ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Программно-аппаратный комплекс «Автоматизированное рабочее место исследователя» (АРМИ) реализован на базе ibm-совместного персонального компьютера с процессором. В качестве объекта исследования может выступать промышленное оборудование, элементы технологических линий, блоки систем управления и любые устройства, снабженные датчиками с нормированным электрическим выходом. Для сопряжения объекта исследования с ПК используются устройства связи с объектом (УСО).

Разрешающая способность комплекса по времени 0.001 секунды.

Пакет программного обеспечения АРМИ состоит из четырех программ:

1. armi.exe - многоканальный осциллограф, имеющий возможность сохранять и обрабатывать получаемые данные.

2. arst_bw.exe - программа снятия статических характеристик;

3. acs.exe - программа, реализующая цифровую систему управления с регулятором с изменямыми структурой и параметрами и позволяющая снимать переходные характеристики реальных объектов.

4. frqchar.exe -программа, позволяющая регистрировать частотную характеристику объекта, получаемую в результате реакции последнего на подаваемый гармонический сигнал.

Все программы пакета имеют встроенные алгоритмы фильтрации для подавления помех в измерительном тракте. Используются следующие алгоритмы:

- алгоритм выделения по мажоритарному признаку ;

- алгоритм усреднения может использоваться при исследовании инерционных объектов . Пользователь может задавать количество считываний для усреднения в соответствии с характером процесса и уровнем шумов;

- фильтр Изермана: цифровой фильтр с изменяемой глубиной; коэффициент глубины фильтра задается пользователем, оптимальные значения коэффициента находятся в пределах от 4 до 9.

В начале и конце процедуры регистрации подается звуковой сигнал. Графики вводимых сигналов отображаются на экране в реальном времени. После завершения работы график остается на экране.

Программное обеспечение разработано на языке borland pascal 7.0 с использованием библиотеки turbo vision 2.0 и способно выполняться под операционной системой ms-dos версии 3.0 и выше. Весь пакет занимает около 500 Кб на винчестере, а каждая программа устойчиво работает на ПК с процессором начиная с 80286 и выше с 640 Кбайт оперативной памяти.

Программа armi.exe

Программа реализует 16-канальный осциллограф с памятью. Количество каналов ввода может быть увеличено в соответствии с требованиями заказчика при использовании им соответствующих устройств связи с объектом (УСО). Графики отображаются в реальном времени, предусмотрена возможность последующей обработки, в том числе наложение различных фильтров (линейное сглаживание, по мажоритарному признаку, Изермана) и построение фазовых портретов сигналов. Полученные данные могут быть сведены в таблицу и сохранены на диске в виде файла. Возможна поддержка формата заказчика. Программа может выдавать на исследуемый объект тестовый сигнал, величина которого задается пользователем. Амплитуда сигнала управления - + 5 v.

Это удобно, когда возникает необходимость изучить инерционные процессы, происходящие в реальных объектах . Возможность хранить информацию на магнитных носителях позволяет собирать данные за длительный период работы и изучать правильность и оптимальность эксплуатации оборудования персоналом, прогнозировать возможные неисправности.

Программа arst_bw.exe

Программа предназначена для снятия зависимостей одного сигнала от другого, в том числе для получения статических характеристик. Данные, поступающие из канала 1, используются в качестве координаты по оси абсцисс, а данные канала 2 - по оси ординат, то есть строится зависимость сигнала канала 2 от сигнала канала 1. Таким образом, для снятия статической характеристики вход объекта необходимо подключить к каналу 1, а выход - к каналу 2. Масштабирование графика производится по обеим осям, что дает возможность регистрировать зависимости, располагающиеся в любых квадрантах системы координат.

Эта возможность комплекса может быть использована для проверки правильности работы датчиков, линий передачи сигналов.

Программа acs.exe

Программа позволяет снимать переходные характеристики реальных объектов, реализует цифровую систему управления с регулятором с изменяемыми структурой и параметрами и имеет встроенный двухканальный осциллограф с памятью.

В режиме снятия переходной характеристики на объект выдается постоянный сигнал заданной амплитуды. Величина сигнала задается пользователем в пределах от 0 до 10.23 v. Изменяя величину шага квантования, можно подобрать оптимальную длительность регистрации.

Эта необходимо при определении соответствия параметров оборудования определенным значениям, например, для проверки его состояния после ремонта.

В режиме автоматического управления задается структура и параметры цифрового регулятора, величина задающего воздействия. Шаг управления по времени показывает, как часто на объект будет выдаваться новое управляющее воздействие. Этот параметр не может быть меньше шага квантования по времени, то есть управление не может вырабатываться чаще, чем приходит информация об объекте. При этом если значения обоих шагов квантования равны и малы по сравнению с постоянными времени объекта управления, то работа системы будет весьма близка к работе аналогового регулятора.

Комплекс можно использовать и в качестве постоянного регулятора, но широкие возможности по изменению структуры и параметров управляющей части делают его наиболее полезным для использования в качестве образца при настройке специальных промышленных регуляторов.

В режиме осциллографа программа реализует простейший двухканальный осциллограф. Время развертки определяется шагом квантования по времени из расчета Т раз = Т к х 550. Кроме регистрируемых сигналов, на экране отображается их разность. Это упрощенное дублирование функций программы armi.exe, применяемое для удобства персонала, в некоторых случаях отпадает необходимость запускать разные программы.

Программа frqchar.exe

Программа предназначена для снятия частотных характеристик реальных объектов. Имеется возможность задавать период синусоиды в пределах от 0.001 до 500 секунд, однако он не должен быть меньше шага квантования по времени. Амплитуда синусоиды и постоянная составляющая задается в пределах от 0 до 10.23 v. Максимальное значение тестового сигнала с учетом постоянной составляющей не должно превышать 10.23 v по модулю.

Характеристика получается в результате воздействия на объект синусоидального сигнала с заданными периодом, амплитудой и постоянной составляющей. Реакция объекта содержит информацию о его свойствах. Применять эту программу можно для определения полосы пропускания устройства, исследования степени его линейности.

Опыт эксплуатации аппаратно-программного комплекса позволяет указать следующие направления использования АРМИ:

- Проведение экспериментов непосредственно на производстве без разборки и какого-либо перемещения оборудования.

- Получение статических и динамических характеристик оборудования.

- Послеремонтные испытания оборудования и линий связи.

- Практическая настройка систем управления в процессе эксплуатации и после ремонта.

- Оптимизация систем управления, позволяющая экономить топливо и энергию, сберегать ресурс оборудования, повышать качество выпускаемой продукции и уменьшать экологическую нагрузку на окружающую среду.

- Реализация многоконтурных систем автоматического управления с использованием различных законов управления

- Реализация адаптивных систем управления

- Первичная обработка и хранение экспериментальных данных для проведения статического анализа работы оборудования, систем автоматического управления и действий обслуживающего персонала.