奥理由系统功能码

第一章第一章 功能码功能码概述概述 一、专用术语一、专用术语 功能码（Function Code）： Symphony 系统提供了一系列完成不同功能的软件模块，并 对每个软件模块指定一个代码，称为功能码。 功能码数据库（Function Code Library）： 指功能码的集合，它存放在各种控制器的只读 存储器（ROM）中。每一种控制器的 ROM 中只存放该控制器组态所能使用的功能码。 功能块（Function Block）：当选用一个功能码时，必需指定一个块号（即块地址） ，该选 定了的功能码称为功能块。 规格参数（Specification） 指功能码的输入参数。 规格参数有两种类型： 地址类的规格参数； 内部规格参数。 功能码组态：根据过程控制方案，选择一些合适的功能码，将其互相连接，并对每个功 能码指定其具体功能，将其存放到控制器的 NVRAM 中的过程称为功能码组态。 二、功能块二、功能块 SYMPHONY 系统是由一套运用微处理器执行控制功能的模件组成的。通过组态“功能块” ， 在主模件上实现控制功能的选择和相互配合。 一个功能块仅仅是一个输入或输出，或者是一个输入或输出的操作。这些功能块是一般的 软件控制算法，可以用它们来执行在其它类型系统需要专门硬件完成的指定任务。有四种类型 功能块： 1 执行块 2 系统常数块 3 输入输出块 4 用户组态块 执行块包含影响模件综合操作的一些参数。 系统常数块例如是 0、1 和 100.0 等这样的一些数字量参数和模拟量参数。当用这些通常所 用的值进行模件组态时，只要可能就应尽量使用这些系统常数块。它们要求的内存比手动设定 常数块少。 输入输出块是一些固定块地址，它们对应于一个模件通过端子单元和现场布线的现场输 入和输出。 用户组态块不是预先指定的块，而是由用户设定，以执行用户特需功能从而实现控制逻辑。 每个 SYMPHONY 主模件都有一套供选择的预先定义的块地址。 功能块的最基本类型是输入和输出。每个输入或输出都在该模件的固件中被赋予一个块号。 用功能块定义模件操作的过程称作组态。要组态一个功能块，必须定义如下参数： 块号 功能码 规格参数（Specification） 利用 SYMPHONY 的接口装置，可以定义这些参数。用户利用接口装置可以在模件上增加 一个功能块，修改一个模件的已经定义的功能块，或者从一个模件中删除一个功能块。这些模 件把组态存贮在它们的非易失存贮器（EEPROM）中。 可以按“组态” （CONFIGURE）和“执行” （EXECUTE）两种方式操作这些模件。除非用 户用含有在线组态性能的冗余主模件中（例如 IMMFP11/12、BRC100 等模件）工作，否则该接 口装置必须在“组态”方式下，用户方能进行功能块的增加、修改和删除。 当该模件处于“执行”方式时，它将执行所有已组态的功能。在该功能码规格表中标有 “可调”的某些规格数，当其模件处于“执行”方式时，可以进行调整。 三、功能码三、功能码 通过按某一顺序安排一组功能，可实现模件的组态，以执行某些算法或显示某些数值，将 一个功能码经过一台接口装置分派给一个功能块，就可在模件中完成这些功能。每种功能都有 唯一的功能码。有关功能码清单，请参阅美国贝利公司提供的功能码手册。 功能码的输出（OUTPUT）： 功能码可有一个或多个输出，分别用 N，N1，N2， 表示。当调用某一功能码时，需为其指定一块号，该块号为输出 N 的地址，也称为该功能块的 地址（首地址） 。功能块实际占用的地址数等于该功能块输出的个数。如，地址为 500 的 FC80 功能块，其实际占用的地址为 500505。块地址可以是控制器允许的任一块地址，对 MFP、BRC 控制器，用户可使用的块地址为 309998。块地址 029 及 9999 被固定功能块所 占用。其中，FC81（执行块）占 014；FC82（分段控制）占 1519；FC90（扩展执行块）占 2029；FC89（终结块）占 9999。 四、块地址四、块地址 块地址是一个功能块的参引号，在组态期间赋予。利用块号可将一个功能块的输出值引用 为其它功能块的输入。对于有多个输出的功能，从组态期间所分配的块号开始，依次用一个顺 序块号引用一个输出。注意，不应把这些顺序块号再赋给同一模件中的其它功能块。具有多个 输出的功能块的几个例子如： 脉冲定位器（功能码 4） 高低比较器（功能码 12） 基本站手动自动转换器（功能码 21） 数字输入表（功能码 46） 有两种类型的功能块没有用户分配的块地址。系统常数块和执行块部有预先定义的块号。 请参阅贝利公司的功能码手册。控制器模件有另外一种类型的固定块。控制器模件的全部输入 和输出分配了固定块号。一个特定的物理输入或输出总是用某一块号来引用。例如。模拟输入 1 总是由块 210 引用。 每个块完整的块地址如下所示，由 HCU 地址，模件地址、块地址等三个数构成。 第一组数字（本例中是 1）是指 HCU 地址。每个工厂环路最多可有 63 个 HCU（节点） 。每 个超环最多有 250 个节点。一个节点可能是一个 HCU，一个 OIU、一个 MCS 或一个 OIS 等等。 常用功能码手册 - 3 - 第二组数字（本例中是 4）是一个给定 HCU 中的主模件地址。在一个独立的 HCU 中，接 到其模件总线（或控制通路 CONTROLWAY）的模件最多可以有 32（地址为 031）个。在主 模件上利用地址开关设置模件地址。 