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2020 3 22 1 第十节CS3000集散控制系统一 构成二 现场控制站的构成三 现场控制站的功能四 人工界面站的构成五 人工界面站的功能六 系统生成 2020 3 22 2 一 基本构成一个域的基本构成二 基本知识功能模块 输入输出连接三 基本原理反馈控制功能 顺序控制功能 本节重点内容介绍 2020 3 22 3 一 构成域的定义 一条控制总线连接的站的集合 域的示意 2020 3 22 4 人机界面站HIS控制总线Vnet现场控制站FCS 一 一个域的基本构成 2020 3 22 5 二 一个域内的系统构成人工界面站HIS现场控制站FCS网络Vnet Ethernet RIO总线转换器BCV通信门单元CGW 2020 3 22 6 DualV net v FCS ControlCabinetRoom 控制站 Ethernet FCS 控制站 端子柜 v V net最长可达20km 一个FCS最多有10万个工位号 一个域内最多有64个站 每个FCS可以连接RIO总线 长度最长20KM 2020 3 22 7 CS3000 2020 3 22 8 1 人机界面站HIS 监视操作 系统维护 系统自定义窗口 系统状态 报警 HIS设置 FCS状态窗口 2020 3 22 9 1 人机界面站HIS 数据获取 操作支持 权限 报警 过程报告 历史信息等窗口 报表 趋势等窗口 2020 3 22 10 1 人机界面站HIS 数据接口 系统生成 虚拟测试 OPC DDE接口 组态软件 测试软件 2020 3 22 11 2 现场控制站FCS 控制功能 通信连接功能 反馈 顺序 计算功能 ACM11插件 ACM12插件 ACM21插卡 ACM22插卡 ACM71插卡 RS 232C RS 422 RS485 Ethernet 2020 3 22 12 3 网络Vnet Ethernet RIO 2020 3 22 13 4 总线转换器BCV CS3000和YEW所属的集散控制系统相连接 如CENTUM CS XL 进行数据交换 2020 3 22 14 5 通信门单元CGW CS3000和上位计算机相连接 如UNIX工作站 进行数据交换 2020 3 22 15 二 现场控制站的构成 一 机柜 1 机柜内部压力 外部压力 采用微正压措施 具有较好的防尘效果 适应恶劣环境 2020 3 22 16 2 插件拔插有导轨和连锁装置 防止损坏产生故障 3 插件可以带电拔插 不影响其他插件的工作 4 插件的位置可以随意插入 不受插槽的影响 2020 3 22 17 FCS 二 现场控制单元 FCU 2020 3 22 18 电池单元 提供备用电池 防止停电丢失数据 可冗余 微处理器插件CP345 用于运算和控制 可冗余 电源供给单元RW302 提供直流电源 可冗余 Vnet连接单元AIP501 提供Vnet接口 可冗余 远程输入输出总线接口插件RB301 连接节点 用于通信 可冗余 风扇单元 用于散热 可冗余 远程输入输出总线连接单元AIP511 连接RIOBUS 可冗余 外部接口单元 提供接口 电源分配面板 外接交流电源 电源供电端子 外接交流电源 空气过滤器 过滤粉尘 净化空气 2020 3 22 19 三 远程输入输出总线连接现场控制单元和节点的通信网络 两者的距离 750m 可采用双绞线 两者的距离 20km 可采用光缆 2020 3 22 20 1 节点接口单元NIU由通信插件和电源插件组成 两种插件均可以构成双重化措施 2020 3 22 21 四 节点节点接口单元和输入输出单元构成 节点接口单元NIU 输入输出单元IOU 2020 3 22 22 2 输入输出单元输入输出单元 输入输出插件箱 输入输出插件 IOU 2020 3 22 23 1 输入输出插件箱 2020 3 22 24 2 输入输出插件 2020 3 22 25 2020 3 22 26 2020 3 22 27 2020 3 22 28 2020 3 22 29 3 插件接线方式 MIL方式 低成本接线方式 压夹方式 压线端子接线 和PLC的接线方式相同 KS电缆方式 通过KS电缆与横河专用端子板连接的接线方式 MilitaryConnectors MILConnectors Militaryconnectorsarebuiltinaccordancewithmilitaryspecifications Theirruggeddesigntakesintoaccounttheneedtoprotecttheconnectionfromenvironmentalfactors allowingthemtobeusedinmilitaryandaerospaceapplications ICCisanauthorizedvalued addeddistributorofarangeofMIL SPECconnectorseriesandisQPL dtoassembleandstockover100 000militaryconnectorconfigurations 2020 3 22 30 2020 3 22 31 2020 3 22 32 2020 3 22 