自动化装置-SLPC调节器

1、1第五节第五节 SLPC调节器调节器 一、构成一、构成 二、功能二、功能 三、方框图三、方框图 四、原理电路四、原理电路 五、运算控制原理五、运算控制原理 六、运算指令六、运算指令 七、通信七、通信2n一、基本定义一、基本定义n控制单元、控制要素、热启动、冷启动、控制单元、控制要素、热启动、冷启动、C状态状态n二、基本知识二、基本知识n熟悉运算指令并会编程熟悉运算指令并会编程n（熟悉（熟悉A、FL寄存器的功能，会用运算指寄存器的功能，会用运算指令熟练编程）令熟练编程）34FAILYEW故障指示灯给定值指针给定值调整按键 给定值给定值，按，按 给定值给定值，同时按，同时按 给定值不变给定值不变工

2、位号牌测量值指针FAILLAM报警指示灯SET M A CCO运行方式切换按钮输出指示表手动操作杆M时，可以调整手操信时，可以调整手操信号大小，向号大小，向 左信号左信号，向右信号向右信号。 慢速慢速40s/全刻度全刻度 快速快速4s/全刻度全刻度调节阀动作标记输出输出=4mA时，时，可定义气可定义气开，也可定开，也可定义气关；输出义气关；输出=20mA时，可定义气开，也时，可定义气开，也可可 定义气关，根据工定义气关，根据工艺要求确定艺要求确定PF指示灯可编程功能键5凡是外给定，均要放在“C上n在单回路系统中，给在单回路系统中，给定信号定信号 分为内给和外分为内给和外给，若是外给定，要给，若

3、是外给定，要放在放在“C”上。上。 在串级系统中副调节在串级系统中副调节器的给定信号来自主器的给定信号来自主调节器，属于外给定，调节器，属于外给定，要放在要放在“C”上上 。单回路控制系统调节器串级控制系统主调节器副调节器内给外给67PROGRAMMABLE CONTROLLERMODEL SLPCSV 1 800NTUNINGDIDOMODECHECKALARMPVSVDVPHPLXNYNSCALEDLVLVTPIDSTCENMVMHMLPNTNNON-LINEARBATCHSAMPLEPROGAMMERTUNINGACTIONENABLERSV 2RSV 1DIR 1DIR 2INHIBI

4、TROM8键盘调整开关：键盘调整开关：为了防止误操作而设为了防止误操作而设置的开关。置的开关。当开关置于禁止当开关置于禁止（INHIBIT）时，键时，键盘不能操作。盘不能操作。当开关置于允许当开关置于允许（ENABLE）时，键时，键盘可以操作。盘可以操作。正反作用开关：正反作用开关：确定调节器的正确定调节器的正（DIR）反（反（RVS）作用。作用。正反作用开关有两正反作用开关有两个，因为内部构造相个，因为内部构造相当于二台调节器。当于二台调节器。详解9ROM插座：插座：用于安装用于安装EPROM。当卡爪在当卡爪在“ON”位置位置时，时，ROM被固定；被固定；当卡爪在当卡爪在“OFF”位位置置时

5、，时，ROM可脱落。可脱落。连接编程器的插座：连接编程器的插座：用于连接编程器和调用于连接编程器和调节器。节器。详解10二、主要功能二、主要功能（一）指示、给定、操作功能（一）指示、给定、操作功能PV、SV、MV的指示采用动圈型指示表的指示采用动圈型指示表内给定内给定由给定值调整按键给由给定值调整按键给出出 15V的给定信号。的给定信号。 外给定外给定由外来信号或运算给由外来信号或运算给出出15V的给定信号。的给定信号。运行方式切换运行方式切换 由运行方式切由运行方式切换开关换开关A-M-C或用户程序来完成，或用户程序来完成，均为无平衡无扰动切换。均为无平衡无扰动切换。 手动操作手动操作由手动

6、操作杆完成，由手动操作杆完成，有快速手操和慢速手操。有快速手操和慢速手操。11控制功能控制功能控制单元控制单元控制要素控制要素回路构造回路构造回路策略回路策略12用于单回用于单回路控制路控制(驱驱动一个调动一个调节阀节阀)相当于一相当于一台调节器台调节器内含一个内含一个控制要素控制要素基本控制基本控制单元单元串级控制串级控制单元单元选择控制选择控制单元单元内含二个内含二个控制要素控制要素并联并联内含二个内含二个控制要素控制要素串联串联相当于二相当于二台调节器台调节器串联串联相当于二相当于二台调节器台调节器并联并联用于串级用于串级控制控制(驱动驱动一个调节一个调节阀阀)用于选择用于选择控制控制(