最后一组数字（本例中是 13）是在一个给定模件内的块号。 五、规五、规 格格 每个功能码的规格表包括完成该功能所必需的参数和输入。所需规格取决于具体功能的要 求。当用户增加一个新块时，在接口装置上将提供这些规格的初始值清单。当用户修改一个原 有功能块时，将向用户提供当前规格。 规格表中还列出了每种规格数的数据类型： 布尔、整数和实数。 布尔数据：逻辑 0 或 1 整数数据；分为整型数 1 和整型数 2。这两种整型数的范围在规格表中用缩写字母 INT （1）和 INT（2）表示。 INT（1）数据是 0255 范围的正整数。这些数可由二字节二进制数表示。 INT（2）数据是 32768 32769 范围的整数。这些数可由二字节二进制数表示。 REAL 实数数据是浮点进制数，它可能是整数或小数。还有二种范围的实数：REAL（2） ， REAL（3） 。运用指数记数法表示这些范围。指数记数法除了以 E 代替 10，后接 10 指数以外， 同科学记数法类拟。 例如：科学记数法记数 9.21018 指数记数法则为 9.2E18 REAL（2）数据是在 1.0E034.0E06 范围中的正、负小数或整数。这些数可以以二字节 二进制数表示，并且可用 0.1的分辨率处理。 REAL（3）数据是在 2.7E209.2E18 范围内的正、负小数或整数，并且可以用 0.0015 的分辨率处理。 表 l 汇总了这些数据类型供速查之用。 在用 REAL（2）（3）标注数据类型的规格中，对于 COM 模件，数据类型是 REAL（2） 。 对于 MFC、MFP 和 MPC 模件，数据类型是 REAL（3） 。 通过 CTM 模件输入的数据被限制为9999，具有 0.01 的最低分辨率。通过 OIU 和 MCS 送入的数据被限制为 REAL（2）范围，而显示数据被限制在9999。 如果适用的话，规格表还给出每个项的初始值（或缺省值）。当操作者对一个模件增加一 个功能块时，该接口装置将从这个模件提取这些值作为这个规格参数的起始点。操作者没有修 改的任何规格参数都将保持初始的情况。 每个参数都标明可调或不可调。当一个模件在组态或者该模件处于执行方式时，可以修改 可调参数。在执行方式下的可调参数调整可以利用操作接口装置的调整（TUNE）功能或利用自 调整控制功能进行。标明为不可调的参数只能在这个模件中处于组态方式的时候才能修改，除 非该模件是一个冗余的MFP或MFC。因为这些模件具有在线组态性能。 表表 1 数据范围数据范围 数据类型范 围分辨率 布 尔逻辑 0 或 1NA INT（1）0225NA INT（2）3276832769NA REAL（2） 1.0E304.0E06 0.1 REAL（3） 2.7E209.2E18 0.0015 六、块六、块 号号 SYMPHONY模件是从最低编号开始按增大数字顺序处理它们的功能块。为此，应该把最低 编号的块号赋给最靠近输入的功能块。为了使“绕圈”减低到最少，必须这样作，当一个较高 编号块的输出用来作为一个较低编号块的输入时，就会发生绕圈。在这种情况下，要求主模件 处理全部功能块（一个周期）一次以上，才能从发生绕圈的块得到正确的输入和输出。 在更复杂的回路中必须注意尽管避免不必要的绕圈，因为这种绕圈使主模件响应一个输入 的时间大为增加。 常用功能码手册 - 5 - 第二章第二章 应用说明应用说明 功能码手册中每一项的解释如下： 概概 述述 对该功能码一个简单的说明，介绍功能码的功能、用途，操作和输入输出等。 符符 号号 每个功能码的过程控制标准符号是贝利公司工程设计工作站用 CAD 软件产生的标准符号。 功能块输出端的 N 用来说明块号，取决于所用的模件。 如果一个功能码产生多于 1 个输出，则第一个输出用 N 表示，其余的输出则依次用 N1，N2Nn 表示。例如，若功能块 500 被组态且它有三个输出，则第一个输出是 500，第二个是 501，第三个是 502。 每一个输出可能是实数（REAL）或者布尔数（BOOLEAN） ，取决于引用的特定功能块。 输输 出出 每个功能码都有一个输出表，这个表列出了每个输出的简要说明和数据类型。 规规 格格 用户可定义的参数都在规格表中，该表含有每个规格的规格号，可调性，缺省值，数据类 型，范围和简要说明。 第一列是规格号。规格用“S”符号表示，编号顺序从 S1 开始。规格数随功能的复杂程度 而变化。 第二列指明一个规格是不是可调（YES 或 NO） 。可调是指当模件处于执行方式时，该参数 可以修改或调整。不可调意味着该参数只有在模件组态期间可以被改变，在模件执行期间它不 可以被改变。 第三列是缺省值，即该规格初始设置的值。这个值一直保持不变，直到用户在组态期间改 变它，输入的初始值是一个系统常数块号。 第四列是数据类型。关于数据类型的详细解释。请参阅本文第一节中的说明。 第五列给出了各规格项的允许范围。 第六列是规格的简要说明。凡是适用的地方均列出了所有可供用户选择的项目。 详细解释详细解释 对某些较为复杂的功能特性和作用进一步作出说明。关于更复杂功能的解释还将包括定义 这些规格的指令和方程式以及某些例子。并将给出描述该功能码运算的方程式，某些功能是一 目了然的，没有必要进一步解释。 本文中既要提到规格，也要提到它们的数值。为了区别这两者，作出如下定义： 当提到规格号时，用S1或（S1）表示。 当提到一个规格的数值时，则用表示。 