33 调节器 AAM12T 1 5V电压输入 AAM52T 4 20mA电流输出 功能模块 PID 软件 硬件 硬件 三 功能模块 2020 3 22 34 功能块基本结构 2020 3 22 35 功能块 2020 3 22 36 2020 3 22 37 2020 3 22 38 一 反馈控制功能1 概念根据偏差的大小进行控制的功能称为反馈控制功能 2020 3 22 39 2 连续控制功能模块连续控制功能模块是实现反馈控制的基本仪表 相当于模拟式仪表 它是用C语言编出的一段子程序 1 种类 2020 3 22 40 2020 3 22 41 2020 3 22 42 2020 3 22 43 2020 3 22 44 2020 3 22 45 2 构成 给定信号 其他输入 输出信号 过程输出和其他输出 输入信号 过程输入和其他输入 补偿输出 过程输出和其他输出 2020 3 22 46 3 通用功能 输入信号处理功能 BAD 无效 数据不良CAL 校正 2020 3 22 47 a 输入信号转换功能 a 无转换变成工程单位的原始数据 b 开方转换 对输入信号进行开方运算 可以作为差压变送器或流量变送器的线性化装置 输入信号 0 5 时 输出信号 0 2020 3 22 48 c 脉冲转换 脉冲 批量集合型脉冲 d 通信转换对cs3000子系统来的信号进行转换 转换中对增益和偏置的大小进行调整以满足要求 把来自插件 APM11 的脉冲信号转换成PV 本次脉冲输入数据 扫描周期 缓冲器数目 时间单位 标度脉冲 2020 3 22 49 2020 3 22 50 b 数字滤波 对过程输入信号用一阶滞后环节进行滤波 减小噪声 对功能模块信号和脉冲信号无效 2020 3 22 51 c 积算功能d 校正功能 对输入信号进行积算 当IOP和非CAL时无积算功能 可对变送器进行校验 若变送器发生故障时可对输入信号进行设定 CAL时 HIS对功能模块的输入信号进行手动设置 输入信号 扫描周期 时间刻度转换系数 2020 3 22 52 e PV超限 当输入信号的数据状态无效 BAD 时 PV PV设定值或PV SH或PV SL称为PV超限 2020 3 22 53 报警处理功能a 报警检查 a 输入开路报警检查 IOP b 上上限 HH 下下限 LL 报警检查功能 c 上下限 PH PL 报警检查功能 当来自现场的信号105 5 时 发出IOP 以便对检测端或变送器等处发生的故障给予判断 2020 3 22 54 当过程变量 PV 值超过上 上限 HH 报警设定值时 激活上 上限报警 HH 类似的 当PV超过下 下限 LL 报警设定值时 激活下 下限 LL 报警当在报警状态 如果PV变得小于由上 上限 HH 报警设定值减去报警迟滞量 HYS 的差 系统从上 上限 HH 报警恢复 2020 3 22 55 当过程变量 PV 值超过上限报警设定值 PH 时 激活上限报警 HI 当过程变量 PV 值超过下限报警设定值 PL 时 激活下限报警 LO 当在报警状态 如果PV变得小于由上限 PH 报警设定值减去报警迟滞量 HYS 的差 系统从上限报警恢复 d 变化率 VL 报警检查功能 2020 3 22 56 e 偏差 DL 报警检查功能 当过程变量 PV 和设定值 SV DV PV SV 间的偏差绝对值超过偏差报警设定值 DL 的绝对值时 偏差报警检查功能激活正方向 DV 的或反方向 DV 的偏差报警如果偏差 DV 的绝对值回到由偏差报警设定值 DL 减去报警迟滞量得到的范围内时 系统从报警状态恢复 2020 3 22 57 e 偏差 DL 报警检查功能 2020 3 22 58 偏差报警设定值 DL 报警迟滞量 HYS 2020 3 22 59 f 输入错误报警检查若输入值的数据在无效BAD状态 则报警 I 0插件有错误 输入开路检测 输入值不能通信 NCOM 输入值的数据有错误 BAD 数据参考模块的方式是初始化状态 O S 2020 3 22 60 g 输出错误报警检查输出值的数据出错时 报警 h 输出开路 OOP 报警检查功能 输出插件异常或输出电路断线时 可以发出OOP 2020 3 22 61 i 输出上下限 MH ML 报警检查功能 J 连接错误状态报警检查功能模块与I O连接端出现连接错误时 则报警 输出信号 MH或 ML时 才会发生报警 而当MH 100 或ML 0 时 则不发生MHI和MLO 连接端上功能模块处于初始化状态 O S 连接端上功能模块处于在线维护状态 连接信息错误 不能进行数据参照或数据设定 连接端上功能模块的数据类型不能转换成适当的数据类型 2020 3 22 62 b 报警权限 a 报警输出旁路 AOF b 报警处理级别 功能模块处于AOF状态时 可以进行报警检验 但不能向操作站发出报警通知 也不能执行其它动作 高级报警 中级报警 低级报警 纪录报警 2020 3 22 63 2020 3 22 64 d 重复通知报警由于报警的故障没有清除 不管报警是否确认 仍可重复过程报警信息 目的 提示操作者主报警状态仍在继续 报警处理功能结构框图 2020 3 22 65 2020 3 22 66 输出信号处理功能 符号含义 2020 3 22 67 1 主调直接输出 PRD 当串级系统的副回路如由于输入出错变得不可控时 