7、驱动驱动一个调节一个调节阀阀)13PB=6.3999.9%TI= 19999sTD=09999s标准PID控制PB=6.3999.9%TI= 19999sST（采样周期）采样周期）=09999s SW（控制周期）控制周期）=09999sPB=6.3999.9%TI= 19999s TD=09999sBD（偏差设定值）偏差设定值）=0100%BB（偏置值）偏置值）=0100%BL（锁定宽度）锁定宽度）= 0100%采样PI控制批量PID控制1415(三三)运算功能运算功能16（四）程序功能1、编程能力、编程能力主程序主程序99步步子程序子程序99步，最多步，最多可有可有30个子程序。个子程序。设

8、备设备编程器编程器SPRG语言语言POL语言语言低速扫描（周期为低速扫描（周期为0.2s），），最多执行最多执行240步。步。高速扫描（周期为高速扫描（周期为0.1s），），最多执行最多执行66步。步。17五）通信功能五）通信功能SCMS运算站的通信运算站的通信SLPCSCMSSCCD型通信电缆，最大距离：型通信电缆，最大距离：100m发送数据：数值数据和状态发送数据：数值数据和状态数据各数据各15个；个；接收数据：数值数据和状态接收数据：数值数据和状态数据各数据各15个；个；18SLPC调节器调节器XL集散控制系统集散控制系统需要需要LCS插件插件19(六六)停电处理功能停电处理功能1、启动

9、方式、启动方式热启动热启动从停电前的状态开始运行从停电前的状态开始运行（按停电前的（按停电前的给定值给定值、输出值输出值和和运运行方式行方式继续工作）。继续工作）。冷启动冷启动以手操的方式，从输出下以手操的方式，从输出下限值开始运行（从头开始，调限值开始运行（从头开始，调 节器转入节器转入手动操作手动操作，输出从，输出从4mA开开始重新启动）。始重新启动）。20n2、方式选择、方式选择n3、停电期间数据保护、停电期间数据保护 停电时间停电时间2s，采用热启动；采用热启动； 停电时间停电时间2s，采用热启动或冷启动。，采用热启动或冷启动。RAM中的数据用备用电池保护中的数据用备用电池保护21n(

10、七七)自诊断功能自诊断功能n1、n2、n3、n4、运算控制回运算控制回路异常路异常转为转为手动手动操作操作I/O信号异信号异常运算溢出常运算溢出故障故障报警报警备用电池异备用电池异常常报警报警通信异常通信异常C灯灯输出输出输出输出22检查异常原因的方法：检查异常原因的方法： SLPC侧面盘侧面盘按按CHECK/ALM键键出错原因代码出错原因代码查手册查手册找到异常原因找到异常原因23三、方框图运算器运算器控制器控制器存储器存储器总线总线输入输出设备及接口输入输出设备及接口在微型计算机中，常常把运算器和控制在微型计算机中，常常把运算器和控制器作在一个或几个芯片上，构成微处理器器作在一个或几个芯片

11、上，构成微处理器CPU 。 24系统系统ROM用户用户ROM显示器显示器通信接口通信接口模拟量输出模拟量输出状态量输出状态量输出插头座系统系统RAMCPU模拟量输入模拟量输入状态量输入状态量输入键盘输入键盘输入数数据据总总线线SLPC调节调节器类似于微器类似于微计算机计算机2526DI/DODI/DODI/DODI/DODI/DODI/DODI1/DO6DI2/DO5DI3/DO4DI4/DO3DI5/DO2DI6/DO1输入口输出口DIDIDIDIDIDIDODODODODODOCAM通信口系统ROM时钟RAMPVSV用户ROM显示器键盘SPRG插座WDT 故障报警D/ACPUCO多路开关多

12、路开关比较器手操器按钮故障指示器报警Y3Y2Y1L1L2 GNDX1故障353637数据传送、输入数据传送、输入输出、运算处理、输出、运算处理、逻辑判断逻辑判断系统管理程系统管理程序、运算子序、运算子程序程序用户程序用户程序现场设定数现场设定数据、中间运据、中间运算结果算结果显示设定数据的种类显示设定数据的种类和大小和大小修改设定数据的种类修改设定数据的种类和大小和大小双向数据传送双向数据传送27元器件元器件CPU8085AHC，时钟频时钟频率率=10MHZ接受人的指令，完成数据传送，接受人的指令，完成数据传送，输入输出，运算处理，逻辑判输入输出，运算处理，逻辑判断等功能断等功能系统系统ROM

