Useful programs
Содержание
- 1 Useful programs
- 1.1 Run script on rising or falling edge of the discrete signal
- 1.2 Timer with turn-on delya (TON)
- 1.3 Signalling (sound, relay, sms, viber, telegram) about connection errors
- 1.4 Moving average
- 1.5 PID - control
- 1.6 Running hours meter
- 1.7 Time Circulation algorithm времени (together with redundancy function)
- 1.8 3-point control for a valve or servo
Useful programs
Run script on rising or falling edge of the discrete signal
The script needs to be called on register's change. Inside the script, you need to check the current state of this register and perform corresponding actions either on the front (current state = 1) or on the falling edge (= 0). Example of the script:
Timer with turn-on delya (TON)
TON timer starts counting while input = 1, and after delay time is also set to "1".
-- globals
TIMER_DELAY = 20 -- timer delay 20 seconds
tmrStartTime = 0 -- time stamp of timer start time
function main (userId)
-- local vars
local now = os.time() -- current time
local startBit = (GetReg("tmrStartBit") == 1) -- just bit
-- checking condition ----------
if not startBit then
tmrStartTime = now; -- save timer start
WriteReg("TON_out", 0); -- timer output
return 0
else
if (now - tmrStartTime) > TIMER_DELAY then
-- actions upon timer trigger
WriteReg("TON_out", 1)
end -- if
end -- if
end -- main
Signalling (sound, relay, sms, viber, telegram) about connection errors
It is possible to analyze the scan time by the script and if it exceeds the acceptable limit, signal it in different ways. Below is an example of processing a large scan time with signaling to the message buffer and Viber.
cntdownFlag = false; -- timer countdown flag
timeStmp = 0; -- time stamp
msgSent = false; -- message sent flag
function main (userId)
-- read inputs
local scan = GetReg(34); -- scan time
local c0 = GetReg(42); -- failed connection number
local SCANLIMIT = GetReg(886); -- scan time limit
local SCANDELAY = GetReg(887); -- error reaction time
--
if (scan == nil) or (c0 == nil) or (SCANLIMIT == nil) or (SCANDELAY == nil) then
ERROR("scan / c0 was read as nil");
return 0;
end
-- read time
local now = os.time()
-- message pattern
local msg1 = "Scan is long "..tostring(scan).." ".."ms, error in connection "..tostring(c0);
--
if (scan > SCANLIMIT) then -- scan above limit
if not cntdownFlag then
cntdownFlag = true
timeStmp = now
else
if (now - timeStmp) > SCANDELAY then
if not msgSent then
AddAlertMessage(msg1)
SendViberMessage(398044391, msg1) -- Женя
msgSent = true
end
end
end
else -- scan in normal
if (cntdownFlag == true) and msgSent then
AddInfoMessage("Скан вернулся к норме ")
SendViberMessage(398044391, "Скан вернулся к норме ")
msgSent = false
end
cntdownFlag = false
end
end -- main
In WebHMI there is a buzzer for the sound signal, and 2 output relays, which can be controlled for signaling (send a signal to the signal devices or the PLC about the problem).
Moving average
The moving average is useful for smoothing the values of parameters that have noises, pulsations.
Algorithm of the moving average:
at the beginning of the filter on the sample, N values are counted by the arithmetic mean, after reaching the end of the sample, one element is discarded (by dividing the sum by the length of the queue), a new one is added instead of it, and the amount is again divided by the length of the queue.