主控制完成的控制运算结果作为操作变量直接作用于阀门 这种工作模式称主调直接输出 PRD 2 远程串级 RCAS 在远程输出工作方式下 FCS站中的常规控制块接收由上位监控计算机完成的控制计算结果 作为设定变量 RSV 使用RSV完成控制运算并输出结果 3 远程输出 ROUT 在远程输出工作方式下 FCS站中的调节控制块接收由上位监控计算机完成的控制计算结果 远程操作变量 RMV 并作为操作变量 MV 输出 2020 3 22 68 符号含义 PrimaryDirect PRD Whenanerrorsuchasprocessinputsignalerrorisdetectedinthesecondarycontrollerofacascadeloop thesecondaryblockcanbechangedtoprimarydirect PRD mode toallowtheprimarycontrollerblocktemporarilytakeovercontrol ToremovetheloopfromthePrimaryDirect PRD mode switchthesecondarycontrollertoManual MAN mode 2020 3 22 69 2020 3 22 70 a 输出限幅功能b 输出速率限幅功能 功能模块处于A状态时 MV MH或MV ML 按限幅值对输出加以限制 同时产生输出上下限报警 2020 3 22 71 c 输出予置功能d 输出跟踪功能使输出值与目标模块的输出值或跟踪的输入信号一致 如使输出值跟踪外部跟踪信号端子上的数值 输出预置值由命令开关PSW决定 PSW 1 输出 MSL MV刻度下限值 PSW 2 输出 MSH MV刻度上限值 PSW 3 输出 PMV 预置操作输出值 PMV的值由人机界面站调节或由顺序控制功能的模块设置 2020 3 22 72 e 输出信号转换功能 a 无转换直接输出信号到其它功能模块或到模拟量输出插件 其它功能模块0 100 的数据量 模拟量输出插件0 100 的数据量 4 20mA 1 5VDC 2020 3 22 73 b 脉宽转换输出变化量 DeltaMV转换成脉宽信号 2020 3 22 74 3 常用功能模块介绍 1 输入指示模块 PVI 用途将I O插件或其它内部仪表的信号 经过输入处理后获得PV 送给操作站进行显示 方框图 2020 3 22 75 2020 3 22 76 功能a 输入信号处理功能有输入信号转换b 报警检查功能无偏差报警检查功能 2020 3 22 77 应用 2020 3 22 78 2 PID调节模块 用途对偏差信号进行PID运算后转换成4 20mADC输出 方框图 2020 3 22 79 符号含义 2020 3 22 80 2020 3 22 81 IN OUT SUB SET 输入处理 控制运算 输出处理 PV MV PV PV MV MV CAS AUT BIN RL1 RL2 TIN TSI INT RAW MAN ROUT RMV AUT MAN 报警处理 VN RLV2 RLV1 TSW 补偿 积分 跟踪 跟踪开关 连锁开关 2020 3 22 82 a 端子IN 输入端子OUT 输出端子SET 给定端子SUB 辅助输出端子BIN 补偿输入端子RL1 2 复位信号输入端子TIN 跟踪信号输入端子TSI 跟踪开关输入端子INT 连锁开关输入端子 2020 3 22 83 b 数据项RAW 原始数据PV 测量值SV 给定值CSV 外给定值RSV 远程给定值MV 输出值VN 补偿值RLV1 2 复位信号值TSW 跟踪开关值 2020 3 22 84 2020 3 22 85 2020 3 22 86 功能a 输入信号处理功能具有输入信号转换功能输入信号积算功能输入信号滤波功能PV超限功能 2020 3 22 87 功能 b 控制运算 a PID运算式进行变型和差分处理后得到 2020 3 22 88 功能 PID算法 I PD算法 PI D算法 SV变化对PD均不起作用 SV变化对D不起作用 2020 3 22 89 2020 3 22 90 b 无扰动切换CAS AUT MANCAS AUT MANAUT MAN均为无平衡无扰动切换 因为当前的输出信号是上次的输出值 MV 任何情况下 只有 MV才是变化的 如 AUT时输出 8mA 切换到MAN时 MAN的输出 原来的8mA 手动时的输出变化量 MV 因此切换一瞬间依旧保持在8mA 2020 3 22 91 c 正反作用偏差 输出 正作用偏差 输出 反作用 2020 3 22 92 d PV跟踪定义调节器在MAN时 SV和PV保持一致的过程称为PV跟踪 功能保证MAN AUT是无平衡无扰动切换 e 非线性增益 非线性增益功能在控制计算中根据PV离设置点值 SV 的偏差改变比例增益 结果在输出量变化 MV 和PV离设置点值 SV 偏差之间形成非线性关系非线性增益功能用于pH控制 其中过程增益经常变化且在目标值处变得很高 非线性增益也用于缓冲罐控制 其目的是稳定排出量 保持罐中液位在限度之内实现非线性增益功能的作用包括 间隙动作 和 平方偏差作用 2020 3 22 93 2020 3 22 94 e 1 间隙作用的非线性增益特性如果非线性增益系数 Knl 