1 Spis treści

Polit ec hnik a Lubels k a, Wy dz iał Mec hanic z ny

Katedra Automatyzacji

ul . Nadbystrzycka 36, 20-618 Lubl i n

tel ./fax.:(+48 81) 5384267 e-mai l :automat@pol l ub.pl ; wm.ka@pol l ub.pl

LABORATORIUM

PODSTAW AUTOMATYKI

Ćwiczenie nr A5

KOMPUTEROWY SYSTEM WIZUALIZACJI I

NADZOROWANIA MODELU ZBIORNIKA Z

CIECZĄ

Wydział Mechaniczny

Sala 406

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

1 Cel ćwiczenia

Celem dydaktycznym ćwiczenia jest zapoznanie z ideą tworzenia

komputerowych aplikacji do monitorowania i sterowania procesami za pomocą
specjalistycznych oprogramowań (środowisk programistycznych).

Celem praktycznym ćwiczenia jest zaprojektowanie i wykonanie komputerowej

aplikacji do monitoringu poziomu cieczy w modelowym zbiorniku oraz do
automatycznego sterowania zaworem na dopływie z wykorzystaniem pakietu
oprogramowania Advantech GENIE.

2 Wiadomości wstępne

2.1

Współczesne

narzędzia

informatyczne

pomiarach, wizualizacji i sterowaniu procesami

Komputery osobiste (PC) oraz ich wersje przemysłowe są powszechnie

wykorzystywane

monitorowania

(wizualizacji)

przebiegu

procesów

przemysłowych.  Wyposażone  w  odpowiedni  program  komputerowy  stanowią  tzw.
interfejs  (urządzenie  sprzęgające,  łączące)  pomiędzy  człowiekiem  (operatorem
procesu, technologiem) a urządzeniami sterującymi bezpośrednio procesem (z reguły
sterownikami  przemysłowymi  PLC).  Popularnym  określeniem  takiego  interfejsu  w

automatyce przemysłowej jest skrót HMI – z ang. Human-Machine Interface
(interfejs człowiek-maszyna) lub po prostu stacja operatorska.

Komputerów osobistych z reguły nie stosuje się do bezpośredniego sterowania

procesami (urządzeniami wykonawczymi) ze względu na ich relatywnie wysoką
zawodność (zarówno sprzętu jak i oprogramowania), chociaż istnieją wyjątki od tej
reguły.

Do tworzenia programów komputerowych dla urządzeń HMI często

wykorzystuje  się  specjalistyczne  oprogramowania  narzędziowe  (lub  inaczej
środowiska  programistyczne),  które  znacznie  przyspieszają  i  usprawniają  proces
budowy  aplikacji  monitorującej.  Posługiwanie  się  takim  oprogramowaniem  z  reguły

polega  na  umiejętnym  łączeniu  gotowych  bloków  funkcjonalnych  (np.  bloków
przetwarzających  informacje,  wirtualnych  wyświetlaczy  numerycznych,  wirtualnych
przycisków  i  przełączników)  i  przypomina  rysowanie  za  pomocą  myszki  schematów

blokowych – rys.0.

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Rys. 0. Przykład wirtualnego pulpitu operatorskiego oraz schematu

blokowego aplikacji do monitorowania i sterowania poziomem cieczy w

zbiorniku

2.1.1

Środowisko programistyczne Advantech GENIE

Środowisko programisty Genie jest programem narzędziowym firmy

Advantech służącym do budowy nieskomplikowanych programów do wizualizacji i

sterowania procesami przemysłowi. Składa się z następujących modułów:

— Device Instalation — wspomaga konfigurację urządzeń wejścia/wyjścia i

zapewnia komunikację komputera (stacji operatorskiej) z pozostałymi
urządzeniami układu sterowania (m.in. kartami pomiarowymi oraz

sterującymi montowanymi wewnątrz komputera, modułami we/wy
połączonymi przez port szeregowy, sterownikami PLC),

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

— Genie Builder — generator właściwej aplikacji, czyli wirtualnego pulpitu

operatorskiego oraz tzw. strategii działania (schematu blokowego),

— Run Time Genie — program służący do uruchamiania utworzonych aplikacji

w module Genie Builder (bez możliwości wprowadzania zmian w aplikacji).

