6.3. Обробка вхідних даних контурів регулювання.

6.3.1. Гістерезис HYST (сімейство Measurement)

Функціональний блок HYST реалізує гістерезис. Приклад виклику блоку та діаграма його роботи показані на рис.6.17

Таблиця 6.12. Параметри функціонального блока HYST.

Вхідні параметри
X	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	вхідне значення
HIGH	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	нижня межа
LOW	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	верхня межа
Вихідні параметри
IND	BOOL	індикатор досяжності верхньої межі

6.3.2. Індикатор меж INDLIM (сімейство Measurement)

Функціональний блок INDLIM призначений для відслідковування переходу вхідного значення через визначені межі. На рис.6.18 показана діаграма роботи блоку, а на рис.6.19 – приклад виклику.

Таблиця 6.13. Параметри функціонального блока INDLIM.

Вхідні параметри
X	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	Вхідна змінна
MX_HIGH	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	Максимальна верхня межа
MX_LOW	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	Максимальна нижня межа
MN_LOW	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	Мінімальна нижня межа
MN_HIGH	INT, DINT, UINT, UDINT, REAL	Мінімальна верхня межа
Вихідні параметри
MX_IND	BOOL	Відображення досягнення верхньої межі
MN_IND	BOOL	Відображення досягнення нижньої межі

6.3.3. Кусочно-лінійна інтерполяція LOOKUP_TABLE1 (сімейство Measurement)

Процедура LOOKUP_TABLE1 використовується для кусочно-лінійної інтерполяції. У залежності від входу X та заданої вузловими точками залежності XiYi (2 значення на кожну точку) формується вихід Y. Кількість вузлових точок варіюється до 15, кожна задається парою значень XiYij: перша для X (непарні номера j), друга для Y(парні номера j). Таким чином процедура може мати до 30+1 входів.

Аналітична залежність X від Y та заданих вузлових точок показана в (6.25)

​ (6.25)

Приклад програми з використанням LOOKUP_TABLE1 наведений в параграфі 6.8.2

Таблиця 6.14. Параметри процедури LOOKUP_TABLE1.

Вхідні параметри
X	REAL	Вхідна змінна
XiYi1	REAL	координата X1.
XiYi2	REAL	координата Y1.
XiYi(n-1)	REAL	координата X n/2; n=max 30
XiYi(n)	REAL	координата Y n/2; n=max 30
Вихідні параметри
Y	REAL	Вихідна змінна
QXHI	BOOL	Індикація X > Xm
QXLO	BOOL	Індикація X < X1

6.3.4. Зона нечутливості DEAD_ZONE (сімейство Measurement)

Функція DEAD_ZONE забезпечує послаблення сигналу з коефіцієнтом GAIN в межах зони нечутливості, заданої діпазоном [-DZ;DZ] (рис.6.22).

(6.26)

Таблиця 6.15. Параметри функції DEAD_ZONE.

Вхідні параметри
X	REAL	Вхідна змінна
DZ	REAL	Половинне значення зони нечутливості
GAIN	REAL	Коефіцієнт послаблення значення в зоні
Вихідні параметри
Y	REAL	Вихідна змінна

6.3.5. Запис змінної SAH (сімейство Measurement)

Функціональний блок SAH по передньому фронті CLK запам’ятовує на виході OUT значення входу IN. При першому виклику блоку OUT=PV.

Таблиця 6.16. Параметри блоку SAH.

Вхідні параметри
IN	ANY	Вхідне значення
CLK	BOOL	Вхід тактового сигналу
PV	ANY	Задане значення уставки
Вихідні параметри
OUT	ANY	Вихідне значення

6.3.6. Фільтр ковзного середнього AVGMV (сімейство Measurement)

Функціональний блок AVGMV реалізовує алгоритм розрахунку фільтру ковзного середнього по формулі (6.27).

​ або (6.27)

де N – кількість значень в буфері (ширина вікна), X – вхідне не фільтроване значення, Y – середнє вихідне (фільтроване) значення, Yold - значення виходу на попередньому виклику.

Таблиця 6.17. Параметри блоку AVGMV.

Вхідні параметри
MAN	BOOL	0 = Автоматичний режим; 1 = Ручний режим
X	REAL	Вхід
N	INT	Ширина вікна (кількість значень в буфері; максимум 50)
YMAN	REAL	Ручне значення
Вихідні параметри
Y	REAL	Середнє значення
RDY	BOOL	1 = буфер заповнений (готовий); 0 = буфер не заповнений (не готовий)

При ініціалізації функціонального блоку буфер скидується. З кожним викликом буфер наповнюється новими значеннями. Поки кількість значень в буфері не буде рівним N, буфер не буде готовий (RDY=FALSE) і фільтр працює з неповним буфером. Коли буфер заповниться (RDY=TRUE) блок буде видавати коректне відфільтроване значення.

6.3.7. Фільтр ковзного середнього з коректором AVGMV_K (сімейство Measurement)

Функціональний блок AVGMV_K реалізовує алгоритм розрахунку фільтру ковзного середнього з коректором К по формулі (6.28).