应应 用用 某些更复杂的功能码说明还包括这些功能码的普通和特殊应用的例子，以及这些例子的解 释，同时，作为本文的重点，还将在应用中介绍一些设计方法及技巧。 常用功能码手册 - 7 - 第三章第三章 功能码功能码 功能码功能码1 函数发生器函数发生器 概概 述述 本功能码用于将输入输出的非线性关系的近似化。将输入范围分成5段， 每一段输入输出的对应关系都以线性关系来代替。然后根据这5段折线计算 出对应于输入的输出。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR函数的输出值 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范围说 明 S1N5I注 1输入的块地址 S2Y9.2E18RFULL输入座标 S3Y0.000RFULL对应 S3 的输出座标 S4Y9.2E18RFULL输入座标 S5Y0.000RFULL对应 S4 的输出座标 S6Y9.2E18RFULL输入座标 S7Y0.000RFULL对应 S6 的输出座标 S8Y9.2E18RFULL输入座标 S9Y0.000RFULL对应 S8 的输出座标 S10Y9.2E18RFULL输入座标 S11Y0.000RFULL对应 S10 的输出座标 S12Y9.2E18RFULL输入座标 S13Y0.000RFULL对应 S12 的输出座标 注1：最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 说说 明：明： 为了建立函数关系，首先需要确定对于给定的输入范围对应何种输出并画出表示这种关系 的曲线。然后把这个曲线划分为5段，并尽可能使每段曲线接近直线，如图1l 所示。 这些折点的座标用作规格S2一S13的输入。偶数编号的规格是X轴座标，奇数编号的规格是 Y轴座标。因此，当X轴输入值在S2时，输出值将是如图所示的S3。这样就把曲线分成5个线性 段，每段都有自己的不同斜率，如图12所示。 如果输入值在X轴二个点之间，输出值将由下式确定： 块输出 = （Yn-1）（X Xn-1） )Y-(X )Y-(Y 1-nn 1-nn 上式中： X = 当前输入值 Xn = 当前输入值右边最近的X轴规格点 X n-1 = 当前输入值左边最近的X轴规格点 Yn = 对应于Xn的Y轴的值 Yn-1 = 对应于Xn-1的Y轴的值 = 当前输入所对应折线段的斜率。表示对应单位输入变化下输出变化的单位。 )X-(X )Y-(Y 1-nn 1-nn X Xn-1 = 输入值高于左边最近规格数的值 图11 输入输出曲线图 图12 分段输入输出曲线图 例如，假设图11所示是一个要求的输入输出值曲线。这些值可以表示任意的工程单位。 首先，把这个图分为5段，如图12所示。然后把这些线段的端点座标输入到模件中去。 假设由图l2所示的曲线所对应的功能块的输入为6个单位，相应于点S4，则输出将是 2个单位（S5） 。如果输入是10个单位（相应于S6） ，输出将是5个单位，从此类推。如果输入在6 个单位和10个单位之间，比如说7个单位，则输出将由对应的功能算法确定，计算出的输出值为： 常用功能码手册 - 9 - X（输入）= 7 Xn = S6 = 10 Xn1 = S4 = 6 Yn = S7 = 5 Yn1 = S5 = 2 算式变为： 输出 = S5（X S4） )4S6S( )5S7S( = 2（7 6） 610 25 = 2.75 高限和低限高限和低限 如果输入值大于S12的值，输出将作为高限维持在S13的值上。如果输入值小于S2的值，输 出将作为低限维持在S3的值上。 应应 用用 在输入规格数时，X轴座标必须在使用范围内由小到大单调递增，否则将导致计算出错。 函数发生器功能码的4种可能的应用，如图l3、14、15、16所示。图16说明当函 数曲线较为复杂时，使用2个（或更多）函数发生器逼近曲线以取得较高的分辨率。 图13 函数发生器用作程序给定或偏值 图 14 函数发生器用作噪声滤波器 图15 函数发生器为非线性过程得到自适应增益 图16 用两个函数发生器实现曲线的较高分辨率 功能码功能码 2 手动设定常数手动设定常数 概概 述述 手动设定常数块的输出是一个产生于本块内部的模拟量信号，其值等 于。本功能块以工程单位提供一个可调整的输出值。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR用户选择的常数 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1Y0.000RFULL以工程单位的输出值 应应 用用 换算器 图21说明怎样应用手动设定常数块来作换算器使用。在本例中，变送器来的信号在 200500单位间变化，将手动设定常数块的200与变送器来的信号相加，加法器的输出变化范围 就成了400700单位。如工程中常用的摄氏温度和绝对温度的换算，压力测量中表压和绝对压 力的换算，都是此类应用的实例。 图21 功能码2用作换算器 常用功能码手册 - 11 - 图22 功能码2用作设定值 设定值 图22说明怎样应用手动设定常数作为设定值使用。变送器量程为1020英寸水柱，希望 的设定值为15英寸水柱。将手动设定常数块设定为15，加法器从中减去得到偏差输出。 当等于15，加法器输出为零，标志着液位已经达到设定值。 