Tworzenie aplikacji monitorującej odbywa się na dwóch zasadniczych

poziomach.

Pierwszym jest poziom edytora strategii (schematu blokowego – przykład:

dolne okno na rys.0), w którym za pomocą predefiniowanych bloków funkcjonalnych

(tab.1.) określamy sposób pozyskiwania i przetwarzania sygnałów z monitorowanego
procesu.

Drugim jest poziom interfejsu graficznego, w którym z gotowych bloków

funkcjonalnych przewidzianych przez producenta budujemy wirtualny pulpit

operatorski – górne okno na rys.0.

Tab.1. Predefiniowane bloki funkcjonalne edytora strategii (schematu

blokowego) pakietu Genie

IKONA na

przyborniku

Nazwa w języku

angielskim

Przykładowy

obiekt w oknie

strategii

Nazwa w języku

polskim

Analog Input

Wejście analogowe

Analog Output

Wyjście analogowe

Digital Input

Wejście cyfrowe

Digital Output

Wyjście cyfrowe

Connect

Połączenie

Tag

Stan obiektu graficznego /

wirtualnego

Basic Script

Skrypt w języku Basic

Temperature

Measurement

Pomiar temperatury

Timer

Odmierzanie czasu

Time Stamp

Przypisywanie czasu

Event Counter

Licznik zdarzeń

Event Counter /

Frequency Counter /

Pulse Output

Licznik zdarzeń

sprzętowych/

częstościomierz / wyjście

impulsowe

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

PID Control

Regulator PID

On / Off Control

Regulator

dwupołożeniowy

Ramp

Blok nachylenia

Average

Średnia

Data File

Odczyt z pliku

Log File

Zapis do pliku

Beep

Sygnał dźwiękowy

Serial Port Interface

Port szeregowy RS-232

Digital Alarm

Alarm sprzętowy

Single Operation

Calculation

Pojedyncza operacja

obliczeniowa

DDE Link – Serwer

Połączenie z serwerem

DDE

Create DDE Link –

Client

Połączenie z klientem DDE

Conditional Wave File

Playback

Odtwarzanie plików

muzycznych

Network Input

Wejście z sieci

Network Output

Wyjście do sieci

Alarm

Karta kontrolna

User Prog

Kod użytkownika

2.2

Opis stanowiska ćwiczeniowego

W skład stanowiska wchodzą:



model cylindrycznego zbiornika na ciecz (kolumna),



zbiornik-zasobnik cieczy,

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)



zawór ręczny oraz zawór zamykany siłownikiem pneumatycznym na
rurze łączącej zasobnik cieczy ze zbiornikiem,



elektrozawór pneumatyczny do sterowania siłownikiem zaworu cieczy,



przełącznik elektryczny z elektrozaworem pneumatycznym do
wymuszania przepływu cieczy z zasobnika do zbiornika (przełącznik w

prawym dolnym rogu pulpitu),



elektroniczny tor pomiarowy ciśnienia hydrostatycznego cieczy w
zbiorniku (pomiar poziomu cieczy),



komputer PC z kartą wejść analogowych (pomiarowa) oraz z kartą
wyjść przekaźnikowych (sterująca),



przewody pneumatyczne oraz hydrauliczne łączące podzespoły
stanowiska.

Poniżej znajduje się schemat stanowiska.