​ (6.28)

де X – вхідне не фільтроване значення, Y – середнє вихідне (фільтроване) значення, Yold - значення виходу на попередньому виклику, K - коректор.

Таблиця 6.18. Параметри блоку AVGMV_K.

Вхідні параметри
MAN	BOOL	0 = Автоматичний режим; 1 = Ручний режим
X	REAL	Вхід
K	INT	Коректор (макс 10000)
YMAN	REAL	Ручне значення
Вихідні параметри
Y	REAL	Середнє значення

6.3.8. Розрахунок витрати по перепаду тиску K_SQRT (сімейство Mathematics) та MFLOW (сімейство Conditioning)

Об’ємна витрата може бути розрахована за наступними залежностями:

​ (6.29)

де Q-об’ємна витрата (м3/год), d – діаметр отвору (мм), p -густина (кг/м3), (p1-p2) – перепад тиску на звужуючому пристрої (кгс/м2), Е – коефіцієнт розширення (для рідин=1), a- коефіцієнт витрати який розраховується за формулою

(6.30)

Коефіцієнти розраховуються (підбираються) в залежності від середовища та типу звужуючого пристрою. Таким чином формулу для розрахунку можна записати:

​ (6.31)

де dP=P1-P2, К – ваговий коефіцієнт. Ваговий коефіцієнт К можна розрахувати або підібрати при відомих витратах на етапі налагодження.

У UNITY PRO для реалізації розрахункової формули 6.31 можна скористатися функцією SQRT (вилучення квадратного кореню), однак для цієї цілі зручніше використовувати спеціалізовану функцію K_SQRT або функціональний блок MFLOW.

Функція K_SQRT знаходиться в бібліотеці Control Library сімейства Mathematics. Приклад використання функції показаний на рис.6.26. Функція повертає:

(6.32)

Таким чином, крім вагового коефіцієнта К, функція враховує нижню межу вхідного значення CUTOFF. Тобто, якщо перепад тиску на вході є від’ємним або менше нижньої межі, то функція повертає 0, в той час як SQRT повернув би -1.#NAN, а це в свою чергу спрощує використання цієї функції для даної задачі.

Густина газів залежить від температури та тиску. Для врахування цих параметрів, треба їх ввести в розрахункову формулу для масової витрати:

​ (6.33)

Функціональний блок MFLOW сімейства Conditioning, призначений для розрахунку масової витрати газів з урахуванням їх температури та тиску згідно формули (6.34):

​ (6.34)

де PA-абсолютний тиск газу, TA – абсолютна температура в градусах Кельвіна.

Приклад використання функціонального блоку MFLOW показаний на рис.6.27. Вхід IN, вихід OUT та коефіцієнт К мають той же зміст, що і в попередньому варіанті. Параметри роботи блоку задаються на вході PARA.

Вхід PRES – це тиск, який може задаватися як в абсолютних одиницях так і відносно атмосферного. У випадку відносного тиску (PARA.pr_pa=FALSE), абсолютний тиск розраховується за формулою

​ PA=PRES+pu (6.35)

де pu задається в тій же структурі PARA.

Вхід TEMP, це температура, яка може задаватися в градусах Цельсія (PARA.tc_tf=FALSE) або Фаренгейта (PARA.tc_tf=TRUE). У блоці розраховується абсолютна температура TA в градусах Кельвіна.

Корекція по тиску активується параметром PARA.en_pres=TRUE, по температурі - PARA.en_temp=TRUE. Якщо PARA.en_sqrt=FALSE то добуток буде розраховуватись без квадратного кореня.

6.3.9. Зважене множення/ділення MULDIV_W (сімейство Mathematics)

Функція MULDIV_W розраховує вихідне значення за формулою (6.36):

(6.36)

Таблиця 6.19. Параметри блоку MULDIV_W

Вхідні параметри
IN1	REAL	вхід1
IN2	REAL	вхід2
IN3	REAL	вхід3
PARA	Para_MULDIV_W]	Параметри
Вихідні параметри
OUT	REAL	Результат розрахунку

Таблиця 6.20. Опис структурного типу Para_MULDIV_W

Поле	Тип	Пояснення
k	REAL	коефіцієнт
c1	REAL	коефіцієнт
c2	REAL	коефіцієнт
c3	REAL	коефіцієнт
c4	REAL	коефіцієнт

6.3.10. Зважена сума SUM_W (сімейство Mathematics).

Функція SUM_W розраховує вихідне значення за формулою (6.36):

(6.37)

Таблиця 6.21. Параметри блоку SUM_W

Вхідні параметри
IN1	REAL	вхід1
IN2	REAL	вхід2
IN3	REAL	вхід3
PARA	Para_SUM_W	Параметри
Вихідні параметри
OUT	REAL	Результат розрахунку

Таблиця 6.22. Опис структурного типу Para_SUM_W

Поле	Тип	Пояснення
k1	REAL	коефіцієнт
k2	REAL	коефіцієнт
k3	REAL	коефіцієнт
c1	REAL	коефіцієнт