PP C322 BE ialah pengawal boleh atur cara tujuan am berprestasi tinggi yang dibangunkan oleh ABB Industrie AG untuk sistem PSRnya. PSR, singkatan untuk 'Programmierbarer Schneller Regler' (Programmable Fast Controller), menunjukkan sistem ini direka khusus untuk aplikasi industri yang memerlukan tugas kawalan berkelajuan tinggi dan berketepatan tinggi. PP C322 BE boleh mengendalikan proses yang kompleks dan dinamik, seperti kawalan tepat tork motor, kelajuan dan fluks dalam senario seperti keluli, perlombongan, pendorongan marin dan aplikasi kipas/pam besar.
2. Seni Bina Teras & Prinsip Operasi
Prinsip operasi teras PP C322 BE adalah berdasarkan Bahasa Pengaturcaraan Blok Fungsi. Ini ialah paradigma pengaturcaraan grafik yang merangkum algoritma kawalan yang kompleks, operasi logik dan pengiraan matematik ke dalam unit fungsian standard yang boleh digunakan semula yang dipanggil 'Blok Fungsi.'
2.1 Blok Fungsi: Blok Bangunan Kawalan
Setiap blok fungsi ialah modul perisian bebas yang melaksanakan fungsi lengkap, dicirikan oleh:
Simbol Grafik: Diwakili sebagai segi empat tepat dalam antara muka pengaturcaraan, dengan input di sebelah kiri dan output di sebelah kanan, memudahkan pemahaman intuitif dan pembinaan logik.
Antara Muka Terpiawai: Setiap input dan output mempunyai jenis data yang ditetapkan dengan ketat (cth, Peratus, Boolean, Integer, BCD), memastikan ketekalan data dalam sambungan.
Kebolehkonfigurasian: Kebanyakan blok mempunyai pin parameter, membenarkan pengguna melaraskan tingkah laku (cth, menetapkan keuntungan berkadar pengawal PI, masa kamiran) tanpa mengubah logik teras.
Kebolehkembangan: Banyak blok (cth, Adder ADD, AND gate) mempunyai input boleh dikembangkan (sehingga 32), boleh dicapai dengan menambahkan pin secara grafik, mengoptimumkan struktur program dan kecekapan pelaksanaan tanpa melata berbilang blok.
2.2 Ketepatan dalam Reka Bentuk Jenis Data
PP C322 BE menyokong set jenis data yang kaya untuk memenuhi keperluan tugas kawalan yang pelbagai, mencerminkan reka bentuknya yang tepat:
Boolean (B): Mewakili Betul/Salah (1B/0B), digunakan untuk kawalan logik.
Bitset (BS): Perkataan 16-bit di mana setiap bit boleh dimanipulasi secara bebas, selalunya digunakan untuk membungkus berbilang isyarat Boolean atau mewakili perkataan status peranti.
Peratus (%): Format utama untuk pemprosesan analog. Ia adalah nombor titik tetap 16-bit antara -199.9939% hingga +199.9939%. Perwakilan ini sesuai untuk sistem kawalan, sepadan secara langsung dengan nilai per unit atau peratusan skala penuh. Peratus ketepatan berganda 32-bit juga disokong untuk julat dinamik dan ketepatan yang lebih tinggi.
Integer (I) & Long Integer (LI): 16-bit dan 32-bit integer yang ditandatangani untuk mengira dan pengendalian nilai diskret.
Faktor (K), Milisaat (MS), Kedua (S): Format khusus untuk pemalar masa, faktor penskalaan dan kelewatan masa, memudahkan parameterisasi.
BCD: Digunakan untuk pertukaran data dengan peranti luaran seperti paparan digital atau suis thumbwheel.
Word (H): Bekas data 16-bit generik.
Matriks Keserasian Jenis Data memastikan hanya jenis yang serasi boleh disambungkan, menghalang ralat jenis data pada peringkat bahasa; jika tidak, penukaran eksplisit menggunakan blok fungsi TRAN atau TRANW diperlukan.
2.3 Mekanisme Pelaksanaan & Prestasi Masa Nyata
Program pengawal terdiri daripada jujukan blok fungsi yang dilaksanakan mengikut tertib. PP C322 BE menyokong pelbagai tugas, termasuk tugasan gangguan dan tugas latar belakang.
Tugasan Gangguan: Digunakan untuk melaksanakan gelung kawalan pantas masa kritikal, dicetuskan dengan tepat oleh pemasa perkakasan (cth, Pemasa 0 pada 2000 mikrosaat yang disebut dalam dokumen). Ini penting untuk tindak balas frekuensi tinggi seperti gelung semasa dan kelajuan.