Rys. 1. Schemat stanowiska

zawór kulowy

reczny

silownik
membbranowy

kolumna

zbiornik
plynu

15 kPa

0,02 - 0,1 MPa

4 - 20 mA

0 - 10 V

przelacznik
reczny

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

3 Zadanie nr 1

Celem zadania 1 jest zbudowanie i przetestowanie aplikacji komputerowej w

środowisku programistycznym Advantech GENIE. Zadaniem aplikacji będzie

pomiar i

wizualizacja aktualnego poziomu płynu w modelowym zbiorniku oraz

automatyczne zamykanie zaworu dopływowego cieczy po osiągnięciu

zadanego poziomu.

Na rys.2. oraz 3 przedstawiono okna przykładowej aplikacji realizującej

powyższe zadania (jest to tylko jeden z możliwych wariantów realizacji celu
ćwiczenia).

Rys. 2. Okno „strategii”, równoważnie „kodu”, (TASK) aplikacji do

sterowania poziomem cieczy w modelu zbiornika (przykład realizacji).

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Rys. 3. Okno wirtualnego pulpitu operatorskiego (DISP) aplikacji do

monitorowania i sterowania poziomem cieczy w modelu zbiornika

(przykład realizacji).

4 Przykład rozwiązania zadania nr 1

4.1

Tworzenie nowego projektu

Uruchom program GENIE Builder

Utwórz nowy projekt [menu: File/New]
Powstają w ten sposób dwa puste okna:

okno Display Designer o nazwie ―DISP1‖ oraz
okno Task Designer – ―TASK1‖

Okna te służą odpowiednio do:
DISP1 – budowy wirtualnego pulpitu operatorskiego (tzw. interfejsu

użytkownika),

TASK1 – określenia sposobu pozyskiwania danych pomiarowych (poziomu

cieczy) oraz ich przetwarzania a także sposobu generowania sygnałów sterujących
dla urządzeń wykonawczych (m.in. elektrozaworu pneumatycznego).

Przełączanie pomiędzy panelami odbywa się przez uaktywnienie wybranego

okna (kliknięciem myszą) lub wybór żądanej pozycji w menu [Window].

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

4.2

Tworzenie bloku wejścia analogowego do

akwizycji wyniku pomiaru poziomu cieczy

Przejdź do planszy TASK1

Z paska przyborów zawierającego moduły wybierz blok o nazwie AI (Analog
Input), następnie kliknij w miejscu na planszy gdzie chcesz umieścić moduł.

Rys. 4. Blok AI1

Otrzymał on domyślną nazwę AI1 (Analog Input nr 1). Z uwagi na to, że
korzystać będziemy tylko z jednego wejścia analogowego nie ma potrzeby aby
tę nazwę zmieniać.

Prawym klawiszem myszy kliknij na blok AI1 aby otworzyć okno [Analog

Input Block] zawierające ustawienia i właściwości tego bloku.

Rozwiń listę przy etykiecie [Device] i wybierz urządzenie o nazwie PCL818L,
I/O=320H.

Jest to symbol (typ) specjalnej karty pomiarowej umieszczonej w jednostce

centralnej PC służącej do cyfrowej rejestracji sygnałów elektrycznych z
przetworników pomiarowych różnych wielkości fizycznych. Karta dysponuje 16

niezależnymi kanałami pomiarowymi (ang. Chanel). Sygnał z przetwornika poziomu
cieczy podłączony jest do kanału nr 4.
5.

Kolejne pola wypełnij według listy:

From Channel: 4,

To Channel: 4.

Resztę pozostaw bez zmian. Przyjęte wówczas zostaną ustawienia domyślne.

Rys. 5. Wypełnione okno parametrów Analog Input Block

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Następnie zamknij okno potwierdzając zmiany — przycisk OK.
W wyniku tych czynności utworzyliśmy bez wpisania linii kodu (typowego dla

języków programowania takich jak Pascal lub C) „moduł programu‖ umożliwiający
komunikację z kartą pomiarową.

Następnie należy utworzyć wirtualny wyświetlacz cyfrowy (pole numeryczne),

który wskaże wynik pomiaru z przetwornika pomiarowego poziomu cieczy.

