Управление давлением трубопровода с использованием блока Chart¶

Открыть пример в Engee

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

start_model_engee (generic function with 1 method)

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)

2-element Vector{WorkspaceArray}:
 WorkspaceArray("hydro_control_chart/Датчик давления.1")
 WorkspaceArray("hydro_control_chart/Уставка.1")

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 $\pm$ 100 Па.

Заключение¶

В данном примере мы продемонстрировали регулирование давления в трубопроводе с помощью управляющей логики, реализованной в блоке Chart.

	time	value
	Float64	Float64
1	0.0	100000.0
2	0.01	100000.0
3	0.02	100000.0
4	0.03	100000.0
5	0.04	100000.0
6	0.05	100000.0
7	0.06	100000.0
8	0.07	100000.0
9	0.08	100000.0
10	0.09	100000.0
11	0.1	100000.0
12	0.11	100000.0
13	0.12	100000.0
14	0.13	100000.0
15	0.14	100000.0
16	0.15	100000.0
17	0.16	100000.0
18	0.17	100000.0
19	0.18	100000.0
20	0.19	100000.0
21	0.2	100000.0
22	0.21	100000.0
23	0.22	100000.0
24	0.23	100000.0
25	0.24	100000.0
26	0.25	100000.0
27	0.26	100000.0
28	0.27	100000.0
29	0.28	100000.0
30	0.29	100000.0
⋮	⋮	⋮