被设定 当偏差在间隙宽度 GW 内时 通过下列表达得到有效比例增益 Kpe Kpe Kp Knl一旦偏差超过间隙宽度 GW 的极限 通过下列表达得到有效比例增益 Kpe Kpe 1 1 Knl GW En Kp 间隙作用的非线性增益特性 2020 3 22 95 2020 3 22 96 PID运算 非线性增益运算 MV Kpe等效比例增益 En偏差 GW死区 Kp比例增益 Kpc Kp KnlKpc 1 1 Knl GW En Kp e 2 平方偏差作用 当偏差在预设宽度 GW 之内按与偏差程度成正比改变比例增益如果设定好间隙宽度 GW 有效比例增益 Kpe 由下式表达 Kpe En GW Kp一旦偏差超过间隙宽度 GW 的极限 通过下列表达得到有效比例增益 Kpe Kpe Kp 2020 3 22 97 e 2 平方偏差作用的非线性增益特性 2020 3 22 98 2020 3 22 99 f 输入输出补偿 输入补偿输入补偿的概念 输入 某个数值PV 补偿信号 PID运算的输入信号 2020 3 22 100 PID控制运算 MV 2020 3 22 101 输出补偿输出补偿的概念 输出 某个数值PID运算的输出信号 补偿信号 2020 3 22 102 g PID参数范围PB 0 1000 P TI 0 1 10000s I TD 0 10000s D 2020 3 22 103 c 输出信号处理功能具有输出限幅功能变化率限幅功能预置功能跟踪功能 跟踪开关输入 TSI 时 MV 跟踪输入信号的值 TIN 信号转换功能辅助输出功能 2020 3 22 104 a 输出限位指针 标记 功能在功能模块的MV刻度上设置OPLO和OPHI两个限位标记 这个标记设定在MV允许的范围内 可以在HIS的操作屏幕上的显示 OPLO OPHI 2020 3 22 105 b 输出钳位功能MV MV的预先设定范围 若超出这个范围 在HIS的仪表面板上显示CLP 或CLP CLP CLP 2020 3 22 106 d 报警处理功能具有输入开路报警检查 输入错误上上限下下限上下限变化率偏差输出开路输出错误报警检查功能 2020 3 22 107 输出上下限报警检查功能无效连接状态报警检查功能报警权限报警显示闪烁动作重复通知报警报警处理级别报警输出旁路 2020 3 22 108 应用 PV SV OUT SET CAS AUT MAN CAS AUT SUB IN InputProcessing ControlAlgorithmEnAlgorithmMnAlgorithm OutputProcessing CalculationFunction MAN PV PV MV MV FI BIN RL1 RL2 TIN TSI INT BIN 补偿输入RL1 复位信号输入TIN 跟踪输入TSI 跟踪开关输入 2020 3 22 109 二 连接功能1 连接形式数据连接 端子连接 顺控连接2 连接方法 1 数据连接所谓数据连接就是在功能块的输入输出端子的连接对象 将具有数据的各种元件的元件名称和数据项目名称指定为输入输出连接信息 作为具有数据的元件 可以指定过程输入输出 软件输入输出 通信输入输出 现场总线输入输出或其它功能块 在数据连接中 在作为连接对象指定的元件与数据项目之间 直接进行数据值以及数据状态的通信 包括参照和设定数据参照 所谓数据参照 就是在读入功能块的输入端子的连接对象的数据时 进行的数据连接数据设定 所谓数据设定 就是从功能块的输出端子对连接对象进行输出时的数据连接 从连接目标上读入数据 把数据写入连接目标 2020 3 22 110 a 数据连接的目标目标有4种 过程I O软件I O通讯I O功能模块 a 和过程I O的数据连接 1 数据连接 2020 3 22 111 过程输入 属于数据参照过程输出 属于数据设定 a 数据连接 过程I O目标 2020 3 22 112 b 和软件I O的数据连接 内部开关输入 属于数据参照CALCU 通用运算块 输出 属于数据设定 1 数据连接 2020 3 22 113 c 和功能块的数据连接 把PVI 指示模块 的数据类型PV读到LDLAG 超前滞后模块 的IN端子 属于数据参照把LDLAG的OUT端子的输出写入PID的数据类型VN 属于数据设定 1 数据连接 2020 3 22 114 b 数据连接的信息为了实现数据连接 必须给出功能块的连接信息 I O端子上的 信息 元素名 工位号 标记名 元素编号或端子编号 数据项 数据类型 1 数据连接 2020 3 22 115 2020 3 22 116 例 过程I O的数据连接由下列符号组成 Z01uscc 端子号01 32 插槽号 1 4 单元号或插件箱号 1 5 输入输出模件 编号自动生成 过程I O模件 自动生成 2020 3 22 117 两个功能模块端子之间的连接所谓端子间连接 就是指定其它功能块的输入输出端子来作为功能块之间的输入输出端子的连接对象的方式 在端子间连接中 2个功能块的输入输出端子进行数据的通信 这种连接具有依靠下游功能块的状态 对数据进行输出或停止的功能 是在连接功能块进行串级控制时而使用的输入输出连接方式 a 功能块之间的连接 a OUT和SET的端子连接 2 端子连接 2020 3 22 118 b