功能码功能码3 超前滞后超前滞后 概概 述述 超前滞后功能块的输出等于某个时间函数和输入值的乘积。规 格数S3和S4提供超前（S3）或滞后（S4）功能。功能码3还可用作超 前滞后滤波器。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR施加了超前滞后功能的输出值 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N5I注 1输入的块地址 S2N0I注 1 跟踪开关信号块地址： 0 = 跟踪 1 = 释放 S3Y0.000RFULL时间常数 T1（超前）秒 S4Y0.000RFULL时间常数 T2（滞后）秒 注1：最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 说说 明：明： 这个功能码使功能块的输出超前或滞后于输入信号的变化。下面的方程描述它的运行： Y = YL dt4S )1S1S(3SL dt4S )Y1S(dtL 上式中： = 当前输入值， 运算周期的输入值 S3：超前时间常数T1的值（秒） S4 = 滞后时间常数T2的值（秒） Y = 当前输出值 YL：上一运算周期的输出值 dt = 模件周期时间（秒） 规格S2是使这个功能是否起作用的参数。如果是逻辑0，输出值将随时跟踪输入值。如 果（S2）是逻辑1，则将执行超前或滞后功能。 滞后功能 如选择滞后功能，使S3保持初始值（0），对S4输入一个值。则变为： Y = YL dt4S )Y1S(dtL S4是时间常数项，它是本功能块的输出达到输入值的63.2所需要的时间。直到经过约五倍 滞后时间常数的时间。输出值约可达到输入值的99。在这种用法里，输出值达到输入值约需 五倍的滞后时间常数。为了使输出值在预定的时间内达到输入值，规格数S4应依下式计算； S4 = t/5 上式中： S4 = 功能码3的滞后时间常数 t = 输出达到插入值的约99所需的时间（秒） 5 = 输出达到输入值的约99，所需时间常数的倍数 例如，如要求输出在30秒中达到输入值，则所需的S4项应为： S4 = = 6 5 30 超前功能 如仅选择超前功能，使S4保持在初始的零值，给S3输入一个值。则方程变为； Y = YL dt )Y1S(dt)1S1S(3SLL 上式中： = 当前输入值 = 上一运算周期的输入值 S3 = 超前时间常数T1（秒） Y = 当前输出值 YL = 上一运算周期的输出值 dt = 模件周期时间（秒） 如果输入继续以与上一个周期相同的速率改变的话，则输出值相当于提前的秒数反映 了输入可能的变化。超前功能与微分功能相类似，但如输入信号在相当长时间内保持不变，本 块的输出最终将与输入相同，而当输入不变时微分功能的输出为零。 图31 功能码3用作滞后滤波器 常用功能码手册 - 13 - 应应 用用 图31和32说明了当功能码3分别用作滞后滤波器和超前滤波器时某些常用信号的输入输 出图形。图31和32所示的输入信号是电子线路的理想波形，实际的输出和输入是要变化的， 因为SYMPHONY功能码是预先编程的算法。 图32 功能码3用作超前滤波器 图33和34是功能码3应用于锅炉控制的简单例子。图33是功能码3用作滞后滤波器，以 便当负荷指令减小时延缓风量指令的减小。图34是功能码3用作超前滞后滤波器，以便当蒸 汽流量改变时补偿汽包水位的膨胀和压缩。 图 33 功能码 3 用作滞后滤波器以保证减负荷时后减风 图34 功能码3用作超前滞后滤波以补偿蒸汽流量扰动下汽包水位的膨胀和压缩 功能码功能码 4 脉冲定位器脉冲定位器 概概 述述 此功能码比较两模拟输入信号。一个信号为要求的设定值，另一个代表 被测过程参数的反馈信号。两输入都以过程参数总量程的百分数表示。任何 差被转换为计时正向或反向布尔输出。该布尔信号的时间由百分误差和指定 的行程动作时间确定。同时为指定误差死区和周期时间提供了条件。 此功能码使用两个连续的块地址。块地址N与N1被直接送到同一模件的两数字输出块。 可用于任一数字输出（例如功能码79、83、225等）。 注：输出N与N1必须在功能码83（数字输出组）的同一IO组内。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NB计时增加的输出值（正向脉冲） N1B计时减少的输出值（反向脉冲） 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1NO0I注 1设定点信号的块地址 S2NO0I注 1反馈信号的块地址 S3YES0.000REALFULL正向行程动作速率（秒） S4YES0.000REALFULL反向行程动作速率（秒） S5YES0.000REALFULL死区（）绝对死区 S6YES0.000REALFULL周期时间（秒） 注：l最大值：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 说说 明明 脉冲定位器功能码的输出为一串脉冲，其宽度正比于要求输入信号值与实际反馈信号 值之差。两个信号都以总量程的百分数表示。与被换算为相同的工程单位以获得 正确的操作。 此功能块产生两输出。当被测过程值小于要求的输出，一输出产生信号；当被测过程值大 于要求的输出，另一输出产生信号。被赋给块号N代表第一输出，其为正向或增加输出，下一连 续块号N1代表第二输出，其为反向和减少输出。 