-- globals
mav_len = 20; -- queue length
queue_fill = 0; -- queue fill index
av_sum = 0; -- accumulator moving average
function main (userId)
local in_value, tmp_var, out_value = GetReg(26), 0, 0; -- read input
if (queue_fill < mav_len) then -- queue not filled
av_sum = av_sum + in_value; -- accumulating sum
queue_fill = queue_fill +1; -- and index
else -- now filled queue
tmp_var = av_sum / mav_len; -- store one element
av_sum = av_sum - tmp_var + in_value; -- subtract and add
end
--
if (queue_fill == mav_len ) then
out_value = av_sum / mav_len; -- get moving average
else
out_value = av_sum / queue_fill; -- arithmetic mean
end
WriteReg("Tout_mav", out_value) --
end
PID - control
An example of implementing a PID controller in WebHMI:
G_LIMIT = 100 -- output limit
--
function main (userId)
-- local vars
local now = os.time()
local nexTime = GetReg("nextPidTime")
local CYCLE_TIME = GetReg("pidCycleTime")
-- pid settings
local Kp = GetReg("Kp") -- Proportional part (DS1400@WH Valve control)
local Ti = GetReg("Ki") -- Integral time constant (DS1404@WH Valve control)
local Td = GetReg("Kd") -- Diff. constant (DS1408@WH Valve control)
local Err, dErr, iSum_Limit = 0, 0, 0
local Int_sum = GetReg("pidIntegral") -- integral accumulator
local intPart = 0 -- integral part
local G = GetReg("pidOut") -- pid output
-- process
local PV = GetReg(1436) -- power (PWR0@Scylar 8 INT)
local Sp = GetReg("targetPowerSp")
DEBUG_("seconds left for PID cycle = "..tostring(nexTime - now))
-- condition of work
local auto = (GetReg("auto_mode") == 1) -- auto mode is on (ds1176@WH Global)
local heatDemand = (GetReg("heatDemand") == 1)
if auto then
if heatDemand then
-- PID - loop
if (now >= nexTime) then
DEBUG_("PID compute cycle")
WriteReg("nextPidTime", now + CYCLE_TIME)
Err = Sp - PV -- get error
DEBUG_("sp pv Err = "..Sp.." "..PV.." "..Err)
dErr = Err - GetReg("pidPrevError") -- get error tendency
DEBUG_("dErr = "..dErr)
-- calc. integral limit
iSum_Limit = (G_LIMIT * Ti / Kp) / 5
DEBUG_("iSum_Limit = "..iSum_Limit)
-- PID loop
--check integral part
DEBUG_("prev Int_sum = "..Int_sum)
if (intPart <= iSum_Limit) and (intPart >= 0.0) then
Int_sum = Int_sum + Err -- accumulating integral of error
DEBUG_("added error to Int_sum ")
elseif Int_sum < 0 then
Int_sum = 0
else
Int_sum = iSum_Limit -- strict integral part
end
if (Ti == 0) then
intPart = 0
else
intPart = (1/Ti)*Int_sum
end
DEBUG_("new Int_part = "..intPart)
G = Kp * (Err + intPart + Td*dErr)
DEBUG_("Calculated G as "..G)
G = Round(G)
DEBUG_("Rounded G as "..G)
-- check output for limits
if G < 0 then
G = 0
end
if G > G_LIMIT then
G = G_LIMIT
end
WriteReg("pidPrevError", Err) -- remember previous error
WriteReg("dErr", dErr) --
WriteReg("pidIntegral", intPart) -- remember integral
WriteReg("pidOut", G)
WriteReg("posSPinput", G) -- output for valve position
end -- time stamp
else
DEBUG_("no heatDemand") --
G = 0
end -- heatDemand
-- DEBUG_("PID_out = "..G)
WriteReg("pidOut", G)
WriteReg("posSPinput", G)
end -- if auto
end -- main
-- rounding
function Round(var)
local integer, fraction = math.modf(var)
if fraction >= 0.5 then
integer = integer + 1
end
return math.floor(integer)
end
------ debug printing ------
thisScriptID = 45
function DEBUG_(str)
--ERROR("entered DEBUG_ in"..thisScriptID.." script");
local i = 0;
local tmp = "";
local id = tostring(thisScriptID);
local debug_id = GetReg("debug_IDs");
local capture_mask = "%s+(%d+)%s+"
while true do
i,_, tmp = string.find(debug_id,capture_mask,i+1)
if (i == nil) then
break -- not found
end
-- найдено
if (tmp ~= "0") then
-- found , check equality
if (tmp == tostring(thisScriptID)) then
DEBUG(str)
return 0
end
end
end
end -- DEBUG_
------------------------------
This algorithm is typical for use in PLCs. Because the regulator is run at regular intervals, i.e. diff. and int. the components are always computed on the same time scale, so it is not necessary to divide and multiply them by time to obtain the derivative and integral, we can select the time constants Ti, Td. In this algorithm, Ti is an inverse quantity (the larger its value, the smaller the contribution of the integral error)
Running hours meter
The running hour meter is convenient for automatically generating a message about the need for routine work for the equipment unit, changing the lead pump in the pumping group to equalize the operating time, and so on.