4.3

Dodanie pola numerycznego

1. Z palety obiektów okna DISP1 kliknij odpowiednią ikonę 10.13 i przeciągnij

ukośnie na obszarze okna w celu utworzenia pola numerycznego

Rys. 6. Pole numeryczne

2. Wejdź we właściwości tego obiektu klikając go dwukrotnie a następnie kliknij

przycisk SELECT i określ blok (obiekt) programu, z którego będą wyświetlane

informacje przez utworzone pole numeryczne (okno TASK1 / blok AI1 / kanał 4):

Rys. 7: Właściwości pola numerycznego

3. W oknie właściwości pola numerycznego [Numeric/String Display Item], w polu

określającym rozdzielczość wskazań [Display Format (Precision):] wprowadź
format 0.00.

Zapisz projekt na dysku (menu File/Save) i poleć wykonywanie swojej aplikacji
(polecenie menu Run/Start).
Obserwuj wskazania pola numerycznego na ekranie. Wyświetlana liczba jest
napięciem w woltach z przetwornika pomiarowego ciśnienia hydrostatycznego cieczy

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

i powinna zmieniać się proporcjonalnie z wysokością słupa cieczy w cylindrze
(napełnij i opróżnij zbiornik).

Zanotuj wskazania przetwornika (napięcie [V]) dla dwóch możliwie odległych
poziomów cieczy w zbiorniku (np. dla 5 cm oraz 40 cm).
Dane te będą potrzebne do przeskalowania wyników pomiarów na poziom cieczy

wyrażony w centymetrach.
Dopływ cieczy uruchamiamy za pomocą przełącznika w prawym dolnym rogu
stanowiska. Zbiornik opróżniamy po wyłączeniu dopływu (ciecz odpływa

grawitacyjnie).

Rys. 8. Przełącznik do napełniania cylindra

4.4

Wizualizacja poziomu cieczy na wykresie

przesuwnym

Przejdź do panelu DISP1 i wybierz z listy przyborów graficznych wykres w
postaci wykresu czasowego (ang. Trend Graph Display). Umieść wykres w
oknie DISP1.

Rys. 9. Ikona wykresu czasowego

Powiększ wykres do żądanych rozmiarów „chwytając‖ kursorem myszki
dowolny narożnik wykresu.

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Rys. 10. Wyróżniony obiekt wykresu czasowego

Klikając dwukrotnie na wykresie wyświetl okno [Trend Graph Display Item].

Wybierz przycisk [ADD] - z ang. dodaj (linię do wykresu). Ukaże się wówczas
okno [Connection], w którym wybierzemy sygnał (jego źródło) do
wyświetlania na wykresie. W naszym przypadku będzie to kanał nr 4 bloku

wejścia analogowego AI1 z okna TASK1:

Kolejne pola wypełnij następująco:

Task/Display/Virtual:

TASK 1

TagName

AI1 : AI1

Channels:

Output 4

I potwierdź wprowadzenie przyciskiem [OK].

Zgodnie z własnym uznaniem możesz określić kolor tła wykresu [Background

Color], kolor linii przedstawiającej śledzoną wartość, styl wyświetlania linii
pomocniczych [Style]. Zwróć uwagę aby wykres był czytelny. Zakres osi x
[Range of x axis] i y [Range of y axis] pozostaw na razie bez zmian. Wciśnij

przysk [OK].

4.5

Zapis pracy

Zapisz efekt dotychczasowej pracy na dysku.

Menu [File / Save], ścieżka którą wpisać należy w polu [Nazwa pliku].

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Uruchom stworzoną aplikację (menu: Run / Start) i obserwuj jej zachowanie

na zmiany poziomu cieczy w zbiorniku.

