refik.in.ua 1

моделювання теплових об’єктів в SCADA системі Trace Mode

Студ. Басан Д.Ю. (КНУТД)

Системи автоматизованого регулювання температури знаходять використання в різних галузях промисловості. Одним з таких об’єктів є процеси виготовлення виробів з пластмас. Особливість таких систем полягає в необхідності підтримання заданої температури в об’єкті з розподіленими параметрами.

Запропонована модель теплових об’єктів в SCADA системі Trace Mode дозволяє задовольнити особливості обраного об’єкту за рахунок створеної моделі, що виконана за допомогою мови FBD діаграм. Модель такого процесу, що подана на рисунку, враховує наявність теплового зв’язку між частинами об’єкта та реалізує таку особливість, як різне значення постійної часу в процесі нагрівання та охолодження. Крім того використання сучасних систем регулювання температури за допомогою методів широтно імпульсної модуляції (ШИМ) ставить задачу залежності якості процесу регулювання від параметрів системи ШИМ. До цих параметрів можна віднести інерційні характеристики виконуючого органу (нагрівача) та залежність температури від кількісної характеристики кількості тепла, що підводиться до об’єкту.




Введення можливості динамічної зміни параметрів окремих ланок процесу ( об’єкт, регулятор, нагрівачі з системою ШИМ ) дозволяє в реальному часі досліджувати поведінку системи за різних значень заданої температури частин об’єкту та відтворювати поведінку складових частин системи керування.

Використання запропонованої моделі дає змогу значно підвищити ефективність створення систем автоматичного керування тепловими процесами за рахунок її попереднього дослідження.

РОЗРОБКА ШВИДКІСНОГО КАНАЛУ ЗВ’ЯЗКУ КОМП’ЮТЕРА

З МІКРОПРОЦЕСОРНИМИ ЗАСОБАМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ

Студ. Дворовий О.В. (КНУТД)



Система автоматизованого управління складається з об’єкту керування, до якого підключений датчик слід за яким може стояти при потребі первинний перетворювач, наступний елемент це канал передачі який з’єднує датчик з керуючим обчислювальним комплексом, попередньо через вторинний перетворювач. Керуючий комплекс в свою чергу ще має зв'язок і з регулюючим органом.

В будь якому випадку має бути здійснений зв'язок з об’єктом управління обчислювального комплексу з системою автоматизації за допомогою каналу передачі.

Канал передачі (канал зв’язку) складається з фізичного середовища поширення сигналу та певних засобів обробки інформації та структурування цієї інформації.

Інтерфейс – основа при побудові складних каналів зв’язку, існуючі провідні інтерфейси включають LPT, COM (RS232), USB, FireWire та інші менш відомі.

Найбільш перспективніший з існуючих сьогодні інтерфейс USB, адже він швидший та має ряд інших переваг. Запропонована система керування технологічним процесом на базі швидкісного каналу зв’язку на базі USB

інтерфейсу. Особливістю запропонованої системи є використання двох контролерів, що можуть працювати в двох режимах. Режимі резервування та режимі розподіленої обробки інформації при якій кожний з каналів передає власну інформацію про стан технологічного процесу. Запропонований канал зв’язку є досить гнучким, його можна використовувати в системах автоматизації різної складності, а режим гарячого резервування дозволить цьому каналу зв’язку працювати при відмові головного вузла. Введення режиму розподіленої передачі дозволяє підвищити швидкість обміну інформації між керуючою системою та об’єктом автоматизації. Розроблені принципові схеми каналу зв’язку та створений алгоритм роботи мікропроцесорних елементів та керуючої системи.

Система синхронізації потоків інформації в оптоволоконних лініях зв’язку ІКМ 30/32


Студ. Іонкіна О.І. (КНУТД)

Створення єдиного стандарту транспортних мереж призвело до розробки та наступного широкого впровадження обладнання синхронно-цифрової ієрархії (Synchronous Digital Hierarchy — SDH), що являє на сьогоднішній день основою для створення широкополосних транспортних мереж.

Топологія мереж складається з первинного кільця зі швидкістю передачі інформації 2,488 Гбит/с (STM-16) та декількох вторинних кілець зі швидкостями передачі 155,5 (STM-1) и 622 Мбит/с (STM-4). Від користувачів SDM надходять потоки інформації зі швидкістю 2,048 Мбит/с, а траси проходження потоків задаються центральною керуючою станцією програмно.




Блок виділення циклового та надциклового синхронізму призначений для виділення синхронізуючих сигналів потоків та синхронізації надходження групових сигналів (надциклова синхронізація). Блоки цифрового вирівнювання, формування загального каналу та комутації призначені для вирівнювання по циклам каналів передачі інформації та їх комутації. Оскільки на вхід комутатора надходять вісім просторово поділених каналів для виконання заданих функцій необхідна просторово-часова комутація. Просторової комутації можливо уникнути якщо об’єднати всі вісім каналів в один ущільнений по часу потік, в цьому випадку комутація потребує лише перестановки у часі імпульсних сигналів ущільненого часового потоку. Зниження внутрішньої тактової частоти комутатора може бути досягнуто паралельною передачею. Після виконання функцій синхронізації передаваємої інформації виконуються зворотні перетворення потоку в ущільнений канал.