An example of the implementation of the run hour meter in WebHMI (the program runs in each scan):
-- globals
run_state = false; -- to remember current state
function main (userId)
-- locals
local check_mask = tonumber("0000100000000000",2); -- bit mask to check rotation bit in frequency inverter FC 51 Danfoss
local run_status = (bit.band(GetReg(109),check_mask) ~= 0); -- check result as a bool var
local now = os.time(); -- current system time
local time_diff = 0; -- time difference between current time and last call time
-- catching edge of the unit state
if (not run_state) and run_status then
WriteReg("P43StartTime", now); -- unit start time
-- count time
if run_state then
time_diff = (now - GetReg("P43StartTime")); -- calc. time diff.
WriteReg("P43RunTime", GetReg("P43RunTime")+time_diff); -- increase meter
WriteReg("P43StartTime", now); -- overwrite start point
end
run_state = run_status
end
The timekeeping registers and time stamps should be made non-volatile.
Time Circulation algorithm времени (together with redundancy function)
This algorithm is used in systems where it is necessary to alternate the operation of mechanisms (pumps, fans, air conditioners) over time, or on the run hour meters. For example, a set of 2 units is used, which must be alternated in time. If an error occurs on some unit, then the algorithm starts working only on the working (redundancy function). An example of setting the required registers is given below:
For simplicity and clarity, it is better to split the scripts into functional modules that can be quickly analyzed and placed in the right order in the program list. The first script looks at the errors and if they do not exist, the air conditioners alternate in time.
CIRCULATION_TIME = 30; -- for tests circulation time is short
function main (userId)
--[[
if there are no errors, then circulate over time
If there is an error on one of the air conditioners, it is excluded from the rotation
if there are errors on both, then we stand
--]]
local acError1, acError2 = (GetReg("acError1") == 1), (GetReg("acError2") ==1) ; -- errro on a/c #1 (DS101@webmi)
local switchTime = GetReg("switchTime"); -- next switch over time (DS103@webmi)
local now = os.time()
local curActiveAC = GetReg("activeAC"); -- active a/c (DS100@webmi)
if (not acError1) and (not acError2) then
-- work on circulation
if (now >= switchTime) then
if (curActiveAC == 1) then
WriteReg("activeAC", 2);
else
WriteReg("activeAC", 1);
end
WriteReg("switchTime", now + CIRCULATION_TIME);
end
elseif acError1 and (not acError2) then
WriteReg("activeAC", 2);
elseif acError2 and (not acError1) then
WriteReg("activeAC", 1);
else
WriteReg("activeAC", 0);
end -- if no errors
end -- main
The second script looks at what kind of conditioner is now active, and performs the necessary actions. In a script, this is just debugging, but there may be commands for controlling the infrared transmitter for issuing the desired command, writing to the message log and switching, etc.
function main (userId)
--[[
turn on selected a/c depending on pointer
--]]
local pointer = GetReg("activeAC"); -- active conditioner (DS100@webmi)
if (pointer==0) then
DEBUG("all off")
return 0
elseif
(pointer==1) then
DEBUG("turn on a/c #1");
else
DEBUG("turn on a/c #2");
end -- if
end
Also here you need a script that will expose the flags of errors of work on certain conditions, read the status of the protection devices, the error registers on the interface, and so on.
3-point control for a valve or servo
3-х точечным называется способ управления позицией клапана, сервопривода, задвижки и т.п., когда для управления приводом используются 3 провода - "общий", "питание - ВВЕРХ", " питание - ВНИЗ". Такие приводы могут быть (а могут и нет) оснащены также концевыми датчиками положения. Иногда при отсутствии датчиков положения и низких требованиях к точности позиционирования может применяться алгоритм, когда привод уезжает вниз или вверх (либо по 1 датчику положения либо подачей одной команды на время превышающее время полного хода клапана), инициализирует координату, а потом отрабатывает заданную позицию.