13、27256型型EPROM，32K存放系统管理程序及各种运算存放系统管理程序及各种运算子程序子程序用户用户ROM2716型型EPROM，2K存放用户编制的程序存放用户编制的程序RAMPD4464C低功耗低功耗CMOS随机存随机存储器，储器，8K存放现场设定数据存放现场设定数据和中间计算结果和中间计算结果D/APC648D型型12位高速位高速D/A数模转换数模转换A/DD/A转换器转换器+软件编程软件编程=12位逐位逐位比较式位比较式A/D (通过通过CPU反馈编码反馈编码)模数转换模数转换显示器显示器8位位16段码显示器段码显示器显示设定参数的种显示设定参数的种类及数值类及数值28键盘键盘16个

14、键的键盘个键的键盘改变设定参数的种类及数值改变设定参数的种类及数值键盘键盘/显示器显示器接口接口8279集成电路芯片集成电路芯片CPU和键盘、显示器的连接和键盘、显示器的连接通信接口通信接口8251型通信接口型通信接口双向数据通信，为防止通信双向数据通信，为防止通信线路引入干扰，利用光电耦线路引入干扰，利用光电耦合器与调节器相连合器与调节器相连29模拟量输入通道有模拟量输入通道有X1X5X1X2X3 X4X5模拟量输出通道有模拟量输出通道有Y1Y6Y1=420mAY2、Y3=15V DCY4=PV Y5=SV Y6=辅助信号辅助信号 15VDC30考察考察X1Y1这条信号通道：这条信号通道：

15、X1进入调节器之后，经过阻容滤波之进入调节器之后，经过阻容滤波之后分成后分成3条支路。条支路。X1 多路开关多路开关比较器比较器 CPU D/A压压/流流多路开多路开关关 压压/流流 指示器指示器 Y1输输出出nX1 阻抗隔离阻抗隔离放大器放大器故障开故障开关。关。X1 多路开多路开关关 R 故故障开关。障开关。31输出信号指示器的输入端设有切换开关输出信号指示器的输入端设有切换开关n正常时接受正常时接受CPU、nD/A、多路开关送多路开关送n来的正常信号；来的正常信号； 故障时接受故障时接受WDT或或 CPU自检程序送来自检程序送来 的故障信号；的故障信号；32n在发生故障时，将在发生故障时

16、，将X1 直接送到直接送到PV的指的指针上进行指示，以针上进行指示，以保证输出信号仍能保证输出信号仍能根据根据PV的指示，继的指示，继续进行手动控制。续进行手动控制。 同时，同时，Y1切换成保切换成保持状态，通过手动持状态，通过手动操作杆，可以增加操作杆，可以增加或减小输出信号的或减小输出信号的大小，对生产过程大小，对生产过程进行手动控制。进行手动控制。33使用使用SLPC调节器时，调节器时，故障状态下故障状态下X1具有显具有显示示PV大小的功能，大小的功能，Y1具有进行手动操作的具有进行手动操作的功能。功能。一般情况一般情况下模拟量下模拟量输入接在输入接在X1，模拟模拟量输出接量输出接在在Y

17、1。34 CPU故障时，故障时，PV指指针代表的是针代表的是X1的原的原始数据，当用户程始数据，当用户程序中有输入处理程序中有输入处理程序时，可能与序时，可能与CPU正常工作时的读数正常工作时的读数不相同。不相同。 例如：例如：n调节器对流量信号调节器对流量信号的控制，从的控制，从X1输入输入的只代表差压信号，的只代表差压信号，不是流量信号只有不是流量信号只有在在CPU对它进行开对它进行开方处理之后，才能方处理之后，才能获得真正的流量信获得真正的流量信号。号。因此，因此，CPU正常工作时，正常工作时，PV指针代表流量信号，指针代表流量信号，CPU故障故障时，时，PV指针代表差压信号，两者不一样

18、，应当注意。指针代表差压信号，两者不一样，应当注意。135n状态量输入通道有状态量输入通道有6个，通过高频变压个，通过高频变压器隔离，经过器隔离，经过8D触触发器（发器（ 74LS375型型集电极开路型）与集电极开路型）与数据总线相连。数据总线相连。 其原理是根据其原理是根据CPU的指令，先将外部的指令，先将外部输入状态读入输入状态读入8D触触发器，需要时，再发器，需要时，再利用输出控制脉冲利用输出控制脉冲把把8D触发器的输出触发器的输出与数据总线相连，与数据总线相连，就把输入状态读入就把输入状态读入了了CPU。 36n状态量输出通道有状态量输出通道有6个，通过高频变压个，通过高频变压器隔离。

