALT-H billentyűk valamelyikével (értelemszerűen ALT-A jelenti az A, ALT-H pedig a H csoportot illetve azt, amelyiket az ún. „Runtime Setup Table” mezőn megjelöltünk) lehet kiválasztani. Az F9 billentyű segítségével a valósidejű megjelenítés módosítható az ún. vészjelzés szűrő (Alarm Filtering) ki/be kapcsolásával. Ha a vészjelző szűrő bekapcsolt állapotban van, akkor a képernyőn csak azok a csatornák jelennek meg, ahol határérték túllépés éppen fennáll. A szúró kikapcsolása az F9 billentyű újbóli megnyomásával történik. I/O kijelölési lehetőségek Az I/O kijelölési lehetőségek tulajdonképpen az egyes CONTROL EG taszkok állapotának meghatározására szolgálnak. A CONTROL EG taszkok prioritásuk sorrendjében a következők: G.2.2- táblázat Prioritás 1 2 3 4 5 6
Taszk
Az I/O csatornák mintavételezése (a legmagasabb) Szabályozóvezérlő csatornák működtetése Szekvenciák működtetése Kijelzések megvalósítása Diszkes fájlok karbantartása Esemény naplózás (a legalacsonyabb)
A CONTROL EG programban bármely taszk aktivizálása (elindítása) az I/O opciókat tartalmazó almenüben úgy történhet, hogy a karaktermutató segítségével az aktivizálandó taszkra állunk és ENTERT ütünk. Az elfogadott taszkaktivizálást tehát a képernyő alján lévő taszkállapot kijelzőben is figyelemmel kísérhetjük. Gondosan meg kell választanunk a mintavételezés gyakoriságát (1. taszk) illetve a kijelzések frissítési idejét (4. taszk). Ha
túlságosan gyakorira választjuk az előbb említett taszkok futását, akkor előfordul, hogy az alacsonyabb prioritású taszkok nem képesek lefutni. A taszkok leállítása szintén a CONTROL EG főmenüjéből hívható I/O almenü segítségével történik úgy, hogy a karaktermutatóval a leállítandó taszkra állunk és ENTER-t ütünk. A taszkok futás közbeni jellemzőit a RUNTIME almenüben állíthatjuk be.
