Автоматизированная система управления технологическим процессом термообработки длинномерных изделий предназначена для реализации прямого цифрового управления тепловыми режимами крупно-тоннажного термического агрегата с единичной электрической мощностью свыше 6 МВт. Одной из основных функций системы является стабилизация температуры обрабатываемого изделия в диапазоне до 600 °С с допустимым отклонением ±5°С. Система реализована на базе специализированного управляющего вычислительного комплекса, содержащего ЭВМ СМ-4. Для обеспечения требуемых характеристик надежности в качестве устройства сопряжения с объектом управления применен комплекс УВАС-2, который подключен к интерфейсу «Общая шина» ЭВМ с помощью блока согласования интерфейсов УССОШ/2К.
Однако этот комплекс не обладает требуемыми метрологическими характеристиками. Общая погрешность устройств, образующих измерительный канал (с учетом погрешности датчика), достигает 1,5%. Для обеспечения требуемой точности измерения температуры в составе АСУ ТП осуществлена программная реализация системы коррекции аддитивной, мультипликативной и нелинейной составляющих погрешности с аппроксимацией функции погрешности полиномом второй степени [8]. Фрагмент схемы программы калибрования (для одного канала) представлен на рис. 3.11.
В схеме приняты следующие обозначения: k — текущий номер результата преобразования, полученного из аналого-цифрового преобразователя; т — количество результатов преобразований, которые усредняются; у к — результат текущего преобразования термо-ЭДС ТП в код;
S — разность результатов преобразования в одном измерительном цикле;
5Доп — допустимая разность результатов преобразования в одном измерительном цикле, соответствующая допускаемому значению случайной погрешности измерительного канала; yi — текущий усредненный результат измерения;
Нала)
Ду — разность усредненных результатов измерения между соседними циклами опроса каналов;
Л—допустимое изменение термо-ЭДС ТП за время опроса всех каналов в момент фазового перехода; j — текущий номер точки калибрования;
I — количество точек калибрования;
У) — усредненный результат измерения в /-й точке калибрования;
Hiн — номинальная термо-ЭДС ТП при температуре фазового перехода реперного материала в /-й точке калибрования;
Д/ — погрешность ТП в /-й точке калибрования;
Cik — коэффициент полинома поправок; у — скорректированный результат измерения.
В программе реализована защита от сбоев аналого-цифрового преобразователя при воздействии помех. Для этого в первом цикле (блоки 1—4) в память ЭВМ вводится т результатов преобразования термо-ЭДС ТП в код, затем во втором цикле (блоки 5—9) все результаты преобразования сравниваются между собой. Если разность между текущими результатами преобразований превышает допустимое значение случайной погрешности измерительного канала S^oп, то ввод результатов преобразования ун повторяется, так как серия проверенных результатов содержит сбой. Если условие в блоке 7 удовлетворяется, то производится усреднение т результатов преобразования (блоки 10—14) для получения текущего усредненного результата измерения уи в котором исключено влияние сбоев и снижена случайная погрешность измерительного канала. Далее в программе производится опрос режима работы системы (задается оператором). В режиме «Калибрование» осуществляется сравнение (блок 24) усредненного результата измерения в текущем цикле опроса каналов (блок 23) с усредненным результатом измерения в предыдущем цикле опроса каналов. Если разность между ними превышает допустимое значение (фазовый переход реперного материала калибратора еще не наступил), то усредненному результату измерения в предыдущем цикле опроса каналов присваивается значение текущего усредненного результата измерения (блок 25) и программа переходит к опросу следующего канала. Если условие в блоке 24 удовлетворяется (наступил фазовый переход реперного материала калибратора), то осуществляется вычисление погрешности ТП в текущей точке калибрования (блок 18). В связи с наличием программной защиты от сбоев многократное сравнение усредненных результатов измерения не производится. Далее осуществляется переход к идентификации момента фазового перехода в следующей точке калибрования (блоки 19, 20) или, если фазовый переход в последней точке калибрования достигнут (условие в блоке 20 не удовлетворяется), к вычислению коэффициентов полинома поправок (блок 21).
В режиме «Измерение» по коэффициентам полинома поправок, найденным в режиме «Калибрование», производится коррекция погрешности измерительного канала (блоки ]6, 17).