Tugas Latar Belakang: Mengendalikan operasi bukan masa nyata seperti komunikasi, pengurusan parameter dan logik perlahan.
3. Kategori Fungsi Teras & Analisis Prinsip Mendalam
Kategori utama dijelaskan di bawah:
A. Fungsi Asas Analog & Aritmetik
Ini membentuk asas algoritma kawalan.
Operasi Aritmetik: TAMBAH (Tambahan/Penolakan), MULT (Darab), DIV (Bahagian), SQRT (Akar Kuasa Dua) melaksanakan matematik asas. Mereka menggunakan aritmetik titik tetap secara dalaman dan mengendalikan limpahan dengan betul (output terhad kepada nilai maks/min).
Penjanaan Fungsi: FCTL (Penjana Fungsi Linear) menghampiri lengkung arbitrari melalui interpolasi linear antara titik putus yang ditentukan pengguna (X,Y). FCTP (Polynomial Function Generator) mengendalikan perhubungan bukan linear yang lebih kompleks, mengira nilai polinomial menggunakan kaedah Horner untuk kecekapan.
Fungsi Trigonometri: SIN, COS, ASIN, ACOS terus memproses sudut (dalam radian, dipetakan kepada format peratus). Ini penting untuk transformasi koordinat dan pengiraan fasa. Dokumen tersebut dengan tepat menentukan julat input/output dan keadaan limpahan, cth, input ACOS mestilah > -41.6092% untuk mengelakkan keputusan melebihi julat peratus.
B. Logik Asas & Fungsi Urutan
Melaksanakan logik digital dan kawalan jujukan.
Gerbang Logik: DAN, ATAU, EXOR menyokong format Boolean dan Bitset untuk logik gabungan.
Flip-Flops: RSFF (RS Flip-Flop, set semula-dominan), TOGFF (T Flip-Flop) untuk storan keadaan.
Pemasa & Pembilang:
MS, MS& (Monostable Multivibrator): Hasilkan denyutan lebar tetap. MS tidak boleh dicetuskan semula, MS& mengganggu output jika input menjadi rendah. Ketepatan masa mereka berkaitan dengan masa kitaran pengawal, seperti yang didokumenkan.
OND, OFD, OOD (On-Delay, Off-Delay, On/Off-Delay): Digunakan untuk penapisan isyarat dan penyelarasan masa.
CNT, PBCNT (Kaunter): Laksanakan pengiraan dan perbandingan acara.
C. Algoritma Bersepadu & Kawalan Sangat
Ini merangkumi kuasa teras PP C322 BE.
Pengawal PI (PI-R0, PI-R1):
Prinsip: Algoritma kawalan klasik. Bahagian Proportional (P) memberikan tindak balas pantas, bahagian Integral (I) menghapuskan ralat keadaan mantap. Ini adalah pelaksanaan digital masa diskret. Formula pengamiran ialah: o(k) = o(k-1) + [i(k) + i(k-1)]/2 * (T0/TN) , menggunakan kaedah trapezoid (Tustin), lebih tepat daripada pengamiran segi empat tepat mudah.
Ciri-ciri: Kedua-dua PI-R0 dan PI-R1 menyokong perbandingan setpoint/maklum balas, input isyarat ralat, pengehadan keluaran, tetapan keadaan awal penyepadu dan anti-windup. PI-R0 juga menyediakan had penyepadu bebas (UPL-I, LOL-I), menawarkan strategi anti-windup yang lebih fleksibel.
Transformasi Koordinat (RSTDQ, DQRST, DQPOL):
Prinsip: Kawalan pemacu teras kepada vektor. RSTDQ mengubah kuantiti AC tiga fasa daripada bingkai rujukan pegun (R, S, T) kepada kuantiti DC dalam bingkai rujukan berputar dua fasa (d, q). Transformasi ini (terdiri daripada perubahan Clarke dan Park) menukarkan parameter AC yang berubah-ubah masa (cth, arus, voltan) kepada parameter DC (komponen tork, komponen fluks) yang sesuai untuk kawalan.
Aplikasi: DQRST melakukan penjelmaan songsang, menukar d, q kuantiti DC kembali kepada kuantiti AC tiga fasa untuk menjana bentuk gelombang PWM. DQPOL menukar daripada koordinat Cartesan (d, q) kepada koordinat kutub (magnitud |A|, sudut PHI), selalunya digunakan untuk mengira magnitud fluks, dsb.
