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Kpm节奏的半自然模拟(通过Modbus控制阀门)

导言

在这个例子中，使用节奏半自然建模复合体（[KPM节奏]（https://kpm-ritm.ru/hil ？ysclid=m56mwxw7q2227541664))，而运营商与Engee模型之间的数据接收和传输则采用Modbus TCP协议进行。

模型描述

这个例子的模型 - test_SUI.engee. 控制对象是一个电动操作的管道闸阀，它被封闭在一个激活的子系统中。 Valve. 激活信号 enable 如果闸阀供应电路中有电压（信号），则等于一 VoltageOK），电源电压的正确定相（信号 PhaseOK)和没有控制信号来停止阀。 子系统的输入信号-打开信号 open 和关闭 close 闩锁。 这些信号的同时供应阻止了阀门位置的变化。 控制电路中的电源也需要提供打开/关闭信号。 功率检查信号由单元模拟 CO_OK 和 CC_OK 相应地。
示例模型实现了两种操作模式-在Engee中通过模拟进行阀门测试，在硬实时模式下在KPM RHYTHM上操作。 变量负责模式之间的切换 mode. 的情况下 mode = 1 用于打开/关闭闸阀的信号来自块 Test_open 和 Test_close，停止信号是从一个变量 stop，以及何时 mode = 0 控制信号来自外围设备Modbus TCP。 变量 stop 默认值为"0"。 模式和停止变量在回调中设置，函数 PreLoadFunc.

test_SUI--1735291378616_2.png

在子系统的输出端，闸阀被移除并通过Modbus TCP信号输出:
*阀门状态: opened (开放)及 closed (已关闭),
*打开磁性开启/关闭触发器: MPO （MPO已启用）和 МПЗ （MPZ已启用）,
*打开/关闭扭矩开关的驱动: MVO （MVO工作）和 MVZ （MVZ工作）。

信号 Valve_position （闸阀位置）也在子系统输出处捕获，但不是通过Modbus TCP输出。

除上述信号外，Modbus TCP还输出以下信号 VoltageOK, PhaseOK, CO_OK 和 CC_OK.

Modbus外围设备

对于通过Modbus TCP进行数据传输，示例中使用了以下外围单元KPM。:
*Modbus TCP Setup-配置与服务器的连接,
*Modbus读取线圈状态-用于读取标志寄存器,
*Modbus写入线圈-用于写入位。

连接设置块包含IP地址和端口号、响应的等待时间以及重新连接尝试次数。 "服务器ID"参数设置为所有外围设备相同，可用于与多个Modbus服务器一起工作。

image_2.png

在标志寄存器读取块中设置初始读取寄存器和要读取的寄存器数量。 在示例中，这些块向模型传送用于打开/关闭和停止阀门的命令，分别记录在地址863、864和862处的寄存器中。

image_3.png

在位记录块中设置从模型写入的起始地址和位数。 在示例中，模型生成用于写入地址1681-1688、1572-1573的寄存器的位。

image.png

理对象的子系统

激活的阀门子系统 Valve 如下图所示。

test_SUI--1735291413098.png

闸阀的操作由具有限制的线性惯性元件模拟 valve_state. 因此，当给出打开/关闭阀门的信号时，它会在1秒内打开/关闭。 状态"0"对应于位置"打开"，并且"1"-"关闭"。 初始状态为"关闭"。 该子系统还模拟扭矩开关（块）的操作 MVO 和 MVZ). 条件"1"对应于闸阀的正常操作，"0"对应于扭矩过载和故障。 此外，在子系统中检查阀门的最终状态。

在Engee建模

让我们下载并执行示例模型。

In [ ]: 
Путь_примера = "$(@__DIR__)";
Имя_модели = "test_SUI";
Путь_модели = joinpath(Путь_примера, Имя_модели*".engee")

if Имя_модели ∉ getfield.(engee.get_all_models(), :name)
    engee.load(Путь_модели);
end

модель = engee.run(Имя_модели);

我们得到模型变量来构建。

In [ ]: 
время = модель["valve_position"].time;
открытие = модель["test_open"].value;
закрытие = модель["test_close"].value;
положение_0 = модель["valve_position"].value;
открыто_0 = модель["opened"].value;
закрыто_0 = модель["closed"].value;

длина = length(положение_0)
положение = Vector{Float64}(undef, длина)
открыто = Vector{Float64}(undef, длина)
закрыто = Vector{Float64}(undef, длина)

for i in 1:длина
    положение[i] = положение_0[i][1]
    открыто[i] = открыто_0[i][1]
    закрыто[i] = закрыто_0[i][1]
end

我们将绘制阀门的打开和关闭时间表-我们将输出打开和关闭的测试信号，阀门的位置和最终状态。

In [ ]: 
using Plots
gr(size=(1000,300), xlims = (0,10))

график_1 = plot(время, [открытие, положение, открыто]; title = "Открытие задвижки")
график_2 = plot(время, [закрытие, положение, закрыто]; title = "Закрытие задвижки")
plot(график_1, график_2; layout = (1,2), label = ["Сигнал" "Положение" "Состояние"])
Out[0]:

从图表中可以看出，阀门模型在给定惯性下执行打开和关闭。

KPM节奏模型的工作

在KPM节奏上开始执行模型之前，您需要确保[连接正确]（https://engee.com/helpcenter/stable/ru/ritm/ritm-manager.html ），之后我们将切换到[交互执行]模式（https://engee.com/helpcenter/stable/ru/ritm/build-modes.html ）模型。

所考虑的模型在KPM节奏上实时执行100秒。 在模型运行期间，数据通过Modbus TCP与ModbusPal模拟器交换。

动画中显示了阀门模型在节奏上的操作记录 ritm_valve_record.gif.

image.png

当施加用于标签863的打开信号时，用于标签1683的位被置位，其指示磁性阀打开起动器被接通。 在这种情况下，阀的位置改变。 在1秒之后，用于标记1681的位被置位，其指示阀完全打开。 当通过标签864给出关闭阀门的信号时，首先设置磁性起动器的逐位标签1684，并且在1秒之后触发关闭限位开关，设置逐位标签1682。 当施加阀停止信号（标签862)时，阀的操作被阻止，并且打开/关闭信号不会导致任何影响。

结论

在示例中，考虑了电驱动管道闸阀的Engee模型，在KPM节奏上实时执行。 闸阀进行控制，并使用Modbus TCP协议读取其状态。

示例中使用的块