OUT和IN的端子连接 2 端子连接 2020 3 22 119 b端子连接的信息为了实现端子连接 必须给出功能块的连接信息 I O端子上的 信息 元素名 工位号 端子名 2 端子连接 3 顺控连接 顺序控制和反馈控制都能采用的I O连接方法 包含条件测试和状态操作 前者为从连接目标读入数据 后者是将数据写到连接目标上 连接目标 过程I O 软件I O 通讯I O 功能模块连接信息 元素符号名 数据项名 条件指定或元素符号名 数据项名 操作指定 2020 3 22 120 控制回路组态 根据控制策略的需要 将一些功能模块通过软件连接起来 构成检测回路或控制回路 温度与压力串级控制系统回路组态图 2020 3 22 122 三 反馈控制功能组态实验 Project 本案例反馈控制FCS组态的内容包括 PID PIO 2020 3 22 123 一 定义新项目1 点击 开始 菜单 选择 所有程序 选择 YOKOGAWACENTUM 再选择 SystemView 2 在SystemView窗口中 选择File CreateNew并且在下一个菜单中点击Project 3 在新窗口中定义项目内容 点击OK 弹出CreateNewProject窗口 定义项目名称和项目注释 并点击确定 在弹出的CreateNewFCS窗口中 定义StationType为AFG20SFieldControlUnite forRIORackMountable 如左图 4 点击 确定 弹出CreateNewHIS 在StationType中选择PCWithOperationandmonitoringfunction 点击 确定 注意 HIS中的域名和站名要和VNET的地址202 16 1 64对应 定义新项目 2020 3 22 124 定义IOM 二 定义IOM点击新生成的项目名 点击FCS0101 IOM 点鼠标右键 选择CreateNew node 弹出CreateNewnode窗口 1 在Category中先创建NODE1 然后再在NODE1中创建IOM 在创建IOM时选择AMN31 ControlI O 在Type中选择AMN12T ControlI O 作为输入 同样再创建NODE2 然后再在NODE2中生成AMN52T controlI O 作为输出 点击确定 则在FCS0101 IOM中生成新文件 点击进入 定义如左图 并保存退出 2020 3 22 125 2 同样再创建NODE2然后再在NODE2中生成AMN52T controlI O 作为输出 点击确定 则在FCS0101 IOM中生成新文件 点击进入 定义如左图 并保存退出 2020 3 22 126 定义功能模块 三 定义功能模块1 点击FCS0101 FUNCTIONBLOCK DR0001中 双击DR0001进入组态画面 点击右上角的FunctionBlock按钮 选择PID 点击OK 将PID功能块放到控制图中 工位名为 LT103 点击此功能块 再点击鼠标右键选择 Properties 定义如左图 并点击 应用 确定 2020 3 22 127 2 生成另一个PID功能块FT101 定义如左图 并点击 应用 确定 2020 3 22 128 点击FT101 再点击鼠标右键选择 Editdetail 弹出窗口 并在右上角点击 Show HideDetailedSettingItems 按钮 在窗口内容中中把 MANmode 改为 Yes 把 Fully open Tightly shut 改为 No 在File中选择 Update Save 并退出 3 对I O连接定义 选择FunctionBlock按钮 选择LinkBlock PIO 点击确定 把PIO放到控制图上 按照NODE下从上到下1 2 3的顺序选择箱位 槽位和端子号 定义为 Z012112 并依次定义第二个为 Z012114 第三个为 Z021114 4 将功能块连接到I O 选择右上角的 Wiring 按钮 连接如左图 注意 将FT101的IN双击改为SET 5 退出组态画面 2020 3 22 129 A 定义新项目1 点击 开始 菜单 选择 所有程序 选择 YOKOGAWACENTUM 再选择 SystemView 2 在SystemView窗口中 选择File CreateNew并且在下一个菜单中点击Project 3 在新窗口中定义项目内容 点击OK 弹出CreateNewProject窗口 定义项目名称和项目注释 并点击确定 在弹出的CreateNewFCS窗口中 定义StationType为AFG20SFieldControlUnite forRIORackMountable 如左图 4 点击 确定 弹出CreateNewHIS 在StationType中选择PCWithOperationandmonitoringfunction 点击 确定 注意 HIS中的域名和站名要和VNET的地址202 16 1 64对应 定义新项目 2020 3 22 130 定义IOM B 定义IOM点击新生成的项目名 点击FCS0101 IOM 点鼠标右键 选择CreateNew node 弹出CreateNewnode窗口 1 在Category中先创建NODE1 然后再在NODE1中创建IOM 在创建IOM时选择AMN11 AMN12 