Blok ini sangat memudahkan pelaksanaan algoritma Kawalan Berorientasikan Medan (FOC) dalam pemacu AC.
Penyepadu (INT, INT-I):
INT mempunyai pemalar masa penyepaduan berdasarkan asas masa perkakasan tetap (1ms atau 1s), sesuai untuk penyepaduan yang berkaitan dengan masa fizikal.
INT-I mempunyai pekali integrasi yang berkaitan dengan masa kitaran tugas gangguan (T0). Keluarannya ialah o(k) = o(k-1) + (T0/TI) * [i(k) + i(k-1)]/2 . Ini menyegerakkan gelagat penyepaduan dengan kekerapan pelaksanaan program, menjadikannya lebih biasa dan tepat dalam sistem kawalan digital.
Penapis Digital (AVG, AVG-M, G2(Z)):
AVG ialah penapis purata bergerak, menyekat hingar frekuensi tertentu dengan purata N sampel terakhir.
G2(Z) ialah pelaksanaan persamaan perbezaan tertib kedua tujuan am, boleh dikonfigurasikan sebagai pelbagai penapis (cth, laluan rendah, laluan tinggi, laluan jalur) atau pun pengayun. Fungsi pemindahannya ialah G(z) = (A0 + A1*z⁻¹ + A2*z⁻²) / (1 + B1*z⁻¹ + B2*z⁻²) . Dengan menetapkan pekali A0-A2 dan B1-B2, hampir mana-mana sistem diskret invarian masa linear boleh direalisasikan.
D. Pengurusan Data & Komunikasi
Penukaran Data: %-BCD, BCD-%, BIBS, BSBI, MERGE, SPLIT mengendalikan penukaran antara format data yang berbeza dan lebar bit, bertindak sebagai jambatan antara pengawal dan dunia luar (cth, paparan, pengekod).
Komunikasi Bas: RDLA, WRLA digunakan untuk membaca/menulis data dalam ruang alamat panjang bas B448 (bas industri proprietari ABB). SLAVE-I digunakan semasa pemulaan sistem untuk mengkonfigurasi alamat, saiz peti mel dan parameter peranti hamba lain pada bas, membentuk asas untuk penyelarasan sistem berbilang peranti.
E. Diagnostik & Fungsi Lanjutan
Perakam Sementara (TREC): Alat diagnostik yang sangat berkuasa. Ia boleh mencuba pelbagai isyarat secara berterusan pada frekuensi tinggi dan, apabila keadaan pencetus (cth, isyarat kerosakan), merekodkan data dari sebelum dan selepas titik pencetus. Data ini boleh dikeluarkan secara berkala untuk sambungan ke osiloskop atau logger data, yang penting untuk menganalisis tindak balas dinamik sistem dan menyelesaikan masalah kerosakan sementara.
Pemeriksaan Isyarat & Pengubahsuaian Parameter (INSP): Blok fungsi ini membenarkan kakitangan yang diberi kuasa (melalui perlindungan kata laluan KUNCI) membaca dalam talian dan mengubah suai nilai sebarang isyarat dalaman dalam pengawal, termasuk parameter. Digunakan dengan Unit Perkhidmatan (cth, SD A338), ia membentuk alat HMI dan penyahpepijatan yang berkuasa.
Penyeliaan Masa (TSUP-US, TSUP-MS) & Rakaman Peristiwa (EVENT): Menyediakan pemantauan operasi sistem dan pengumuman kerosakan first-out yang mematuhi DIN 19235, dengan jelas menunjukkan urutan kejadian kerosakan.
4. Pembangunan & Konfigurasi
Pengaturcaraan PP C322 BE memerlukan penggunaan PTS-Tools (Alat Sistem Pengaturcaraan dan Ujian) ABB. Jurutera menggunakan antara muka grafik pada PC untuk menyeret dan melepaskan blok fungsi yang diperlukan ke dalam program, menyambungkan input dan output mereka, dan menetapkan parameter. Rantaian alat kemudian menyusun atur cara grafik menjadi kod yang boleh dilaksanakan oleh pengawal, yang dimuat turun ke peranti sasaran (PP C322 BE) melalui pemuat.
PP C322 BE mesti sepadan dengan versi perpustakaan blok fungsi (cth, C_R1_V20). Blok fungsi yang lebih baharu (cth, ACOS, ASIN, BRREL) hanya tersedia dalam versi perpustakaan yang lebih tinggi, memastikan keserasian ke atas dan pengembangan fungsi yang berterusan.
