Matlab and Iba Analyzer

В данной статье я хочу поделится моими мыслями по поводу еще одного варианта использования программы Matlab  для анализа, синтеза и моделирования систем автоматического регулирования (САР), реализованных на базе программируемых логических контроллеров (PLC) Siemens Simatic S7. В описываемом методе основным инструментом, отвечающим за сбор и обработку данных технологического процесса, является специализированный пакет программ от компании Iba, при помощи которого можно просматривать графики процесса как в режиме реального времени,так и за отдельно взятый период времени. При помощи специально разработанных мною программных функций интересующие нас данные мы конвертируем в рабочую среду Matlab для дайнешего анализа. Рассмотрим более подробно процедуру доступа, конвертации и анализа данных технологического процесса.

Этапом номер один при синтезе САУ на действующем промышленном объекте является необходимость сбора и анализа информации об ОУ. Общий вид АСУТП можно представить в  виде функциональной схемы, представленной на рисунке 1, за основу которой взята схема управления, сбора и обработки информации о технологических процессах, действующей в трубопрокатном цеху РУП БМЗ.

Получить доступ к данным, обрабатываемых контроллером позволяет программа IBA PDA Server. Установив связь с PLC и прописав интересующие нас теги данных в данной программе мы получаем возможность анализа и сохранения данных в режиме реального времени.

 

 

Единственным неудобством анализа сохраненной информации является формат баз данных создаваемых программой из-за невозможности обработки их программой Matlab. Решить данную проблему позволяет другая программа – Iba Analyzer. При помощи программы IBA Analyzer данные, записанные ранее на сервер, также становятся доступны для анализа. На рисунке 3 приведен пример окна работы с программой IBA Analyzer в котором изображены графики переходного процесса позиционирования трехроликового центрователя косовалкового прошивного стана.

Используя данную программу также предоставляется возможным производить экспорт данных в файл формата .txt, а при помощи специализированных меток можно выделить определенный сигнал и отрезок времени, интересующий пользователя.

 

На рисунке 4  представлено окно меню экспорта данных, а также файл данных в тектовом формате, полученный в результате выполнения операции по экспорту данных.

В результате использования приведенных выше специализированных программных комплексов по изложенным методикам мы получаем удобный формат предоставления данных технологического процесса, дающий возможность их последующей обработки в математическом пакете Matlab.

Для удобства и точности проведения расчетов по настройке регуляторов мною были написаны специальные функции  в Matlab 6.5 помогающие поэтапно производить следующие операции:

1.           Импорт  экспериментальных данных либо данных, полученных в результате моделирования, в массивы из исходного текстового файла.

2.           Идентификацю парметров модели объекта производим при помощи специализированного пакета Matlab System Identification.

3.           Синтез регулятора методом ЖЛАЧХ (За основу была взята программа AmLAHX, написанная Владимиром Груздевым. Код программы открыт для использования).

4.           Проверка результатов расчета построением переходных процессов САР при исполльзовании пакета Simulink.

Произведя вычисления согласно приведенным выше этапам мы получаем математическую модель исследуемой САР. Произведя анализ существующих в реальной системе настроек регуляторов и настроек полученных в результате вычисления мы получаем возможность выбрать оптимальные и в идеале повысить качество работы САР.

Выводы по данной статье.

Предложенная методика совместного применением специализированного ПО (IBA), а также разработанные мною функции вместе со стандартными приложениями Matlab позволяет:

— сократить затраты времени на настройку САР;

— улучшить качество работы технологического оборудования;

— упростить процедуру настройки регуляторов.

В дополнение ко всему  выше сказанному хочу отметить еще один не мало важный момент. Применение пакета программ Iba позволяет производить анализ быстродействующих процессов, так как время цикла опроса контроллера составляет 10 мс. Этот момент дает преимущество данному методу по сравнению с методом использования технологии OPC, описанной мною в статье «Связь Matlab и Simatic S7 300 по OPC», где суммарное время цикла составляет 200 мс.

PDF версия данной статьи: Matlab and Iba Analyzer