Управление давлением трубопровода с использованием блока Chart
В данном примере создадим управляющую логику для регулирования давления трубопровода. Для создания алгоритма работы будем использовать блок Chart библиотеки конечных автоматов.
Принцип работы
Подробное описание модели трубопровода рассмотрено в примере по следующему пути:/user/start/examples/physmod/liquid_pressure_regulator. В данном случае кратко опишем модель и остановимся на моментах необходимых для управления.
Структурная схема модели представлена ниже, а также в моделе hydro_control_chart.engee.
Нам необходимо поддерживать давление в блоке Объем. Изменение давление происходит из-за случайной утечки. Для измерения давления в схеме присутствует Датчик давления. Давление необходимо поддерживать в соответствии с Уставкой.
Управляющая логика
На вход блоку Контроллер поступает два сигнала: уставка и значение с датчика. Сигнал с выхода Контроллера поступает на вход блока Клапан. Этот сигнал определяет площадь проходного сечения.
Блок Chart из модели Контроллер содержит три состояния. В начальном состоянии определяется разница между заданным и измеренным значениями давления. Далее возможно три перехода.
- В состояние
low, если разница отрицательна и превышает установленным порог. В этом случае минимизируем площадь сечения прохдного отверстия; - В состояние
up, если разница положительна и больше установленного порога. Устанавливаем максимальную площадь попреченого сечения; - Если же погрешность в пределах попрогового значения, остаемся в начальном состоянии.
Запустим модель и построим графики для оценки результатов.
Определение функции для загрузки и запуска модели
Запустите ячейку с кодом для генерации функции запуска модели.
function start_model_engee()
try
engee.close("hydro_control_chart", force=true) # закрытие модели
catch err # в случае, если нет модели, которую нужно закрыть и engee.close() не выполняется, то будет выполнена её загрузка после catch
m = engee.load("$(@__DIR__)/hydro_control_chart.engee") # загрузка модели
end;
try
engee.run(m) # запуск модели
catch err # в случае, если модель не загружена и engee.run() не выполняется, то будут выполнены две нижние строки после catch
m = engee.load("$(@__DIR__)/hydro_control_chart.engee") # загрузка модели
engee.run(m) # запуск модели
end
end
Получение результатов моделирования
Запустим симуляцию модели с помощью функции сгенерированной выше.
try
start_model_engee()
catch err
end;
Запишем залогированные сигналы в переменную simout. И преобразуем их в массив данных.
result = simout;
res = collect(result)
Запишем в переменные значения с датчика давления и значение уставки.
control_signal = collect(res[1])
pressure = collect(res[2])
Визуализация полученных данных
using Plots
plot(control_signal[:,1], control_signal[:,2], label="Уставка")
plot!(pressure[:,1], pressure[:,2], label="Датчик давления")
На 5 секунде симуляции заданное давление увеличилось до 120 кПа. Давление трубопровода достигло уставки примерно на 10 секунде и находилось в районе установленного порога 100 Па.
Заключение
В данном примере мы продемонстрировали регулирование давления в трубопроводе с помощью управляющей логики, реализованной в блоке Chart.