ControlI O 在Type中选择AMN11 ControlI O 2020 3 22 131 点击确定 则在FCS0101 IOM中生成新文件 点击进入 定义如左图 并保存退出 2020 3 22 132 定义功能模块 C 定义功能模块1 点击FCS0101 FUNCTIONBLOCK DR0001中 点击FunctionBlock按钮 选择PID 点击OK 将PID功能块放到控制图中 工位名为 LIC001 点击此功能块 再点击鼠标右键选择 Projecties 定义如下 并点击 应用 确定 2020 3 22 133 2 生成另一个PID功能块FIC001 定义如下 并点击 应用 确定 2020 3 22 134 2 点击FIC001 再点击鼠标右键选择 Editdetail 点击 Show HideDetailedSettingItems 把 MANmode 改为 Yes 把 Fully open Tightly shut 改为 No 选择 Update Save 并退出 3 对I O连接定义 选择FunctionBlock按钮 选择LinkBlock PIO 点击确定 把PIO放到控制图上 按照NODE下从上到下1 2 3的顺序选择箱位 槽位和端子号 定义为 Z011101 并依次定义第二个为 Z011102 第三个为 Z011201 4 将功能块连接到I O 选择右上角的 Wiring 按钮 连接如左图 注意 将FIC001的IN双击改为SET5 退出组态画面 YS170 LDX1LDX2SQTCSCSTY1END D 测试功能 1点击所生成功能块的FCS 在FCS中选择TestFunction 进入测试状态 2020 3 22 135 D 测试功能 2 在 TestFunction 窗口 选择Tool 然后按WiringEditor 3选择File Open DR0001 wrs 点击 OK 4在 Lag 中 两个回路都输入10 5选择File Download 并将窗口最小化 2020 3 22 136 E 显示功能块 1点击HIS1064 WINDOWS CG00012点击鼠标左键选择面板 然后点击右键 选择Properties3将工位名定义为LIC001 并点击 应用 确定 4选择第二块面板 将工位名定义为FIC001 并点击 应用 确定 5保存并退出 6在系统信息区的 NAME 输入 CG0001 分别点击LIC001和FIC001面板 并选择Toolbox TuningPanel 调出画面如下 2020 3 22 137 2020 3 22 138 四 运算模块 P183 为了辅助连续控制及顺控 针对输入值 进行数值运算 模拟运算 逻辑运算等的通用运算处理 将执行数值 逻辑运算的功能块称为运算块 2020 3 22 139 2020 3 22 140 4 1运算输出动作 运算输出动作是把运算块的运算结果变换为实际的运算输出值 CPV 的功能 运算输出动作有速度型和位置型2种 位置型把本次运算结果的运算输出值 CPVn 当作实际的运算输出值 CPVn 速度型将本次运算结果的运算输出值 CPVn 和上次运算结果的运算输出值 CPVn 1 之差 CPVn 加到来自输出目标的再读值 CPVrb 中后 决定实际的运算输出值 CPVn 可以使用速度型的运算块只限数值运算块和模拟运算块 2020 3 22 141 4 2种类 运算块依据使用数据或搭载的运算处理种类 可以分为数值运算块 模拟运算块 逻辑运算块 通用运算块及运算辅助块等种类 2020 3 22 142 2020 3 22 143 斜坡块 纯滞后块 2020 3 22 144 超前滞后块 LDLAG块是在前馈控制中 执行特定补偿的功能块 通常与调节块或前馈信号加法运算块 FFSUM 组合使用 2020 3 22 145 动作规范 2020 3 22 146 空耗时间补偿块 2020 3 22 147 动作规范 2020 3 22 148 3 顺控连接 顺序控制和反馈控制都能采用的I O连接方法 包含条件测试和状态操作 前者为从连接目标读入数据 后者是将数据写到连接目标上 连接目标 过程I O 软件I O 通讯I O 功能模块连接信息 元素符号名 数据项名 条件规格或元素符号名 数据项名 操作规格 2020 3 22 149 2020 3 22 150 五 顺序控制功能1 概念 P176 根据预先设定的步骤 逐步进行各个阶段信息处理的功能称为顺序控制功能 2 实现的方法顺序控制表功能块 逻辑图功能块 顺序功能图功能块3 顺序控制表功能块 ST16和ST16E 2020 3 22 151 1 ST16和ST16E方框图条件信号 输入 操作信号 输出 输入处理 输出处理 逻辑操作 2020 3 22 152 2 端子输入端子 Q01 Q64输出端子 J01 J64 2020 3 22 153 3 功能输入处理 见通用功能 输出处理 见通用功能 逻辑操作逻辑操作就是顺序控制表 它包括 输入连接信息条件定义条件规格输出连接信息操作定义操作规格 2020 3 22 154 4 顺序控制表 构成 操作信号 在工位名 号 数据项目栏中 由元件符号和数据项目构成的输出连接信息 在数据栏中 分别记述着操作规格 条件信号 在工位名 号 数据项目栏中 由元件符号和数据项目构成的输入连接信息 