4.6

Zmiana okresu (czasu cyklu) wykonywania

programu (kodu okna TASK1)

Dostosuj prędkość skanowania (wykonywania) schematu okna TASK oraz obiektów
pulpitu operatorskiego do swoich potrzeb. Domyślnie (do tej pory) wynik pomiaru
poziomu cieczy był aktualizowany co 1 sekundę, podobnie jak wyświetlacz i wykres

czasowy.

W tym celu zatrzymaj pracę aplikacji (menu: Run / Stop), uaktywnij okno

TASK1 i wybierz pozycję menu: Setup/Task properties. W oknie właściwości

[ScanTask Setup] wprowadź w polach określających okres skanowania [Scan Period]
następujące wartości:

Hour(s):

Minute(s):

Second(s):

msec(s):

100 i wciśnij klawisz [OK],

czyli 10 razy na sekundę (co 0.1s).

4.7

Skalowanie

sygnału

przetwornika

pomiarowego poziomu

Obserwując wskazania pola numerycznego w oknie DISP1 zanotuj wartości
odpowiednio dla 5 oraz 40 cm wysokości słupa cieczy.

Otwórz właściwości obiektu AI1 i kliknij przycisk [Scaling] (z ang. skalowanie).

Zaznacz pole [Enable Scaling] (z ang. uaktywnij skalowanie) aby włączyć
funkcję przeskalowywania wartości odczytywanych z wejść analogowych karty
pomiarowej (napięcia w woltach) do dowolnych jednostek fizycznych (u nas do

centymetrów).

Wprowadź w pola [Input Range] (z ang. zakres wejściowy) spisane z
wyświetlacza numerycznego wartości napięć, a w pola [Scale to] (z ang.

przeskaluj na) odpowiadające im poziomy cieczy w centymetrach.

Sprawdź poprawność wykonania polecenia uruchamiając aplikację i
porównując wskazania pola numerycznego z wysokością słupa cieczy
(wskazania na ekranie nie powinny odbiegać od rzeczywistego poziomu cieczy

o więcej niż 0,5cm).

4.8

Dodanie „suwaka” wskazującego wysokość słupa

cieczy

Dodaj obiekt graficzny wskazujący poziom.

Rys. 11. Ikona obiektu wskazującego poziom

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Otwórz jego właściwości. Wybierz źródło sygnału do wizualizacji (przycisk
SELECT). Zmień zakres min-max wskazań suwaka na +0 +60 i zamknij
okno.

4.9

Drugi sposób skalowania sygnału pomiarowego

UWAGA! Jest to alternatywny do poprzedniego sposób przetwarzania sygnału

pomiarowego – zapytaj prowadzącego laboratorium czy wykonywać to polecenie.

Innym sposobem kalibracji wskazań jest samodzielne przeliczanie wartości

próbkowanych przez kartę za pomcą wyzanczonej funkcji liniowej postaci

y = ax + b.

Dodaj na panelu zadań dwa bloki operacji obliczeniowych SOC [+—x ].

Wybierz ikonę służącą do tworzenia połączeń pomiędzy modułami. Kursor

myszy  zmieni  się  ze  strzałki  na  szpulkę.  Kliknij  AI  1.  W  wywołanym  polu
[Selection]  zaznacz  linię  [Output  4]  i  potwierdź  [OK].  Kliknij  dodany  obiekt
SOC1  i  zaznacz  wprowadzaną  linią  jako  pierwszy  operand.  Kontynuując
przyłącz drugi obiekt SOC. Poniżej przestawione jest prawidłowo wyglądające

połączenie. Klikając na ikonie przestawiającej strzałkę zakończ operację
tworzenia połączeń.

Rys. 12: Połączenie AI1  SOC1  SOC2

Kolejnym krokiem jest zdefiniowanie funkcji liniowej przeliczającej wartość

ciśnienia na proporcjonalną wysokość słupa cieczy.
3.