Спосіб визначення довжини електричної лінії передачі до місця пошкодження


Студ. Сас К.О. (КНУТД)

Пропонується система вимірювання довжини електричної лінії до місця пошкодження заснований на методі рефлектометрії. Цей метод полягає у порівнянні вхідних зондуючи імпульсів з імпульсами, відбитими від кінця досліджуваної лінії.


Поставлене завдання досягається тим, що після подачі першого зондуючого імпульсу подальші імпульси блокуються, проте в силу неузгодженості опорів поданий перший імпульс відбивається від кінця лінії, утворюючи перший відбитий імпульс. Що в свою чергу відбивається від початку, утворюючи перший перевідбитий імпульс.

В момент появи другого перевідбитого імпульсу за допомогою регулювання частоти проходження зондуючи імпульсів змінюють інтервал часу їх проходження. Внаслідок регулювання частоти проходження зондуючих імпульсів, виникає їх збіг у часі з другими перевідбитими імпульсами. Цього можна уникнути за допомогою схемотехнічного блокування зондуючих імпульсів в послідовності імпульсів, що приймається, адже це обумовлює блокування і других перевідбитих імпульсів. В результаті послідовність імпульсів, що приймається, складається тільки з перших відбитих імпульсів і стає рівномірною.

Частоту надходження перших відбитих імпульсів вимірюють мікропроцесорним частотоміром, в пам’ять якого вводять значення швидкості розповсюдження електромагнітних хвиль в вакуумі і значення коефіцієнта скорочення для досліджуємого типу лінії передачі, що визначає відношення швидкості електромагнітних хвиль у вакуумі до фактичного значення швидкості розповсюдження електромагнітних хвиль у досліджуємій лінії конкретного типу. Оскільки коефіцієнт скорочення враховує уповільнення розповсюдження електромагнітних хвиль в лініях з різними типами ізоляції, то довжина лінії до місця пошкодження з врахуванням часу проходження зондуючих імпульсів визначається формулою


де lx – довжина лінії до місця пошкодження; k – коефіцієнт скорочення випробуваної лінії; с – швидкість розповсюдження електромагнітних коливань у вакуумі; f0 - частота повторення других відбитих імпульсів від місця пошкодження лінії.


Використання запропонованого способу для виміру довжини лінії до місця пошкодження дозволяє підвищити стабільність роботи вимірювальних засобів. На систему отримано Патент України № 46231.


АЛГОРИТМ ОПТИМІЗАЦІЇ ОПИТУ КОДОВИХ СЕНСОРІВ

Студ. Максимович В.О. (КНУТД)

Однією з важливих задач інформаційного забезпечення автоматизованих систем керування технологічними процессами швейного ви­робництва є вимірювання ширини, площі та отримання цифрового опису контурів лекал та іншої геометричної інформації.

Метою роботи є підвищення швидкості роботи систем визначення технологічних параметрів та геометричної інформації, що отримується від кодових первинних перет­ворювачів та створення простих засобів обробки та проміжного перетворення отриманої інформації.

Запропонований алгоритм опиту кодових сенсорів (наприклад кодових лінійок) базується на методі оптимізації пошуку границі геометричного контуру за допомо­гою визначення номера наступного опитуємого сенсора поділом навпіл тієї частини сенсорів, що знаходяться в зоні пошуку границі контуру.

Алгоритм працює наступним чином. Опитується середина діапазону кодового сенсора N/2, якщо сенсор перекритий контуром, тоді в залежності від того де знаходиться об’єкт обирається ліва або права сторона кодового сенсора. Після визначення напрямку пошуку обирається сенсор, що знаходиться в середині обраного інтервалу (N/4, якщо контур зліва або 3*N/4, якщо справа), і по значенню обраного датчика оцінюємо подальшу стратегію пошуку.

Застосування такого алгоритму дозволяє знизити кількість тактів опиту сенсорів до величини, шо визначається значенням лога­рифму з основою два від загальної кількості сенсорів, що опитують­ся

S = Log2N,

де S – кількість тактів опиту; N – кількість сенсорів.

Наприклад для визначення положення матеріалу лінійкою з 1024 сенсорів потрібно лише 10 тактів опиту, а при класичному алгоритмі послідовного опиту потрібно 1024 такти. Збирання інформації, її обробка та зберігання здійснюється за допомогою мікропроцесорних засобів. Підключення сенсорів кодового перетворювача до системи обробки здійснюється за до­помогою мультиплексорів, шо керуються паралельним портом мікропроцесора. Запропонована архітектура може включати декілька незалежних систем збору інформації, які в свою чергу можуть з’єднуватися між собою та диспетчерською ЕОМ існуючими телекомунікаційними каналами.

Запропонований алгоритм дозволяє суттєво підвищити ефективність роботи систем збору інформації на базі кодових сенсорів.

Література:

Орловский Б. В. Основы автоматизации швейного производства. –М. : Легпромбытиздат, 1988. – 248 с.