19、经过器隔离。经过8D触触发器（发器（ 74LS273型，型，带清零）与总线相带清零）与总线相连。连。 其原理是在每个控其原理是在每个控制周期，制周期，CPU将输将输出状态打入出状态打入8D触发触发器，由它锁存并控器，由它锁存并控制着输出状态开关制着输出状态开关的通断，决定状态的通断，决定状态量输出的与否。量输出的与否。37模拟式调节器模拟式调节器(ICE)数字式调节器数字式调节器(SLPC)输入输入偏差信号偏差信号1. LD X1对偏差信号进行对偏差信号进行PID运算运算2. BSCPID运算运算结果输出结果输出 3. SY Y1结束结束4. END38EABCD15X1ABCD1. LD X

20、1X1中的信息读到中的信息读到S1中，各运算寄存器中，各运算寄存器的信息依次下推，的信息依次下推，S5中原来的信息消中原来的信息消失。失。MVACD2. BSC对对S1的信息进行的信息进行PID运算，运算结运算，运算结果仍旧存在果仍旧存在S1中。中。S2S5的内容不变。的内容不变。MVABCD3. ST Y1S1中的信息送到中的信息送到Y1中，中，S1S5的内容的内容不变。不变。MVABCD4.ENDY1中的信息转移中的信息转移出程序，出程序，S1S5的的内容不变。内容不变。39 S1S5采用堆栈结构，先压入的数据后弹采用堆栈结构，先压入的数据后弹出。压入时出。压入时S5中的内容消失，弹出时各

21、寄存中的内容消失，弹出时各寄存器的内容依次上升，而器的内容依次上升，而S5中的内容则保持原中的内容则保持原数据不变。数据不变。40 (三三)运算中的数据类型运算中的数据类型 1、CPU数据类型数据类型 CPU为为8bit 在一个时钟的前沿或后沿处理一个字节，在一个时钟的前沿或后沿处理一个字节，一个字节为一个字节为8bit。 CPU的外部数据总线为的外部数据总线为8bit 一次传输一个字节（一次传输一个字节（ 8bit ）的信息。）的信息。 CPU的内部数据为的内部数据为16bit 数据的运算是数据的运算是16bit，即二进制的即二进制的16bit数数据。据。4122符号位小数点位21202-1

22、2-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-12符号例1例2例1 01101=3250 21+20+2-2例2 111101=76250 22+21+20+2-1+2-3例3 111111111111111= 799975586937579998 111111111111111= -7999755869375-79998 运算过程中，若产生小数点第12bit以下的二进制数据，则将第13bit按照1入0舍原则处理。运算精度：2-12000024+-42输入信号输入信号输出信号输出信号内部数据内部数据内部数据内部数据1001.337516.25-0.2521201.0625

23、10-0.062540.84344模拟量输入模拟量输入寄存器寄存器Xnn=15在每个控制周期内将在每个控制周期内将15V转换转换成成01内部数据，在运算前存入内部数据，在运算前存入Xn状态量输入状态量输入寄存器寄存器DInn=16寄存器对应一个两位式触点信寄存器对应一个两位式触点信号，触点信号的闭合或断开决号，触点信号的闭合或断开决定了用户程序的跳转定了用户程序的跳转可编程功能可编程功能键（键（ PF）输入寄存器输入寄存器KYnn=14存放存放PF键输入的信息键输入的信息45状态量接收状态量接收寄存器寄存器CInn=115存放通信接口输入的状态量信存放通信接口输入的状态量信息息模拟量接收模拟量

24、接收寄存器寄存器Enn=115存放通信接口输入的模拟量信存放通信接口输入的模拟量信息息运算寄存器运算寄存器Snn=15用于控制运算用于控制运算暂存寄存器暂存寄存器Tnn=115存放中间运算数据存放中间运算数据46可变参数可变参数寄存器寄存器Pnn=116存放控制用的整定参数以存放控制用的整定参数以及侧面盘键入的可变参数及侧面盘键入的可变参数模拟量功模拟量功能扩展寄能扩展寄存器存器Ann=116存放存放16种不同控制功能的种不同控制功能的外部模拟量外部模拟量47A寄存器代号控制功能名称功能有效运算范围初始值BSCCSCSSCA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15