Dwukrotnie kliknij na pierwszym w szeregu obiekcie SOC. Otworzy się okno
[Single Operator Calculation Block]. Jako pierwszy operator powinno być

zdefiniowane wyjście nr 4 z bloku AI 1. Wprowadź operator odejmowania, a
jako drugi operand liczbę 0,02. Format danych będących rezultatem
odejmowania powinien być zmiennoprzecinkowy [Floating Point (Real)].
Poniżej przestawione jest prawidłowo wypełnione okno definicji tego bloku.

Rys. 13: SOC1 – odejmowanie

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

4.10 Funkcja zamknięcia zaworu dopływu cieczy po

osiągnięciu zadanego poziomu

Poprzez blok wyjścia cyfrowego DO1 (ang. Digital Output – cyfrowe wyjście)

przełączać będziemy stan elektrozaworu pneumatycznego sterującego siłownikiem
pneumatycznym zamykającym zawór na dopływie cieczy do zbiornika.

Uprzednio należy utworzyć suwak, na którym będziemy zadawać dopuszczalny

poziom cieczy w zbiorniku:

Dodaj pionowy suwak Slider control (z ang. sterowanie suwakiem) do
okna DISP1. Suwak otrzyma nazwę SPIN1.

W oknie właściwości obiektu SPIN1 [Slider Control Display Item] zmień
zakres jego wskazań na odpowiadający dolnej i górnej granicy poziomu
cieczy (np. 0-50cm).

W oknie TASK1 utwórz obiekt [Tag]. We właściwościach obiektu TAG1
(okno [Tag Block]) wybierz z listy dostępnych obiektów suwak SPIN1
(DISP1/SPIN1). Od tej chwili obiekt TAG1 będzie „dostarczał‖ wartości
ustawionej na suwaku SPIN1 innym obiektom okna TASK1.

Utwórz  blok  wyjścia  cyfrowego  DO1  (ikona  DO  przybornika  okna
TASK1).  We  właściwościach  bloku  z  listy  Device  wybierz  PCL-725  –
jest  to  specjalna  karta  sterująca  w  komputerze  PC  z  ośmioma

przekaźnikami elektromagnetycznymi. Do styków zwiernych przekaźnika
nr 0 podłączona jest cewka elektrozaworu pneumatycznego sterującego
siłownikiem zaworu wodnego. Zaznacz bit nr 0 na liście Bit.

Ustaw wskaźnik poziomu, suwak oraz wykres w szeregu i tak dobierz
ich rozmiary (wysokość) aby wartości na ich skalach pionowych
odpowiadały sobie.

Dodaj pole numeryczne 10.13 i umieść ponad suwakiem SPIN1. Ustaw
właściwości pola tak aby wskazywało ono dokładną wartość ustawioną
na suwaku (w oknie rozwiniętym przyciskiem SELECT wybierz

DISP1/SPIN1).

Uwaga: Dodawane bloki otrzymują kolejne numery (np. DO1, DO2,…). Jeżeli

w którymś momencie ćwiczenia odbiegłeś od proponowanej kolejności i „twoje‖
oznaczenia nie są zgodne z oznaczeniami w tekście uwzględnij te różnice.

4.11 Porównanie poziomu z wartością zadaną

Utwórz  blok  arytmetyczny  w  oknie  TASK1  (ikona  z  symbolami  działań
matematycznych).  Otrzyma  on  domyślną  nazwę  SOC1.  Blok  ten  ma  dwa
wejścia  dla  dwóch  argumentów  oraz  jedno  wyjście  –  dla  wyniku  operacji

matematycznej. Zadaniem bloku będzie porównanie aktualnego poziomu w
zbiorniku (sygnał z bloku AI1) z wartością graniczną ustawioną na suwaku
SPIN1 (sygnał z TAG1 w oknie TASK1).

Używając narzędzia do łączenia bloków (ikona przybornika okna TASK1 obok
ikony ze strzałką) utwórz połączenie od bloku AI1 (output 4) do wejścia
pierwszego argumentu bloku arytmetycznego SOC1 (Operand 1).