在数据栏中 分别记述着条件规格 2020 3 22 155 1 No 序号 C01 C32 条件信号的序号A01 A32 操作信号的序号 2 TagnameDataItem 工位号 数据项 记述条件信号输入连接信息或者操作信号输出连接信息 条件信号输入的连接信息 例FIC0001 ALRM 操作信号输出的连接信息 例如 OG0001 PV 无论是条件信号还是操作信号均可用工位号 数据项表示 2020 3 22 156 3 Data 数据 条件信号的条件规格操作信号的操作规格 4 Comment 注释 条件信号和操作信号代表含义的说明 5 RuleNumber 规则号 01 32 规则号决定了顺序控制表动作的次序 1个块能定义最多32个规则 根据每次规则的条件判定和结果可进行操作输出 2020 3 22 157 条件规则条件信号栏中所记述的条件Y N Y 成立 N 不成立 模式 组合 在条件规则中记述 如果判定条件信号结果和Y N模型一致 则此规则条件成立 操作规则操作信号栏中的操作信号Y N Y 成立时操作 N 不成立时操作 模式 组合 在操作规则中记述 根据条件成立的规则号码的操作规则Y N模型 执行操作输出 6 Steplabel 步标签 最大为100 根据步号完成每一步的顺序控制 在进行工程型顺控时 为了识别各工程而贴的标签 用2个字符以内的英文数字 A Z 0 9 组合的字符串来记述步标签 2020 3 22 158 7 THENlabel ELSElabel 目标步号 确定下一次执行的步号THENlabel表示条件成立时 转向THEN所指的步号 ELSElabel表示条件不成立时 转向ELSE所指的步号 8 处理时间作为显示顺控表的处理时间 有启动时间也有输出时间 所谓启动时间 是接受输入信号 执行顺控表控制算法的时间 还有 输出时间 在定期启动型及单触发启动型顺控表启动时 显示输出操作信号的条件 启动时间 及 输出时间 的设定 在每个顺控表中进行 启动时间 从 定期启动 T 单触发启动 O 初始化 继续起点时启动 I 初始化起点时启动 B 中选择输出时间 从 只在条件变化时输出 C 条件成立时毎次输出 E 中选择 2020 3 22 159 9 扫描周期定期启动的顺控表 在此处设定的每个周期里启动 另外 在定期启动的顺控表中的通过基本周期启动的顺控表中 在扫描周期的基础上 可以增加设定 控制周期 和 控制位相 扫描周期 控制周期 及 控制位相 的设定 在每个顺控表中进行 扫描周期 从 基本周期 中速周期 高速周期 中选择控制周期 指定1 16秒控制位相 指定0 15秒 2020 3 22 160 顺控的记述范例 AND 2020 3 22 161 顺控的记述范例 OR 2020 3 22 162 2020 3 22 163 5 实例 1 工艺 2020 3 22 164 注水过程 启动按钮第一次接通 液位上限开关A断开 打开注入阀A 贮罐的L 贮罐的L L上限时 液位上限开关A接通 关闭注入阀A 贮罐的L达到最大 排水过程 启动按钮第二次接通 液位上限开关A接通 打开排放阀B 贮罐的L 贮罐的L L下限时 液位下限开关B接通 关闭排放阀B 贮罐的L达到最小 2020 3 22 165 166 2 注水和排水过程的顺序控制表 在上图的顺控表 规则号码01和02变为步D1 规则号码03和04变为D2 规则号码05以后 由于条件规则 操作规则在下次的步标签中没有记述 因此处于条件判定和操作的对象以外 D1步 同时监视规则号码01和02的条件 执行规则号码01和02中的条件成立一方的操作 一旦执行规则号码01的操作 由于在下次的步标签中不记述 所以步不移动 操作执行后 再次监视规则号码01和02的条件 另一方面 规则号码02的条件一旦成立 就执行规则02的操作 更因为下次步标签中有记述 所以将步向D2移动 2020 3 22 167 用YS170实现定义 T1 T3预置为0 T1寄存器为步标签寄存器STEP1 0 STEP2 1 T2VLVA寄存器 1开 0关 T3VLVB寄存器 1开 0关 DO1开始按钮 1开始 DO2SWA 1HI DO3SWB 1LO 2020 3 22 168 LDT1GIF SETP2LDT2GIF STEP1 2LDDO1LDDO2NOTANDSTT2NOTGIF END SETP1 2LDDO2STT1NOTSTT2GIF END 2020 3 22 169 STEP2LDT3GIF STEP2 2LDDO1LDDO2ANDSTT3NOTGIF END STEP2 2LDDO3NOTSTT1STT3 ENDEND 2020 3 22 170 6 常用顺序控制功能模块 1 做条件信号使用在对顺控表的条件判定中 可以参考各种数据值 块模式 状态等 而且还可以参考过程输入输出 软件输入输出 通信输入输出等的输入输出数据 2020 3 22 171 计时时间到 计数次数到 暂停 块模式 报警状态 提前报警状态 正反馈报警错误 负反馈报警错误 过程I O 软件I O 功能模块 块状态 2020 3 22 172 2020 3 22 173 计时器块更多的信息请参考功能块 顺序块的p36 2020 3 22 174 2 做操作信号使用 TM块一旦接收到暂时中止命令 计时动作就暂时中止 