25、A16CSV1DM1AG1FF1CSV2DM2AG2FF2TRKEXTSSWSV1SV2MVPVMSVM外部串级设定输入补偿可变增益输出补偿CNT2设定值输入补偿可变增益输出补偿输出跟踪选择外部信号选择规格开关给定值（CNT1）给定值（CNT2）输出值测量指示表设定指示值C方式时的CNT1给定值（MODE2=1）与偏差信号相加（可用于纯滞后时间补偿控制）用A3的数据和CNT1的比例增益相乘与输出信号相加（可用于前馈控制）选择控制时，CNT2的给定值（MODE3=0）和A2相同和A3相同和A4相同FL9=1时的控制方式输出外部操作信号选择功能的指定CNT1的给定值CNT2的给定值控制功能的输出信

26、号用测量指针显示A15的数据用给定指针显示A16的数据0.01.0-101.0-8.008.00-1.02.00.01.00.01.00.01.00.04.00.01.00.01.0-0.0631.0630.01.00.01.0-8.0000.01.00.0-8.0000.01.00.0-8.0000.0表示寄存器未初始化表示寄存器未初始化低选时为低选时为8.000，高选时为，高选时为-8.000在在SLMC脉宽输出调节器中，脉宽输出调节器中，A9成为阀开度反馈信号寄存器成为阀开度反馈信号寄存器注意：表示可用注意：表示可用LD、ST指令指令48控制参数寄存控制参数寄存器器Bnn=134存放存放

27、34个控制参数个控制参数状态量功能扩状态量功能扩展寄存器展寄存器FLnn=132存放存放32种不同控制功种不同控制功能的外部状态量，能的外部状态量，49FL寄存器代号控制功能名 称信 号注 释初始值BSCCSCSSC01FL1FL2FL3FL4FL5FL6FL7FL8FL9FL10FL11FL12FL13FL14FL15PH1PL1DL1VL1PH2PL2DL2VL2TRKC/AA/MO/CC/CDDCFAIL测量值上限报警测量值下限报警偏差值报警测量值变化率报警测量值2上限报警测量值2下限报警偏差值2报警测量值2变化率报警输出跟踪C-A方式切换A-M方式切换内部串级开关模拟/计算机设定DDC

28、输出来自上位机停止通信正常正常正常正常正常正常正常正常自动AM串级模拟异常异常异常异常异常异常异常异常跟踪CC，A副回路单独控制计算机DDC故障范围：-6.3%+106.3%，滞区2%范围：-6.3%+106.3%，滞区2%范围：0100%，滞区2%，无识别报警变化率范围： 0100%，时间17999s同PH1同PL1同DL1同VL1在C或A方式下，当信号是IMV时，输出为A9的值利用0、1信号实现C、A切换（当FL11=1时）利用0、1信号实现A、M切换正面盘方式开关切换到副回路单独控制选择串级设定信号（模拟计算机）（MODE2）在上位机由DDC指令进行设定如果通信发生错误，则置“1” 0从

29、正面盘读出开关状态在侧面盘读MODE50FL寄存器代号控制功能名 称信 号注 释初始值BSCCSCSSC01FL17FL19FL20FL22FL23FL24FL25FL26FL27FL28FL29SCMS通信运算溢出输入溢出备用电池故障电流输出开路参数初始化X1输入溢出X2输入溢出X3输入溢出X4输入溢出X5输入溢出停止正常正常正常正常正常正常正常正常正常正常有效异常异常异常异常异常异常异常异常异常异常内部单元与SCMS通信运算结果超出7.999X1X5中至少有一个溢出就为故障劣质电池或电压下降420mA电流输出开路由于电源或电池发生故障，使RAM数据丢失诊断的目标是输入，只选用于用户程序（输

30、入不能总在“0”的状态下）FL32MTR指示器切换CNT1CNT2CNT2的PV、SV在正面盘的指示器中显示，SET键切换到SV251常数寄存常数寄存器器Knn=185用于存放固定常数用于存放固定常数模拟量输模拟量输出寄存器出寄存器Ynn=16Y1Y3对应对应3个模拟量输出信个模拟量输出信号，在每个控制周期的末尾，号，在每个控制周期的末尾，将将01转换成转换成15V DC或或420mA DC输出，输出， Y4Y6为辅助信号为辅助信号状态量输状态量输出寄存器出寄存器DOnn=116DO1DO6对应继电器或晶体对应继电器或晶体管开关触点，其触点由用户管开关触点，其触点由用户程序决定是闭合还是断开程