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Utwórz połączenie od bloku TAG1 do wejścia drugiego argumentu bloku
SOC1 (Operand 2).

W  bloku  SOC1  w  polu  Operator  wybierz  taki  symbol  działania
arytmetycznego  (logicznego)  aby  sygnał  wyjściowy  przybierał  wartość  FAŁSZ
gdy  poziom  cieczy  w  zbiorniku  jest  poniżej  poziomu  dopuszczalnego  oraz

PRAWDA  dla  poziomu  równego  lub  większego  od  dopuszczalnego.  Sygnał
wyjściowy  z  tego  bloku  będzie  decydował  o  zamknięciu  (wartość  PRAWDA)
zaworu  na  dopływie  cieczy.  Wskazówka:  zwróć  uwagę  na  kolejność

argumentów (z ang. Operand) wybranego operatora logicznego.

Połącz wyjście z bloku arytmetycznego SOC1 z wejściem obiektu DO1:

Rys. 14: Połączenie AI1 i SPIN1 z DO1

Uruchom aplikację poleceniem menu RUN/START. Ustaw suwak poziomu
dopuszczalnego np. na wartość 20cm. Napełniaj zbiornik i zweryfikuj poprawność

działania zbudowanego algorytmu sterowania (zawór wodny powinien zamknąć się
po przekroczeniu zadanego poziomu).

4.12 Porównanie wartości z użyciem skryptu

UWAGA! Jest to alternatywny do poprzedniego sposób przetwarzania sygnału

pomiarowego – zapytaj prowadzącego laboratorium czy wykonywać to polecenie.

Postaramy się teraz tę samą wartość sygnału wejściowego przedstawić w innej

skali. Użyjemy własnego skryptu do przeliczenia, gdyż funkcja skalowania w Genie
jest już zajęta.

Istotą podczas projektowania tej funkcji jest zabezpieczenie zaworu przed

zbytnią czułością na niewielkie wahania ciśnienia.

Utwórz obiekt [user prog].

Otwórz obiekt PRG1 i wypełnij według poniższego wzoru

Do obiektu PRG 1 dostarcz informacje o wysokości ciśnień na wyjściu z
regulatora i ciśnienia określającego moment zamknięcia zaworu

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

Rys. 15: Wypełniony blok PRG1

4.13 Dodawanie dwóch bloków sterujących cyfrowymi

wyjściami

UWAGA! Jest to alternatywny do poprzedniego sposób przetwarzania sygnału

pomiarowego – zapytaj prowadzącego laboratorium czy wykonywać to polecenie.

Dodaj dwa obiekty DO (DO — Digital Output).

W oknie [Digital Output Block] z rozwijalnej listy przy etykiecie [Device]
wybierz kartę PCL725 i zaznacz numer bitu [Bit (s):]: 1 dla obiektu
DO1 i 0 dla DO2.

Karta PCL 725 znajduje się wewnątrz komputera, a do jej dwu

pierwszych wyjść przyłączony jest pneumatyczny zawór cyfrowy (Bit = 1) i
lampka sygnalizacyjna (Bit = 0).

4.14 Zadawanie

wartości

pomocą

pola

numerycznego

UWAGA! Jest to alternatywny do poprzedniego sposób przetwarzania sygnału

pomiarowego – zapytaj prowadzącego laboratorium czy wykonywać to polecenie.

Do  obiektów  graficznych  dodaj  pole  numeryczne  z  możliwością  zadawania
wartości.  Dostosuj  dokładność  jego  wskazań  (0,00),  wielkość  kroku    (0,01)
oraz zakres (0   0,06).

Rys. 16: Pole numeryczne do wprowadzania wartości.