Для определения промежуточных положений используется расчетное значение, определяемое из характеристики исполнительного механизма "время полного хода", которое можно определить и экспериментальным путем. Как упоминалось выше, относительно сложные и разветвленные алгоритмы в WebHMI лучше разбить на функционально законченные и простые программы, взаимодействие и синхронизацию между которыми можно делать используя внутренние регистры.
Ниже приведен вариант 3-х точечного управления для привода с 2-мя концевыми датчиками.
Программа разбита на 6 частей:
- v3 OpenClose Valve Manual - скрипт управляет приводом в ручном режиме. Запускается по изменению номера нажатой кнопки с дешборда.
- v4 Auto Valve Control - основной скрипт управления в авт. режиме. Он автоматически выполняет первую инициализацию, и при несовпадении заданной координаты от текущей включает привод в нужном направлении, по достижении позиции останавливает. Также при совпадении заданной позиции как крайней (0,100), скрипт продолжает держать команду, пока не произойдет наезд на концевой выключатель, таким образом выполняя периодическую синхронизацию расчетной позиции с реальной.
- v5 LatchStart_Time - скрипт "захвата" начальной позиции движения, выполняется по изменению флага inMotionFlag, который устанавливают предыдущие программы v3 или v4.
- v6 CalcNewPosition - выполняется 1 раз в сек. (по изменению системного времени), скрипт работает, пока есть флаг inMotionFlag и пересчитывает текущее время, пройденное с начала движения в текущую позицию (которая в свою очередь используется программой v4).
- v7 Limit sw reaction - по достижении конечных выключателей снимает команды, а также снимает запрос от кнопок ручного управления.
- v8 Drop Cur Cmd on Manual mode - при переходе в ручной режим выключает текущую команду.
В начале программ обозначен порядок требуемый порядок выполнения (v3..v8), поскольку необходимый порядок выполнения программ может измениться нежелательным образом, например при сортировке программ и неточном "перетаскивании" программ в списке. Таким образом префикс напоминает о нужном порядке, также он может отражать функциональную принадлежность скрмпта - "v" Valves, "t" - temperature control и т.д. чтобы удобнее ориентироваться в больших списках и ссылаться на него.
Исходные тексты скриптов:
v3
------- РУЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ С КНОПОК НА ЭКРАНЕ OpenClose Valve Manual -------------------
function main (userId)
local button_value = GetReg("valveMan_code"); -- номер от кнопок нажатия ОТКР / ЗАКР.
local manual_mode = (GetReg("auto_mode") == 0) ; -- АВТ. РЕЖИМ ВКЛЮЧЕН (ds1176@WH Global)
if manual_mode then
if (button_value == 10) then
WriteReg("openCmd", 1); -- Команда "Открытие" (DS1007@WH Valve control)
WriteReg("closeCmd", 0);
elseif (button_value == 5) then
WriteReg("closeCmd", 1); -- Команда "Закрытие" (DS1008@WH Valve control)
WriteReg("openCmd", 0);
else
-- на недопустимое значение снимаем команды
DEBUG("Read button value as "..tostring(button_value));
WriteReg("openCmd", 0);
WriteReg("closeCmd", 0);
WriteReg("inMotion_flag",0); --
end --if
-- Фиксация начальной позиции, времени начала движения для скрпита обсчета текущей позиции
if (button_value == 10) or (button_value == 5) then
WriteReg("startPosition", GetReg("curPosition")); -- Начальная позиция движения (DS1020@WebHMI 3point control)
WriteReg("startPosTime", os.time()); -- Метка времени начала движения (DS1012@WebHMI 3point control)
WriteReg("inMotion_flag",1);
end
end -- manual_mode
end -- main -----------------------
v4
-- АВТ. УПРАВЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЕМ КЛАПАНА Auto Valve Control ----
function main (userId)
local now = os.time(); -- текущее время
local timeStmp = GetReg("endPosTime"); -- Метка времени окончания движения (D1001@WebHMI Kitothemr)