31、序决定是闭合还是断开52PF指示指示灯输入寄灯输入寄存器存器LPnn=14存放指示状态存放指示状态状态量发状态量发送寄存器送寄存器COnn=15存放发送到通信接口的状态存放发送到通信接口的状态量信息量信息模拟量发模拟量发送寄存器送寄存器Dnn=115存放发送到通信接口的模拟存放发送到通信接口的模拟量信息量信息53545556575859IO差差差压变送器差压变送器开方IO开开pqm调节器Io调调p=K1qm2IO差差=K2p IO差差=K1K2qm2 IO开开=K3 差OIIO差差为什么不能直为什么不能直接送给调节器呢？接送给调节器呢？原因有原因有2个：一是个：一是造成整个调节系统造成整个调节

32、系统的非线性关系；二的非线性关系；二是造成调节器测量是造成调节器测量值（流量）的非线值（流量）的非线性显示（开方关系）性显示（开方关系）接入开方器，若差压变送器的静压波动或者差变有零点漂移，接入开方器，若差压变送器的静压波动或者差变有零点漂移，IO差差作为一个小信号送入作为一个小信号送入开方器，开方器，K3， IO开开，进入调节器，调节器立刻产生调节动作，可实际上管道中没有，进入调节器，调节器立刻产生调节动作，可实际上管道中没有流量，这就造成误动作，流量，这就造成误动作，开方器为小信号时，要求输出必须为零。开方器为小信号时，要求输出必须为零。60 差压变送器的后面接入开方器后，开方差压变送器的

33、后面接入开方器后，开方器的输出和输入满足下列关系：器的输出和输入满足下列关系： IO开开=K3 =K3 qm,引入开方器满足了电流和流量的线性关系。引入开方器满足了电流和流量的线性关系。 差OI21KK 同时解决了系统和显示的非线性关系。同时解决了系统和显示的非线性关系。 61符号SQT E算法（S2）=输入值X1，（S1）=任意设定小信号切除点值， S1， （Sn）Sn-1（n=35）；（S5）=（S5） 任意设定小信号切除点值的范围= 07999)(2S62符号ABS算法(S1) S1，（Sn）=（Sn）（n=25）63符号HSL LSL算法高选：若（S1）（S2），（S1）=（S1），

34、否则（S2）S1 ，（Sn）Sn-1（n=35）；（S5）=（S5）低选：若（S1）（S2），（S1）=（S1）， 否则（S2）S1 ，（Sn）Sn-1（n=35）；（S5）=（S5） 64符号HLM LLM算法上限限幅：（S2）=输入值， （S1）=输入值的上限值，若 （S2）（S1）时，则（S2）S1 ，否则（S1）=（S1），（Sn）Sn-1（n=35）；（S5）=（S5） 下限限幅：（S2）=输入值， （S1）=输入值的下限值，若 （S2）（S1）时，则（S2）S1 ，否则（S1）=（S1），（Sn）Sn-1（n=35）；（S5）=（S5） 65步序程序S1S2S3S4S5注释1LD

35、X1X1ABCD读取输入X1 2LD K1K1X1ABC读取常数K1 3+X1+K1ABCC加法运算4LD K2K2X1+K1ABC读取常数K25(X1+K1)/K2ABCC除法运算6ST Y1(X1+K1)/K2ABCC向Y1输出结果7END (X1+K1)/K2ABCC结束6614332211XKXKKXKYX1Y1步序程序S1S2S3S4S5注释1LD K1K1ABCD读取常数K12LD X2X2K1ABC读取输入X23*K1X2ABCC乘法运算4LD K2K2K1X2ABC读取常数K2675+K1X2+K2ABCC加法运算6LD K3K3K1X2+K2ABC读取常数K37LD X3X3

36、K3K1X2+K2AB读取输入X38*K3X3K1X2+K2ABB乘法运算9LD K4K4K3X3K1X2+K2AB读取常数K410+K3X3+K4K1X2+K2ABB加法运算11ABBB除法运算433221KXKKXK6812LD X1X1ABB读取输入X113*ABBB乘法运算14SQTABBB开方运算15ST Y1同上ABBB结果存入Y116END同上ABBB结束1433321XKXKKXK1433221XKXKKXK433221KXKKXK69HSLX1X2X3Y1X1X2X1X370(4)连续进行上下限限连续进行上下限限幅，试按框图编程幅，试按框图编程 HLM（K1） LLM（K2）