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

4.15 Dodanie linii dopuszczalnego poziomu cieczy do

wykresu

Otwórz panel właściwości wykresu czasowego w oknie DISP1 [Trend Graph

Display Item]. Kliknij przycisk ADD..., z ang. Dodaj (linię). Z okna wyboru
obiektu [Task/Display/Virtual] wybierz DISP1/SPIN1, pole [Channels]
pozostaje wolne. Potwierdź przyjęcie połączenia klikając [OK].

Poniżej listy przedstawiającej wartości, które śledził będzie wykres znajduje się

pole określające ich kolory. Wybierz kolor żółty dla linii oznaczającej poziom
graniczny cieczy.

Rys. 17: Okno właściwości wykresu czasowego

4.16 Lampka monitorująca stan zaworu

W oknie DISP1 dodaj lampkę (zielona okrągła lampka na przyborniku)

sygnalizującą stan zaworu na dopływie cieczy do zbiornika. Monitorowanym
przez lampkę sygnałem (pole Input From) będzie stan (wyjście) bloku DO1
(bloku sterującego elektrozaworem). Ustaw kolor zielony gdy zawór jest

otwarty (OFF) oraz czerwony gdy zawór jest zamknięty (ON).

Przetestuj, czy utworzona lampka sygnalizuje poprawnie kolorem stan zaworu.

4.17 Wizualizacja stanu obiektu sterowania

W kolejnym etapie utworzymy na wirtualnym pulpicie operatora schematyczny

rysunek monitorowanego obiektu z aktywnymi elementami – tzn. zmieniającymi swój
kolor w zależności od stanu obiektu (przepływu cieczy).

Przejdź do okna DISP1 i wybierz z paska przyborów ikonę przedstawiającą
wycinek elipsy. Narzędzie to umożliwia rysowanie na pulpicie dowolnych figur i
kształtów. Rysowanie odbywa się poprzez zaznaczanie kliknięciem lewym

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

klawiszem kolejnych punktów zaczepienia „wyciąganej‖ linii krzywej.
Zamknięcie kształtu odbywa się po przyciśnięciu prawego klawisza.

Narysuj symbol zaworu (patrz rysunek poniżej). Poprowadź także
schematyczny rurociąg od zbiornika przez zawór do zasobnika z cieczą u dołu.
Dorysuj zasobnik cieczy.

We właściwościach utworzonych obiektów uzależnij ich kolor od stanu zaworu
wodnego (tj. sygnału sterującego zaworem TASK1/DO1). Dla zaworu
zamkniętego (OFF) ustaw kolor niebieski, dla otwartego – np. czerwony.

Przetestuj poprawność działania utworzonego schematu (tzw. schematu
synaptycznego obiektu).

Rys. 18: „Aktywny” schemat monitorowanego obiektu

4.18 Dodanie przycisku kończącego pracę aplikacji

monitorującej

W oknie DISP1 dodaj przycisk i nadaj mu nazwę KONIEC (pole Label
w oknie właściwości przycisku.

W polu Action (z ang. akcja, czynność, działanie) wybierz z listy

pozycję STOP.

Przejdź do trybu RUN i sprawdź działanie przycisku.

Instrukcja ćwiczeniowa do stanowiska dydaktycznego w Laboratorium automatyki przemysłowej Katedry Automatyzacji PL
Opracowali: dr inż. Piotr Wolszczak, dr Paweł Stączek (wer.010212)

5 Warunki zaliczenia

Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia powinno zawierać:
 Cel praktyczny ćwiczenia (co było do zrobienia w ostatecznej wersji

budowanej aplikacji).

 Rysunek lub wydruk utworzonej strategii (schematu blokowego) z okna

TASK1.

 Opis wszystkich elementów i ich funkcji z okna strategii TASK1.
 Wnioski i własne spostrzeżenia z pracy w środowisku GENIE.

6 Literatura

Advantech:

Genie – Data Aquisition and Control Software. 1993

Advantech: Podręcznik obsługi programu Genie. Konin

Advantech:

PCL-725. Relay Actuator & Isolated D/I Card. 1995