如果用这个块驱动一数字从模件，必须把这两个输出直接连到这个模件的同一组上，且必 须使用连续的从模件输出，这些输出必须进入使用功能码44的控制器的模件的数字输出块 231、232、233或234。 与的差值叫误差信号。规格数S5为死区，即必须有一个在校正前允许存在的误差 百分数。如果小于，其差值大于死区的数值，则有一正向输出。此正向输出脉冲宽度 根据下式确定： 正向脉冲持续时间 = 3S 2S1S 如果（）S5 正向脉冲关闭时间 = （S6）（正向脉冲持续时间） 反向脉冲持续时间 = 4S 2S1S 常用功能码手册 - 15 - 如果（） S5 反向脉冲关闭时间 = （S6）（反向脉冲持续时间） 式中： = 设定点信号的值 = 反馈信号的值 S3 = 正向行程动作的速率（秒） S4 = 反向行程动作的速率（秒） S5 = 死区（） S6 = 周期时间（秒） 注： 1. 正向和反向输出脉冲持续时间计算到最近的10ms，COM最小持续时间50ms，其它模件 最小持续时间10ms。 2如果输出块N与N1没有直接与数字输出相连，正向与反向输出脉冲持续时间设置为模 件部分时间。 周期时间 周期时间（S6）设定这个功能的两次计算之间的时间，以实现块处理的延时。 行程速率 行程速率参数S3、S4以每秒百分数的单位输入。行程速率设置的时间长度，使正向和反向 信号对大于死区的每百分之一都保持高值。如果S3设置为10秒，而死区设置为2，则对于 超过死区2的每个10偏差，正向输出都将保持高值1秒，或保持到下一个周期，以先到者为 准。如果S3是10秒，偏差超过死区90，这样该正向输出将保持高值9秒时间或至周期结束。 理论上，应这样设置S3和S4：在偏差100上的输出脉冲周期小于这个周期长度。最小脉冲宽度 为50ms（IMMFC03，IMFFFC04，IMMFC05，IMMFP01，IMMFP02和IMMFP03模件为l0ms）， 最小脉冲长度变化为l0ms。 应应 用用 图41显示脉冲定位功能码如何控制一脉冲类型的阀门定位器。PULPOS功能块为内部自动 的但操作员无法干预，使用PID（功能码19）和MA（功能码80）控制回路允许操作员在操作 为自动方式下选择要求的设定点。然后控制回路调节设定点信号到PULPOS功能块，在阀位反馈 基础上维持一固定阀位。 图 41 脉冲定位器应用 在手动方式，操作员可通过控制输出值直接选择PULPOS功能设定点。在手动方式下， PULPOS功能块根据规格数设置和与关系显示控制场设备。PULPOS功能块触发一增或 减的输出信号以调整误差。 注： 1.当在MFC或MFP模件中使用时，PULPOS的输出必须到同一输出定义的功能码。 2.控制站必须组态以在输出棒图上显示位置反馈。 功能码功能码 5 脉冲速率脉冲速率 概概 述述 此功能码块按工程单位时间接受一个模拟输入，产生一个脉冲输 出信号，其脉冲速率和该模拟输入成正比。 注：此功能块的输出必须直接接到一个数字输出块。对于Harmony 控制器使用79或83功能码。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NB持续时间与模拟输入成正比的重复脉冲输出 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N0I注 1输入信号的块地址 S2Y0.000REALFULL换算参数（单位脉冲） S3Y0.000REALFULL低值截止（再低无输出） 注：1.最大值：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 说说 明明 是一个以单位时间内的工程单位值表示速率的模拟信号。S2项则设置产生一个50毫秒 输出脉冲的输入工程单位的数目。根据下面方程确定输出脉冲数： 输出脉冲数秒 = 2S X 式中： X = 输入信号的最大值 S2 = 换算参数的值（单位脉冲） 假设，输入信号为每秒0100加仑，每100加仑要求得到一个输出脉冲。为此，应该设置S2 为100.00。这样，如果输入信号指示100加仑秒，则输出应该是每100加仑一个脉冲，或者在本 例中，输出应是每秒一个脉冲，依此类推。如果输入流量是以单位分或单位/小时单位计，那 么S2必须做相应的标定。在本功能码说明的应用节中给出了确定S2的步骤。 输出脉冲宽度永远为50ms，且脉冲之间的最小间隔是50ms，因此存在一个每秒10个脉冲的 限制。 应应 用用 此功能码的输出可以经过一个数字输出去驱动一个计数器，为完成此功能，采取以下步骤： 1.确定输入的最大流量。虽然此功能一般按单位秒计算输出脉冲数，但也可以按步骤5给 的方程使用单位/小时或单位分的流量计算。 常用功能码手册 - 17 - 2.在最大流量下确定脉冲速率功能的最大输入值。 3.按如下方程确定计数器的容量： 最大计数/小时 = 最小复位时间（小时） n 10 式中：n = 计数器的位置 将这个方程的结果除以60得到计数分，或者除以3600得到计数秒。 最小复位时间一般应大于24小时。 4.按每小时的计数值（或脉冲数）确定要求的输出（假定流量保持在其最大值）。选择单位 时间里要求的计数值应小于按步骤3确定的数。最好使输出与输入相差一个10的幂次 （10，100，1000等）。 5.利用下面方程计算S2标定系数： S2 = 求的输出计数在最大流量下每小时要 最大流量下的 1S 小时 秒3600 式中： = 输入信号的值（单位秒） 当以“单位/小时”给出流量时，采用此方程式。