这时TM块就保持计时器经过时间 PV 或其它的数据 关于块状态 保持计时中 RUN 预警状态 PALM 计时结束状态 CTUP 及停止状态 STOP 的状态原样不变 只新增加暂时中止状态 PAUS 但是 正在暂时中止时 一旦进行预设时间设定值 PH 预警设定值 DL 及计时器经过时间 PV 的变更 其状态就会变更 一旦对TM块的OUT端子指定根据顺控连接的操作信号 则TM块执行与此时的块状态相对应的状态操作 CTUP且NOTPAUS的场合执行对逻辑值真的状态操作 NR且NOTPAUS或者PALM且NOTPAUS的场合执行对逻辑值假的状态操作 STOP或者PAUS时无效 IM TM块一旦接收到计时器启动命令 设定完计时器经过时间 PV 复位 PV 0 后开始计时动作 TM块的块状态变为正在计时 RUN NR 状态 DV表示计时器剩余时间 DV PH PV 2020 3 22 175 暂停 操作 串级给定值 重新启动 触发启动 过程I O 软件I O 功能模块 RL01T102 X09LE表示Rl块 关系表达式块 RL01T102里的第9栏左边的数值数值小于等于右边的数值RL01A404 X04GE类似GE表示大于等于 OG0102 PVNON当对应的条件信号满足后弹出操作提示 OG0102 提示的内容可以在fcs01 message OG0101里面设定 M A431 CSV0开关量仪表的远程设定值 只有开关量仪表在AUT状态下才起作用 0 YCSV为0 NCSV为2 2 YCSV为2 NCSV为0 2020 3 22 176 BDSET 1L批量数据设定单元tag ACT nn 0 17n 0把全批量数据dt01 dt16设为0 n 1 16 把制定的数据DTnn设定为输出目标n 17 全批量数据 dt01 dt16 设定为各输出目标BlockMode Mode Blockstatus BSTS 块状态块状态表示功能块的运行状态 与块模式组合来表示功能块的所有动作状态 有些功能块根本没有块状态 2020 3 22 177 CS A462B TSWTSW为TSI端子的跟踪开关 0为OFF1为ON当TSW为ON的时候 连续控制块变为跟踪 TRK 模式 如果功能块变为跟踪模式 输出值跟踪动作 将来自外部的跟踪输入信号 TIN端子输入 直接作为操作输出值 MV TSW的设定可以通过功能块的外部直接进行设定 也可以通过跟踪输入连接端子 TSI 进行数据参照 2020 3 22 178 2020 3 22 179 四 人工界面站的构成 一 封闭式单显示器HIS 二 封闭式双显示器HIS 三 开放式单显示器HIS 四 开放式双显示器HIS 五 通用PC型HIS 2020 3 22 180 封闭式双显示器 开放式双显示器 封闭式单显示器 封闭式单显示器 2020 3 22 181 五 通用PC型HIS 2020 3 22 182 可选IBMPC AT兼容机 加配VF701通信插卡 加配操作员键盘 2020 3 22 183 1 VF701卡及地址置于PCI槽上的控制总线接口卡 用于将PC型HIS接入V net 域号 站号 VF701地址 2020 3 22 184 2 操作员键盘防尘防水平面触摸键 9针RS232插头 可发出7种电子报警音响 2020 3 22 185 方式选择钥匙 其它键 2020 3 22 186 五 人工界面站的功能 HIS功能 窗口操作监视功能 操作监视支持功能 数据获取功能 开放数据接口功能 维护功能 2020 3 22 187 窗口操作监视功能 通过具有操作和监视功能的窗口 对生产过程进行控制 监视 操作 报表输出 操作监视支持功能 设置HIS 键盘 功能块的安全权限 防止误操作 通过信息发布 了解生产过程和系统本身的状态和发生的事件 2020 3 22 188 数据获取功能 开放数据接口功能 维护功能 利用趋势和报表等手段收集和保存过程数据 可打印也可输出 通过DDE和OPC接口把各种实时数据送出 对系统进行诊断和维护 2020 3 22 189 一 窗口操作监视功能 窗口操作监视功能 用户自定义窗口 系统窗口 流程图类窗口 趋势类窗口 系统信息窗口 导航窗口 功能块状态监视窗口 信息窗口 帮助窗口 综观窗口 流程图窗口 分组窗口 趋势点窗口 调整窗口 仪表面板窗口 顺控表窗口 顺序功能图窗口 过程报警窗口 操作指导信息窗口 SEBOL窗口 2020 3 22 190 1 用户自定义窗口 1 流程图类窗口a 综观窗口 介绍总体情况 像一本书的目录 有工位号 操作画面 文字3种显示块 2020 3 22 191 b 分组窗口 8个或16个工位号的仪表面板图 可以给仪表面板加上操作标记 一个供操作和监视的使用的一个符号 2020 3 22 192 c 流程图窗口 用不同的基本图素 图库元素 数据 窗口表示的带控制点的工艺过程 每个窗口可以定义200个动态数据 100个变色显示的元素 每个元素可以设置8个条件 2020 3 22 193 2020 3 22 194 2 趋势类窗口a 趋势窗口 8个工位号的记录曲线 用不同的颜色 线型表示 2020 3 22 195 b 趋势点窗口 2020 3 22 196 2 系统窗口 1 系统信息窗口 工具条显示区 时间显示区 信息显示区 图像显示区 2020 3 22 197 过程报警