local auto_mode = (GetReg("auto_mode")==1);
if auto_mode then
-- проверка на самое первое включение, когда метка времения = 0
if (timeStmp == 0) and (not home_mode) then
WriteReg("homingBit",1);
DEBUG("timeStmp = 0, homing needed! ");
end
local home_mode = (GetReg("homingBit") == 1); -- Бит репозиционирования (D1006@WebHMI Kitothemr)
local full_close = GetReg("LLsw"); -- Датчик полного закрытия (D1010@WebHMI Kitothemr)
if home_mode then
-- едем вниз до упора чтобы определить позицию
DEBUG("giving home_mode close cmd ! ");
WriteReg("closeCmd", 1); -- Команда "Закрытие" (D1008@WebHMI Kitothemr)
if (full_close == 1) then
DEBUG("full close ! ");
WriteReg("closeCmd",0);
WriteReg("endPosTime", now); -- чтобы избежать повторного home_mode
WriteReg("homingBit",0);
WriteReg("curPosition", 0); -- Текущее положение клапана (D1005@WebHMI Kitothemr)
end
return 0; -- выходим пока не закончим выход в 0
end -- home mode
-- ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ ----
DEBUG("-------- auto valve control ");
local openingStatus = (GetReg("openCmd") == 1); -- Команда "Открытие" (D1007@WebHMI Kitothemr)
local closingStatus = (GetReg("closeCmd") == 1); -- Команда "Закрытие" (D1008@WebHMI Kitothemr)
local inMotionFlag = openingStatus or closingStatus;
local target_dir= 0; -- знак движения
local posSV = GetReg("posSetpoint"); -- Уставка положения клапана (D1000@WebHMI Kitothemr)
local posPV = GetReg("curPosition"); -- текущее положение
-- определить начальные время и позицию
local startTime = GetReg("startPosTime");
local startPos = GetReg("startPosition");
local pathdone = 0; -- обсчета пройденного пути
local OpenSw = GetReg("HLsw"); -- Датчик полного открытия (D1009@WebHMI Kitothemr)
local CloseSw = GetReg("LLsw"); -- Датчик полного закр. (D1009@WebHMI Kitothemr)
DEBUG("posPV "..tostring(posPV).." pos SV"..tostring(posSV));
-- Уже едем
if inMotionFlag then
DEBUG("Мы уже в движении ");
-- доехали вниз ?
if (closingStatus) and (posPV <= posSV) then
-- если задан 0 как позицию, то едем до нижнего конечника, чтобы синхронизировать позицию с реальным положением
if (posPV == 0) and (not CloseSw) then
WriteReg("closeCmd", 1);
return 0; -- выходим, команду сбросит скрипт Limit Sw Reaction
end
WriteReg("closeCmd", 0);
WriteReg("inMotion_flag",0);
end
-- доехали вверх?
if (openingStatus) and (posPV >= posSV) then
-- если задан верхний предел, то едем до конечника чтобы синхронизировать позицию с реальным положением
if (posPV == 100) and (not OpenSw) then
WriteReg("openCmd", 1);
return 0; -- выходим, команду сбросит скрипт Limit Sw Reaction
end
WriteReg("openCmd", 0);
WriteReg("inMotion_flag",0);
end
-- позиция не доехали ?
else
if (posSV ~= posPV) then
-- уставка поменялась ?
target_dir = (posSV - posPV)/math.abs(posSV - posPV); -- определить знак
DEBUG_("target_dir = "..tostring(target_dir));
if (target_dir > 0) then
WriteReg("openCmd" , 1);
DEBUG_("will open...");
else
WriteReg("closeCmd" , 1);
DEBUG_("will close...");
end
WriteReg("inMotion_flag", 1); -- уст. флаг для скриптов работающих по началу движения
end
end -- auto mode motion control
end -- auto_mode
end -- main
v5
-- Захват позиции LatchStart_Time ---
function main (userId)
DEBUG("Entered latch start time and position");
-- Add your code here
local flag = (GetReg("inMotion_flag") == 1) ; -- Флаг "в движении" (DS1016@WebHMI 3point control)
DEBUG("motion flag = "..tostring(flag));
if flag then
DEBUG("now flag = 1");
WriteReg("startPosition", GetReg("curPosition")); -- Начальная позиция движения (DS1020@WebHMI 3point control)
WriteReg("startPosTime", os.time()); -- Метка времени начала движения (DS1012@WebHMI 3point control)
end
end
v6
--- Расчет новой позиции CalcNewPosition
-- константы
FULLPATH = 127 ; -- время полного открытия в сек.