当流量是以“单位分”计算时，式中用 “60秒分”取代“3600秒/小时”，且以“单位分”代替“单位/小时”。如果输入流量以秒 计，则忽略此转换系数，并且各项都使用秒的单位。 图51所示是使用功能码5求流量总磅数的一个例子。 图51 脉冲速率的应用 在本例中流量的范围是0 500000磅/小时： 1.最大流量；500000磅/小时 2.输入设置为0500范围，因此最大输入为500 3.采用的计数器有6位数字，且计数器复位时间不小于24小时，因此每小时允许的最大读数是： 最大读数/小时 = = = = 41667读数/小时 最小复位时间（小时） n 10 24 106 24 1000000 4.选择要求的最大流量读数为500，即每一读数代表1000磅。因此小于步骤3决定的24小时计 数器容量。 5.换算系数是： S2 = = = 3600 求的输出计数在最大流量下每小时要 最大流量下的 1S 小时计数/500 500 小时 秒3600 功能码功能码6 高低限制器高低限制器 概概 述述 这个功能块将输出信号限制在一个指定的高限和低限之间的范围内。 当输入在高、低限之间时，输出等于输入，而当输入大于高限时，输出 等这个高限值，当输入低于低限值时，输出等于这个低限值。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NREAL 除非输入达到高低限值，否则输出等于输入，输入达到高 低限值时，输出等于高低限制值。 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N0I注 1输入的块地址 S2Y9.2E18RFULL高限值 S3Y9.2E18RFULL低限值 注1最大值为：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 图61所示是一个限制编程范围的限制器。本例的正常偏移值是20，但由于错误可能 输入200的偏移。通过图示的组态，可将偏移限制在正常值的范围内。 图6l 功能码6用来限制偏移范围 常用功能码手册 - 19 - 图62表示功能码6用来限制一个除法器的输入，对于防止不能处理的商的许多应用中，特 别是当S2非常小的时候，这是非常必要的。 图 62 高低限制器应用 功能码功能码7 求平方根求平方根 概概 述述 本功能码计算以工程单位输入信号的平方根。它的输出等于一个系数 （K）乘以输入信号的平方根。表示本功能码的方程是： Y = S2 1S 上式中： = 输入值 S2 以工程单位计的增益值（K） Y = 输出值（如0 则Y = 0） 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR输出值等于输入信号的平方根乘以增益值（K） 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N6I注 1输入的块地址 S2Y1.000RFULL以工程单位（EU）计的增益值 K 注：1.最大值是： 对BRC100、IMMFP11/12为9998 HAC为319988 应应 用用 规格数S2是一个输入信号平方根的增益值，它可以是任何实数，用来变换输入信号使之有 意义或便于同输出信号工作。图71表示了一个如何应用功能码7的例子。在这个例子中，测量 流量的差压变送器输出量程为0200英寸水柱，要求测量的流量为050000磅/小时。流量等于 差压信号的平方根乘以一个系数K。本例的方程是： 流量 = K差压 如果已知差压变送器输出200英寸水柱差压时正好对应50000磅/小时的流量，则要求的系数K 可依下式计算： 50000磅/小时 = K200 50000磅/小时 = K（14.142） = K 142.14 50000 K = 3535.534 许多流量的输入信号都是0100刻度的，为了确保输出也是0 100的线性刻度表示，通常 采用的增益系数为10。图72表示用功能码7将一个非线性流量信号转换为线性的流量信号。 图 71 用功能码 7 将差压信号转换成流量信号 图72 用功能码 7 将非线性流量转换为线性流量 功能码功能码8 速率限制器速率限制器 概概 述述 当输入信号的变化速率不超过S3和S4的限制值时，本块的输出和输入相 等。当输入信号的变化速率超过限制值时。输出将依规定的速率变化直至和 输入相等为止。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR 输出速率等于输入速率直至输入速率超过限制值。如输入速 率超过限制值，输出速率等于限制值。 规规 格格 规格可调性缺省值 数据 类型 范 围说 明 S1N5I注 1输入的块地址 S2N0I注 1跟踪开关信号的块地址 0 = 跟踪 1 = 释放 S3Y0.000RFULL增加速率限制（1秒） S4Y0.000RFULL减少速率限制（1秒） 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 常用功能码手册 - 21 - 说说 明明 功能码8根据预先设定的速率限制输出的变化率。为了实现这个功能，必须将置为逻辑 1。如果为逻辑0，输出任何时候都和输入相等。 规格数S3是以每秒工程单位表示的输入信号增加的速率限制值，只要输入增加的速率小于 S3，输出就和输入相等。