37、X1Y1设 K2X1K171(5)有有A、B、C三流量相加等于三流量相加等于D流量的系统如图所流量的系统如图所示。示。A流量流量0-200 l/h；B流量流量0-500 l/h；C流量流量0-300 l/h，试编程试编程 A流量流量0-200 l/h 折合内部数据折合内部数据0-1 B流量流量0-500 l/h 折合内部数据折合内部数据0-1 C流量流量0-300 l/h 折合内部数据折合内部数据0-1 压缩压缩A、B、C、D各各 压缩定标为压缩定标为1000倍，倍， 0.2SA+ 0.5SB+ 0.3SC = 1SD+X1X2X3Y1ABCD721、LD X12、LD X2 3、LD X3

38、4、+5、+6、 ST Y17、END1、LD X12、LD K1 (0.2K1)3、*4、LD X2 5、LD K2 (0.5K2)6、* 7、LD X3 8、LD K3 (0.3K3)9、* 10、+ 11、+ 12、ST Y113、END满足了满足了3个信号相加等于个信号相加等于1个信号的要求，个信号的要求，但是没有满足相互之间的对应关系。即但是没有满足相互之间的对应关系。即0200l/h+ 0300l/h+ 0500l/h= 01000l/h的关系。因为的关系。因为Y1= 01，所以，所以压缩压缩1000倍，相应的倍，相应的X1、 X2、X3都压缩都压缩1000倍，那么倍，那么 X1=

39、 00.2， X2= 00.5， X3= 00.3，在程序中如何体现？就是乘，在程序中如何体现？就是乘个系数。个系数。体现出体现出3个流量相加，个流量相加，还要满足还要满足01的内部数据取的内部数据取0.2SA+ 0.5SB+ 0.3SC = 1SD731、LD X1 2、SQT3、LD K1 (0.9K1)4、LD X2 5、- 6、SQT7、+8、LD K2 (0.7K2) 9、LD X310、*11、12、ST Y113、END32117 . 0)9 . 0 (XXXy若是（若是（9-X2）则是：则是：LD K1（3K1）LD K1*X274n寄存器的内部数据为寄存器的内部数据为01，如

40、模拟量输入的，如模拟量输入的信号为信号为15VDC，进入，进入X寄存器后为寄存器后为01的内的内部数据，部数据，CPU的运算的运算数据最大为数据最大为7.999，超，超过取值范围的输入信过取值范围的输入信号不能正常运算需要号不能正常运算需要压缩。压缩。nLD、ST调用的是寄存调用的是寄存器，不存在的寄存器器，不存在的寄存器不能调用，例如：不能调用，例如：LD 5或或ST Mn检验程序的正确与否，检验程序的正确与否，可列写运算寄存器的可列写运算寄存器的状态。状态。75符号符号LAGn n=18算法算法传递函数传递函数Y1(s)/X1(s)=1/(1+ s)时间函数时间函数Y1(t)=(1-e-t

41、/ ) X1设设(S2)=输入值输入值X1 ，(S1)=时间常数时间常数 ，则，则LAG(S1)=(1-e-t/ )(S2)S1， SnSn-1 (n=35)， (S5)=(S5) =0100s，对应于内部数据对应于内部数据01。76符号符号LEDn n=1-2算法算法传递函数传递函数Y1(S)/(X1)=TDS/(1+TDS)时间函数时间函数Y1(t)= e-t/TD (X1) 设设(S2)=输入值输入值X1，(S1) =微分时间微分时间TD，则，则LED1(S1) =e-t/(S1) (S2) S1，SnSn-1 (n=3-5)， (S5)=(S5) TD=0100s，对应于内部数据对应于

42、内部数据01。注意：这里的注意：这里的X1应为变化量，因为微分运应为变化量，因为微分运算只对变化量有响应。算只对变化量有响应。77-t/p11781111311I1ST11XSTKYDP1IDI1ST1STST11XKYP1IIIDI1)ST1ST*TT(ST11XKYP791111XKSTSTKYDDDP80111111111111111111)111(XStSttTXStKYXStSttTStKYXttStSTStKYXKSTSTKSTKYdddDdPdddDdPdddDdPDDDDDP81821211PPXept83121111)1 (PPXeXeptpt表中为8411111X1ttKP

