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第 8 課:建置控制系統的架構

在本課中,您將為 ControlSystem 建立區塊定義圖、新增區塊內容、新增元件以及建立內部區塊圖。

若要將基本架構新增至區塊定義圖中的專案,請執行下列動作:

  1. 在瀏覽器中,開啟 DesignSynthesisPkg 並選取「區塊定義圖」資料夾。
  2. 按一下滑鼠右鍵選取新增區塊定義圖
  3. 在「新建圖表」視窗中,輸入名稱 Control System Structure,然後按一下確定。對於這個新圖表,不能使用「移入圖表」選項,因為這個圖表的區塊還不在專案中。
  4. 選取「戳記模式」工具和「區塊」工具 「區塊」工具
  5. 將三個區塊放置在圖表中,然後按一下「戳記模式」工具以停止使用該模式。
  6. 在區塊中按一下,以將所產生區塊名稱取代為下列區塊名稱:SensorActuatorController
  7. 在瀏覽器中,開啟區塊區域並檢查清單中的新區塊。
    顯示區塊的瀏覽器
  8. 回到 Control System Structure 區塊定義圖。
  9. 新區塊是 ControlSystem 的元件。使用「有向組合」工具 「有向組合」工具,新增 ControlSystem 區塊與每個新區塊之間的組合關聯(實心菱形需要碰觸到 ControlSystem 區塊)。遵循下列步驟來定義關聯:
    1. 按兩下 Sensor 區塊的組合關聯的箭頭端,以開啟其「特性」視窗。
    2. 將「名稱:」設定為 sen。將「ControlSystem 稱為:」設定為 cs。按一下確定
      sen 組件的「特性」視窗的「一般」標籤
    3. 再次用滑鼠右鍵按一下組合,並設定「顯示選項」以顯示 End1 的名稱。
    4. 用滑鼠右鍵按一下 Controller 區塊中的組合關聯,然後設定「顯示選項」以顯示 End1 的名稱。
    5. 按兩下 Actuator 區塊中組合關聯的箭頭端,以開啟其「特性」視窗。將「名稱:」設定為 act。將「ControlSystem 稱為:」設定為 cs。按一下確定
    6. 再次用滑鼠右鍵按一下組合,並設定「顯示選項」以顯示 End1 的名稱。
    7. 按兩下 Controller 區塊中組合關聯的箭頭端,以開啟其「特性」視窗。將「名稱:」設定為 con。按一下確定
  10. 在瀏覽器中選取 ControlSystem 區塊,然後展開「屬性」種類。複製溫度屬性並將該屬性貼到 Sensor 區塊和 Controller 區塊中。
  11. 在瀏覽器中選取 Controller 區塊,然後展開其「屬性」種類。
  12. 若要顯示 PredefinedTypes 套件,以便您可以從中進行選取,請按兩下瀏覽器頂端的專案名稱。在「內容」標籤中,找出 Browser::Settings::ShowPredefinedPackage 內容。透過勾選名稱旁邊的框,開啟此內容。按一下確定
  13. 按一下滑鼠右鍵選取新增屬性。遵循下列步驟來新增和定義屬性:
    1. 新增名稱為 heat_data、類型為 bool 的屬性。
    2. 在瀏覽器中選取 heat_data 屬性。將它複製並貼到 Actuator 區塊中。
    3. 將名稱為 setPoint、類型為 degC、起始值為 40.0 的屬性新增至 Controller。
    4. 將名稱為 rating、類型為 deg、起始值為 19.049 的屬性新增至 Actuator。
  14. 在瀏覽器中選取 ControlSystem 區塊,然後展開 FlowPorts 種類。遵循下列步驟來新增和定義流程埠。
    1. 選取並複製溫度流程埠。將它貼到 Sensor 區塊和 Controller 區塊。
    2. 按兩下 Sensor 上的溫度流程埠,並將「方向」變更為 Out。
    3. 將新的流程埠新增至名稱為 heat_data、類型為 bool 的 Controller 區塊。
    4. 選取流程埠,並將它複製並貼到 Actuator 區塊。
    5. 將 Actuator 的 heat_data 流程埠的「方向」變更為 In。
  15. 若要顯示區塊中的埠,請在圖中選取區塊,然後按一下滑鼠右鍵選取「顯示選項」選項。按一下「區段」按鈕。在「區段」視窗中選取「埠」,然後按一下「顯示」按鈕(如下圖所示),以將它移至「已顯示」直欄。按兩次確定
    「區段」視窗
  16. 驗證定義於區塊定義圖中的元件,在瀏覽器中是否顯示為 ControlSystem 區塊下面的組件(act、con 和 sen)。
Control System Structure 區塊定義圖應該類似於以下範例。
區塊定義圖

新增內部區塊圖

若要完成設計,需要在內部區塊圖中針對 ControlSystem 連接 Sensor、Controller 和 Actuator,ControlSystem 會提供這些連線的環境定義。

  1. 在瀏覽器中,選取 ControlSystem 區塊,然後選取新增 > 內部區塊圖
  2. 為內部區塊圖輸入名稱 Control System Internal Structure
  3. 從瀏覽器中,將 sen、con 和 act 組件從 ControlSystem 拖曳到內部區塊圖。
  4. 依預設,這些組件會顯示其流程埠。選取「連接器」工具 「連接器」工具 ,並繪製從 itsSensor 的溫度流程埠到 itsController 的溫度流程埠的連線。
  5. 繪製從 itsController 的 heat_data 流程埠到 itsActuator 的 heat_data 流程埠的另一個連線。
  6. 檢查這些埠是否指向正確的方向(In、Out)。如果需要,使用每個流程埠的「特性」視窗相應地予以變更。
  7. 如果未顯示圖表框架,請按一下圖表空白區域,並呼叫環境定義函數「顯示/隱藏圖表框架」,來顯示框架。用滑鼠右鍵按一下框架,以呼叫 > 顯示所有埠。此設定可讓 ControlSystem 區塊的溫度和熱量流程埠顯示在框架上。ControlSystem 會將它在其溫度流程埠上接收到的資料委派給 itsSensor。同樣地,Actuator 會委派它提供的熱量給 ControlSystem 的熱量流程埠。
完成的內部區塊圖應該類似於以下範例:

內部區塊圖 - 已完成

課程回顧

在這一課,您學到下列各項:
  • 新增區塊定義圖
  • 新增區塊、內容和關聯
  • 將組件新增至內部區塊圖
  • 連接組件
在下一課,您將新增狀態圖以指定元件的行為。
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