当输入增加的速率超过S3规定的限制值时，只要输入信号继续以高速 增加，输出将以S3规定的速率增加。同样地，当输入信号的减少速率超过S4规定的限制值时， 输出将以S4规定的限制值减少。 应应 用用 图81是速率限制器在工程中应用的一个实例。如锅炉控制中燃料调节器输出并列控制4 台给煤机，为了当投入自动的给煤机台数发生变化时自动改变调节器增益以获得最佳控制效果， 设计了如图81的调节器变参数回路。又为了当投入自动的给煤机台数发生变化时调节器参数 能够较平滑地从原来值过渡到新的值，对数字量加法器的输出当调节器在自动状态时进行了速 率限制。 图81 速率限制器用作调节器变参数的平滑过渡 功能码功能码9 模拟切换器模拟切换器 概概 述述 这个功能码根据布尔输入选择二个输入中的一个。输出值等于哪一 个输入要看是什么值。有两个时间常数提供在两个方向上的平滑切换。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR输出等于两个输入值中的一个 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N5I注 1第一个输入的块地址 S2N5I注 1第二个输入的块地址 S3N0I注 1 切换信号的块地址 0 = 输出等于；1 = 输出等于 S4Y0.000RFULL切换到输入 1 上的时间的常数（秒） S5Y0.000RFULL切换到输入 2 上的时间的常数（秒） 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 说说 明明 规格数S3是切换信号的块地址，根据该切换信号选择两个输入信号中的一个送到输出。如 果为逻辑0，输出选择。如果为逻辑1，输出将选择。 当切换器改变所选的输入时。输出值将在5倍时间常数的周期中按指数形式变化到新的输入 值。当5倍时间常数过后。输出值跟踪所选择的输入值。 规格数S4和S5是时间常数项，定义为前一个输出值和当前输入值之差减少63.2所花的时 间。经过5倍时间常数之后，输出将基本跟新的输入值相等。为了计算输出在一定的秒数（t）内 近似等于输入所需的S4和S5，可以运用下式： S4或S5 = t5 式中： S4或S5 = 功能码9中的时间常数项。 t = 切换时间。输出值与输入值基本相等所需的秒数。常用切换时间为10秒。 5 = 输出值基本等于输入值所需时间常数的个数。 例如，如需要输出在切换以后30秒内基本与一致，在15秒内基本与一致。则： S4 = = = 6.0 5 t 5 30 S5 = = = 3.0 5 t 5 15 应应 用用 图91所示为功能码9用作模拟记忆。在这个例子中，当为逻辑0时，输出跟踪。 一但变为逻辑l，输出值就保持在其最后的值上。 图91用模拟切换器作记忆功能 功能码功能码10 大值选择器大值选择器 概概 述述 本功能选择并输出一个具有最大代数值的输入。 输输 出出 块 号数据类型说明 NR输出等于四个输入值中最大的一个 常用功能码手册 - 23 - 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N8I注 11 号输入的块地址 S2N8I注 12 号输入的块地址 S3N8I注 13 号输入的块地址 S4N8I注 14 号输入的块地址 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 功能码10最普通的应用是选择最大值。也可用来记忆一个时间周期中的最大值。为了记忆 一个时间周期中的最大值，将功能码10和功能码9如图10l 所示连接，时间周期由功能码9的S3 设定。用功能码10的输出作为功能码9的一个输入，而功能码9的输出又作为功能码10的一个输 入，这样就建立了一个闭环回路。功能码9跟踪功能码10的输出，功能码9的输出又反馈到功能 码10，这样就记忆住了输入信号曾经达到的最大代数值，直至功能码9的S3将输入信号由切 换到时为止。 图101 用功能码10记忆一个时间周期中的最大值 功能码功能码11 小值选择器小值选择器 概概 述述 本功能选择并且输出一个具有最小代数值的输入。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR输出等于四个输入值中最小的一个 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N9I注 11 号输入的块地址 S2N9I注 12 号输入的块地址 S3N9I注 13 号输入的块地址 S4N9I注 14 号输入的块地址 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 功能码11的最普通应用是选择最小值，也可用来记忆一个时间周期中的最小值。 为了记忆一个时间周期中的最小值，将功能码9和功能码11如图111所示连接，时间周期 由功能码9的S3设定。用功能码11的输出作为功能码9块的一个输入，而功能码9的输出又作为功 能码11块的一个输入，这样就建立了一个闭环回路。通过选择执行功能码11块的输出作为功能 码9的跟踪值，从而把功能码11在这个时间周期中的最小输入值记忆住。 图111 用功能码1l记忆一个时间周期中的最小值 功能码功能码12 高低比较器高低比较器 概概 述述 本功能块有两个输出。