Другие журналы
Сетевое издание Аэрокосмический научный журнал

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61858. ISSN 2413-0982

Вычисление производной аналогового сигнала в программируемом логическом контроллере

Аэрокосмический научный журнал # 04, июль 2016
DOI: 10.7463/aersp.0416.0847260
Файл статьи: Aersp_Jul2016_001to012.pdf (1442.02Кб)
автор: Новожилов Б. М.1,*

УДК 681.5.033.2

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

В технологических процессах наземного оборудования стартовых комплексов все большее применение находят программируемые логические контроллеры (ПЛК). Благодаря своим вычислительным возможностям, они позволяют осуществлять дополнительную обработку аналоговых сигналов, поступающих с датчиков физических величин. В частности, аппаратные и программные средства ПЛК позволяют вычислять первую производную аналогового сигнала с целью улучшения качества регулирования или прогнозирования хода управляемого процесса.
Работа направлена на исследование особенностей вычисления первой производной аналогового сигнала средствами ПЛК SIMATIC S7-200 компании Siemens. Выбор метода цифрового дифференцирования был сделан в пользу алгоритма, основанного на представлении производной конечным рядом обратных разностей последовательных отсчетов равномерно дискретизированной непрерывной функции. Такой алгоритм позволяет получить приемлемую точность вычисления первой производной аналогового сигнала в ПЛК при использовании первой и второй разностей отсчетов. При этом большое значение имеет также выбор периода дискретизации дифференцируемого процесса. Исследование процесса дифференцирования, проведенное на математических моделях апериодических звеньев первого и второго порядков, показало, что для примененного в работе ПЛК период дискретизации не должен быть меньше 50 мс. Проведенный натурный эксперимент показал, что вычисление первой производной сигнала с датчика температуры позволяет существенно увеличить скорость отклика ПЛК на резкое изменение измеряемой величины.
Результаты проведенных исследований показали, что ПЛК SIMATIC S7-200 позволяют обеспечить достаточную точность и быстродействие при вычислении первой производной низкочастотных аналоговых сигналов, характерных, например, для систем заправки или систем термостатирования.
Полученные результаты представляют интерес для специалистов в области разработки и эксплуатации технологических систем наземного оборудования стартовых комплексов.

Список литературы
  1. Жиляков Е.Г., Черноморец А.А., Паболкова Н.С. Дифференцирование сигналов по дискретным отсчетам на основе частотных представлений // Научные ведомости БелГУ. Серия: Экономика, Информатика. 2010. Т. 19. № 16/1. С. 88-89.
  2. Майстренко А.В., Светлаков А.А., Старовойтов Н.В. Цифровое дифференцирование сигналов с применением многоточечных методов в системах автоматического регулирования процессов // Доклады ТУСУР. 2009. № 2 (20). С. 83-88.
  3. Майстренко А.В., Светлаков А.А., Старовойтов Н.В. Цифровое дифференцирование измеряемых сигналов с применением интегральных уравнений В. Вольтерра и его регуляризация. Омский научный вестник. 2013. № 2(120). С. 308-311.
  4. Бесекерский В.А., Ефимов Н.Б., Зиатдинов С.И. и др. Микропроцессорные системы автоматического управления / Под общ. редакцией Бесекерского В.А. Л.: Машиностроение, 1988. 365 с.
  5. Новожилов Б.М. Программируемый логический контроллер в теплотехническом эксперименте // Инженерный вестник. Электрон. журн. 2013. №1. С. 501-510. Режим доступа: http://engsi.ru/doc/535435.html (дата доступа 21.07.16).
  6. Новожилов Б.М. Применение программируемых контроллеров в системах управления космических стартовых комплексов // Инженерный вестник. Электрон. журн. 2014. №3. С. 1-10. Режим доступа: http://engsi.ru/doc/701050.html (дата доступа 11.07.16).
  7. Новожилов Б.М., Козлов В.В. Обеспечение температурного режима компрессорных станций // Инженерный вестник. Электрон. журн. №10. С. 590-599. Режим доступа: http://engsi.ru/doc/736742.html (дата доступа 15.07.16).
  8. Фритч В. Применение микропроцессоров в системах управления. Пер. с нем. М.: Мир, 1984. 464 с.
  9. Al-Alaoui M.A. Linear Phase Low-pass IIR Digital Differentiators. IEEE Transactions on signal processing. 2007. Vol. 55, № 2. Pp. 697–706. DOI: 10.1109/TSP.2006.885741
  10. SIMATIC. Программируемый контроллер S7-200. Системное руководство. SIEMENS, 06/2004. 498 с.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Аэрокосмический научный журнал» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)