K = 100 / FULLPATH ; -- коэф. пересчета % открытия в временной интервал
function main (userId)
DEBUG("Entered #5 script, calc. cur position");
local now = os.time(); -- текущее время
local open_sts = (GetReg("openCmd") == 1); -- Команда "Открытие" (D1007@WebHMI Kitothemr)
local close_sts = (GetReg("closeCmd") == 1); -- Команда "Закрытие" (D1008@WebHMI Kitothemr)
local inMotionFlag = (open_sts or close_sts) ; -- Команда "Закрытие" (D1008@WebHMI Kitothemr)
DEBUG("in motion flag = "..tostring(inMotionFlag));
local cur_dir = 0; -- знак направления движения
local posPV = GetReg("curPosition"); -- текущая позиция
-- определить начальные время и позицию
local startTime = GetReg("startPosTime");
local startPos = GetReg("startPosition");
local pathdone = 0; -- пройденный путь
-- Уже едем
if inMotionFlag then
-- определяем направление движения
if open_sts then
cur_dir = 1;
else
cur_dir = -1;
end
pathdone = GetPathDone(startTime, now); -- вычисляем пройеднный путь
varPos = startPos + cur_dir*pathdone; -- теперь текущую координату
-- проверка выхода текущей позиции за допустимые границы
if (varPos < 0) or (varPos > 100) then
DEBUG("new varPos calculaed outside limits, cur value "..tostring(varPos));
if (varPos < 0) then varPos = 0 end
if varPos > 100 then varPos = 100 end
end
DEBUG("startPos , pathdone = , new varPos "..tostring(startPos).." "..tostring(pathdone).." "..tostring(varPos));
WriteReg("curPosition", varPos); -- пишем текущую позицию
end -- auto mode motion control
end -- main
------------- Функция вычисления остатка движения ---------------
function GetPathDone(startTime, curTime)
-- смотрим на тек. время и высчитываем %
local curPos = (curTime - startTime) * K;
local remainder = curPos - math.floor(curPos);
if (remainder >= 0.5) then
-- округл. вниз
curPos = math.floor(curPos) + 1;
else
curPos = math.floor(curPos) ;
end
return curPos;
end
v7
-- Limit sw reaction------------
function main (userId)
local now = os.time();
local open_sts = (GetReg("openCmd") == 1); -- Команда "Открытие" (D1007@WebHMI Kitothemr)
local close_sts = (GetReg("closeCmd") == 1); -- Команда "Закрытие" (D1008@WebHMI Kitothemr)
local full_close = (GetReg("LLsw") == 1); -- Датчик полного закрытия (D1010@WebHMI Kitothemr)
local full_open = (GetReg("HLsw") == 1); -- Датчик полного закрытия (D1010@WebHMI Kitothemr)
if (full_open or full_close) then
-- проверить наезд на конечники
if full_open then
-- посчитать новую позицию
WriteReg("curPosition", 100);
WriteReg("openCmd", 0);
WriteReg("valveMan_code", 0); -- для ручнго режима
end
if full_close then
WriteReg("curPosition", 0);
WriteReg("closeCmd", 0);
WriteReg("valveMan_code", 0); -- для ручного режима
end
WriteReg("inMotion_flag", 0);
WriteReg("endPosTime", now); -- Метка времени окончания движения (DS1001@WH Valve control)
end
-- индикация соcтояния привода
if (not open_sts) and (not close_sts) then
WriteReg("valveStatus", 0); -- Стоим
elseif open_sts then
WriteReg("valveStatus", 1); -- Открытие
else
WriteReg("valveStatus", 2); -- Закрытие
end
end -- main --------------------------------
v8
------ v8 Drop Cur Cmd on Manual mode ----
function main (userId)
local auto_on = (GetReg("auto_mode")==1); -- работаем по изменению регистра режима
if not auto_on then
DEBUG_("Dropped cmds in manua mode ! ");
WriteReg("openCmd", 0);
WriteReg("closeCmd", 0);
WriteReg("inMotion_flag",0);
end
prev_mode = auto_on;
end -- main