当输入大于或等于高限时，输出N等于逻辑l。当 输入小于或等于低限时，输出N1等于逻辑l。若输入的值在两个限值之间， 则两个输出都为逻辑0。 注：本块使用二个连续的地址作输出。 输输 出出 块 号数据类型说 明 NB高报警输出 0 = 未达高限 1 = 超过高限 N1B低报警输出 0 = 未达低限 1 = 超过低限 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N5I注 1输入的块地址 S2Y0.000RFULL高限报警值 S3Y0.000RFULL低限报警值 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 图121所示为用功能码12作为信号监视器。本例中的输入信号指示水箱的水位，用功能码 常用功能码手册 - 25 - 12来启动高、低水位报警。高值报警为8米，低值报警为6米。 功能码12还可用来监视两个相关联的信号的偏差是否在希望的限值之内，如图122所示。 在本例中，使用功能码15从燃料流量中减去空气流量，用功能码12监视这个偏差。如果偏差超 过预先设定的值，它将启动相应的报警。 注：高限报警值不一定非要大于低限报警值。在图122所示的例中，如果功能码12的S2 = -1，S3 = 1，则当燃料流量和空气流量的偏差在1之内时，高、低报警输出值都将是逻辑1。 图121 功能码12用作信号监视器 图122 功能码12用作监视二个相关信号的偏差 功能码功能码13 整数转换器整数转换器 概概 述述 此功能码为转换整数值提供一个手段。当为0，输出等，当 为1输出等于。 注：它不同于具有最优转换时间特性的模拟转换器（功能码9） 输输 出出 块 号数据类型说 明 NI输出等于两个输入之一 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范围说 明 S1N0I注 1第一个输入的块地址 S2N0I注 1第二个输入的块地址 S3N0I注 1转换信号的块地址 0 = S1 1 = S2 注：1.最大值：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 功能码13的一般用法是动态地修改整数参数。图131所示是使用功能码13结合功能码52和 24以修改手自动站中的设定点跟踪选择。一个从遥控存贮（RCM）块（功能码62）来的输出 送到功能码13的决定了哪个输入（0时为，1时为）送入自适应块，功能码24自调 节基础手自动站的，使其等于从功能码13接收的值。 例如：当RCM的输出等于0，功能码13的输出等于（1），使基本手自动站的 被调节为设定点跟踪选择1。（跟踪过程变量） 图131 整数转换器的应用 功能码功能码14 4输入加法器输入加法器 概概 述述 这个功能是计算增益为1的4个以下输入的代数和。 方程式： 输出（EU）= 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR输出是四个输入信号的代数和 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N5I注 11 号输入的块地址 S2N5I注 12 号输入的块地址 S3N5I注 13 号输入的块地址 S4N5I注 14 号输入的块地址 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 常用功能码手册 - 27 - 功能码功能码15 2输入加法器输入加法器 概概 述述 本功能码执行两个输入信号的加权求和。通过选择适当的输入和增益，本 块可以执行比例、偏置或求偏差的功能。通过将第二个输入引入一个常数块， 它还可用作非零基信号的换算器。 本功能码的内部运算由下式描述： 输出 = （S3）（S4） 输输 出出 块 号数据类型说 明 NR输出值等于两个输入信号的加权代数和 规规 格格 规格可调性缺省值数据类型范 围说 明 S1N5I注 11 号输入的块地址 S2N5I注 12 号输入的块地址 S3Y1.000RFULL1 号输入的增益系数 S4Y1.000RFULL2 号输入的增益系数 注：1.最大值是：对BRC100、IMMFP11/12为9998 对HAC为31998 应应 用用 本功能码除可用来执行比例、偏置或求偏差以外，还可用作换算功能。通过将第二个输入 引入内部常数块或手动设定常数块（功能码2），可以对一个非零基信号进行换算。 在图151所示的例子中，要求将一个200500工程单位的输入换算成10110工程单位的 输出。S3的系数应依下式计算： S3 = = = 0.333 量程 输出量程 1S200500 10-110 固定块4输入S2，就可以得到常数 1.0。虽然使用功能码2可将S2设置到任意固定值，但 这种方法比利用一个固定块需要更多的机器内存。由于本例中的和S4都是常数，故它们可 以作为一个整体来看待。和S4的乘积由下式确定； S4 = 输出最小 （最小S3最小） 于是在这个例子中： S4 = 10 （200）（0.333） = 56.667 只要乘积为 56.667，和S4可以设置为任意的组合值。在本例中，我们设置为 1.0，所以S4应设置为56.667。 图151 用功能码15作为换算器 常用功能码手册 - 29 - 功能码功能码16 乘法器乘法器 概概 述述 本功能将两个输入（和）相乘。再将