4. Три способа регулирования непрерывных процессов.

Для непрерывных систем существует три способа автоматического регулирования: разомкнутое, с компенсацией возмущений, по отклонению. Рассмотрим их на примере обогрева некоторого помещения

При разомкнутом регулировании фиксируют положение регулятора нагрева, и нагреватель начинает обогревать помещение . Температура внутри помещения зависит не только от работы нагревателя, но и от температуры снаружи помещения, а также от множества других факторов. Если все они не меняются, то удается достичь нужной температуры внутри помещения. При этом следует учитывать динамику нагрева помещения, зависящую от его конструкции и наружной температуры. Разомкнутое регулирование редко применяется при автоматизации, так как поведение реальных объектов зависит от многих факторов.

При регулировании с компенсацией возмущений регулятор нагрева изменяет свое положение в зависимости от измерения величины температуры снаружи помещения. Благодаря этому температура внутри помещения не зависит от наружной температуры. Однако на нее влияют другие возмущающие факторы, такие как направление ветра или наличие щелей. Вес возмущения трудно измерить и подать на вход регулятора. Из-за этого регулирование с компенсацией возмущений применяют при ограниченном числе возмущений.

Влияние множества возмущающих факторов на температуру внутри помещения можно компенсировать проще: измерив эту температуру и подав полученную величину на регулятор нагрева, который сопоставит ее с той температурой, которая задана для данного помещения. Нагреватель будет работать в зависимости от разности заданной и фактической температур. Чем больше разность, тем больше будет интенсивность нагрева. Регулирование по отклонению или регулирование с обратной связью стало основным способом регулирования при автоматизации.

 17-18-19 Структуры промышленных шин, порядок и способы обмена информацией между абонентами

структура шины может быть линейной, древовидной, кольцевой или комбинированной .

Применяют три способа связи между устройствами, подключёнными к шине:

- связь двух клиентов S (Slave) через сервер М (Master) (a);

- связь клиентов через кольцо (б);

- комбинированная связь (в).

Для всех протоколов определен одинаковый порядок обмена информацией между подключенными к шине устройствами. Передача информации начинается с запроса адресата инициатором связи. Адресат, получив запрос инициатора связи, передаёт ему спой отклик. Инициатор, получив подтверждение адресата, отправляет телеграмму с информацией. Информацию передают в виде кадра, который состоит из флага начала, адресного поля, поля управления, поля данных, поля проверки достоверности передачи, флага конца.

Международный стандарт ISO - OSI.

1. Физический.

Определяет напряжение и форму цифровых импульсов в применяемой линии передачи информации.

2. Канальный.

Устанавливает формат кадра информации, способ ведения и прекращения связи, способ проверки правильности приема данных. Предотвращает наложение сообщений в линии друг на друга. Вводит признаки для отнесения сообщения к запросу или отклику.

3. Сетевой.

Формирует сквозной канал связи между ведущим и ведомым абонентами через узлы шины, имеющие приоритеты.

4. Транспортный

При отказе промежуточного узла шины отыскивает новый путь для связи абонентов.

5. Сеансовый.

Устанавливает порядок обмена данными между взаимодействующими в реальном времени процессами для разных мест шины.

6. Представительный.

Организует преобразование кодов и переформатирование данных при обмене данными между взаимодействующими процессами в разных местах шины.

7. Прикладной.

Обеспечивает сетевой интерфейс между прикладными программами абонентов. При управлении объектом требуется знать не только сигнал, но и состояние датчика. На этом уровне разделяют отсутствие сигнала и отказ датчика, выделяют начало и конец поля данных.

В качестве линии передачи промышленные шины обычно используют витую пару проводов. В современных промышленных шинах информацию кодируют Манчестерским кодом, обеспечивающим минимальную вероятность ошибки. В нем логическому нулю соответствует переход напряжения импульса с нижнего на верхний уровень, а логической единице - переход с верхнего на нижний уровень. Для этого в линию с постоянной частотой подают стробирующие импульсы, которые складываются с битами информации.

Если бит информации равен нулю, то сигнал в линии переходит с нижнего уровня на верхний. Если бит информации равен единице, то сигнал в линии переходит с верхнего уровня на нижний. Если все биты информации равны нулю, то сигнал в линии повторяет стробирующие импульсы. Если все биты информации равны единице, то сигнал в линии противоположен стробирующим импульсам. Изменения сигнала происходят в середине такта стробирующих импульсов. Таким образом, длинная последовательность единиц или нулей в сообщении передается не уровнем канала, а пакетом стробирующих импульсов.