Dogodkovno vodenje pri snovanju logicnih krmilij sistemov

1
Dogodkovno vodenje pri snovanju logicnih krmilij
sistemov

• Aleš Polic, Karel Jezernik
• ales.polic_at_uni-mb.si
• www.ro.feri.uni-mb.si

AIG05 Maribor, 7-8 April 2005
2
Povzetek

• Logicno krmilje sistemov
• Petrijeve mreže in matricni opis DDS
• Zgled
• Stroj za razrez materialov z vodnim curkom (PLK)
• Trifazni pretvornik (DSP, FPGA)
• Zakljucek

3
Motivacija

• Vecji del krmilja sistema zajema obdelavo
  logicnih velicin v procesih ter zagotavlja
  pravilen odziv sistema na procesne pogoje in
  dogodke
• Senzorji z logicnimi izhodi (npr. mejna stikala)
• Aktuatorji z inherentno dogodkovno
  funkcionalnostjo (npr. motor s konstantno
  hitrostjo)
• Procesi z inherentno dogodkovno dinamiko (npr.
  koracno krmilje)

4
Motivacija

• Krmilje je najpogosteje implementirano na PLK-jih
• Standardizirane metode za programiranje (IEC -
  1131)
• Zahtevno testiranje sistema
• Nove smernice v avtomatizaciji
• Distribuirana inteligentna periferija
• Softverske rešitve nadomešcajo hardwer
• Standardizirani pristopi in rešitve
• Poiskati nacin modeliranja logicnih krmilij ki
• Omogoca formalen opis in analizo krmilja in
  procesa
• Je v skladu z trendi na podrocju avtomatizacije
• Je skladen s prakticni pristopom vodenju logicnih
  procesov

5
Logicno krmilje

• Krmilne funkcije
• Procesi z diskretno locenimi stanji (npr. vklop,
  izklop, vrtenje v levo, ...)
• Diskretno stanje doloca nabor izhodnih signalov
  za vodenje aktuatorjev
• Dogodkovno proženo prehajanje med diskretnimi
  stanji (pogoji za prehod )
• Prehodni pogoji so doloceni z kombinacijo vhodov

6
Struktura DDSgraficna predstavitev s pomocjo
Petrijevih mrež (PN)

• Stanja DES ? prostori PN (krogi)
• Dogodki DES ? tranzicije PN (pravokotniki)
• Aktivno stanje DES ? žeton v prostoru PN
• Dovoljeni prehodi med stanji ? usmerjene povezave
• PN so primerne za vizualizacijo DES
• Neprirocne za analizo in implementacijo

P1
T4
T1
T3
T2
P2
P3
7
Struktura DESmatricna predstavitev

• Spremenljivke so zapisane z logicnimi vektorji
• Struktura je zapisan z matriko

8
Struktura DESmatricna predstavitev
Matrika pogojev
Matrika posledic
Incidencna matrka
9
Dinamika DESlogicne in algebrske enacbe

• Izbor dogodkov
• Rekurzivno osveževanje stanja

Omogoceni dogodki
Pogoji
u ... Vhodni vektor x ... Vektor dogodkov m ...
Vektor stanja M ... Incidencna matrika F ...
Matrika pogojev k ... Indeks pojava dogodkov
Oznacuje boolov skalarni produkt
10
Dogodkovno voden sistemmatricni model
Prožilni dogodki
Izhodi
Stanje
Pogoji
Vhodi
Omogoceni dogodki
11
Rezalni stroj
12
Krmilne funkcije
Funkcionalnost (Krmilne funkcije)
Arhitektura (Senzorji in Aktuatorji)
13
Simulacijski rezultati
Time
14
Implementacija

• Mitsubishi FX1N programirljiv logicni krmilnik
• Graficna pretvorba PN ? SFC
• Prostori PN v korake SFC PN
• Tranzicije PN v tranzicije SFC

15
Trifazni pretvornik za ASM
DC link
Tokovni regulator

• Tokovni regulator
• Zašcitne in krmilne funkcije

Krmilje
Most
Vhodi Izhodi
Zašcita
Asinhronski motor
16
Trifazni pretvornikeksperiment
17
Trifazni pretvornikrezultati
18
Zakljucek

• Krmilni algoritem je zapisan s pomocjo matrik in
  logicnih enacb
• Nadomesti obicajno programiranje v
• NUK, FUN ali KON pri PLC-jih
• asemblersko oz c kodo pri obicajnih procesorjih
• VHDL pri FPGA-jih
• Omogoca formalno zasnovo in analizo krmilnih
  algoritmov