43、(KD-1)0.368Y1KPKPKD85输入输入纯滞后时间纯滞后时间纯滞后运算输出纯滞后运算输出输入输入/输出输出t86符号符号DEDn n=1-3算法算法(S2)=输入值输入值X1，(S1) =滞后时间常数滞后时间常数 ，则，则DED1(S1)=(S2)t-(S1)S1，SnSn-1(n=3-5), (S5)=(S5) =01000s，对应于内部数据对应于内部数据01。注释：将存在注释：将存在S2中的输入值滞后存入中的输入值滞后存入S1中的中的时间常数时间常数 后再送入后再送入S1中。中。87滞后时间纯滞后运算输出输入t输入/输出变化率输出88符号符号VELn n=1-3算法算法(S2)t

44、 =输入值输入值X1，(S1) =滞后时间常数滞后时间常数 ，则，则VEL1(S1)=(S2)t -(S2)t-(S1)S1，SnSn-1(n=35)， (S5)=(S5) =01000s，对应于内部数据对应于内部数据0-1。由于运算结果有时可能是负值，故在输出变由于运算结果有时可能是负值，故在输出变化率运算结果时，应加一定的偏置或取绝对化率运算结果时，应加一定的偏置或取绝对值。值。89输入/输出t100%0%方波输入P2P11/P1 m1/P2 m限幅输出90符符号号VLMn n=1-6算算法法(S3)=输入值输入值X1，(S2)=上升变化率限幅上升变化率限幅值，值，(S1)=下降变化率限幅

45、值，运算结下降变化率限幅值，运算结果果S1变化率限幅的设定范围变化率限幅的设定范围=0100%/m，对应于内部数据对应于内部数据01若变化率限幅的设定范围所对应的数据若变化率限幅的设定范围所对应的数据7000，输入信号将不受限制，可按输入信号将不受限制，可按原状态直接输出。原状态直接输出。91e-s 1/(1+Ts) *K1X1 P1T P2Y1 DED1（P1） LAG1（P2） *K1X1Y1广义对象：纯滞后广义对象：纯滞后+一阶滞后一阶滞后92程序程序S1S2S3S4S5注释注释1LD X1X1ABC D读取输入读取输入X12LD P1P1X1ABC 读取纯滞后时读取纯滞后时间间3DED

46、1X（t-P）ABCC纯滞后运算纯滞后运算4LD P2P2X1ABC 读取时间常数读取时间常数5LAG1(1-e-t/P2)X(t-P)ABCC 一阶滞后运算一阶滞后运算6LD K1K1 (1-e-t/P2)X(t-P)ABC 读取常数信号读取常数信号K17*(1-e-t/P2)X(t-P) K1ABCC乘法运算乘法运算8ST Y1同上同上ABCC将结果存入将结果存入Y19END同上同上ABCC结束结束93 1、LD X1 2、LD P1 T1 P1 3、LAG1 4、LD P2 T2 P2 5、LAG2 6、LD P3 7、VEL1 P3 8、ST Y1 9、END LAG1 LAG2 VE

47、L1Y1X1P1P2P3(2)根据下列框图编程根据下列框图编程94 1、LD X1 2、LD P1 T1 P1 3、LAG1 4、LD X2 5、+ 6、LD P2 P2 7、VEL1 8、ST A2 9、END X1P1(3)根据下列框图编程根据下列框图编程 LAG1 + VEL1X2P2A2一个信号经过一个信号经过滤波再加上一滤波再加上一个信号，再经个信号，再经过变化率运算过变化率运算后作为补偿值后作为补偿值95符号FXn n=1-2 n表示折线函数运算在用户程序中最多使用2条， FX1和FX2具体到一条折线函数在用户程序中使用的次数不受限制。算法直线方程 两点式1112111211121

48、211211.0)(1.0)(1.0FXXFFFFFXXFFXXFFFFFFFFXXXX96输入输出0.91.00.10.2Xi-1XiXF1F2F3Fi-1FiFF10F111.068-6.397算法(S1) =输入值输入值X1，若若0Xj-1X Xj1， 则则F=(Fj-Fj-1)/0.1(S1)-Xj-1+Fj-1S1 ，(j=2-11)，0F1， (Sn)=(Sn) (n=2-5)98符号符号 CPOn n=1-2算法算法 (S2) =输入值输入值X1，(S1) =脉冲计数率，则脉冲计数率，则 CPO1(S1)=(S1)(S2)1000(S1)， (Sn) Sn-1(n=3-5)， (

49、S5)=(S5) 单位：脉冲单位：脉冲/h 输入值输入值 (S2) 0.000-1.000 脉冲计数率脉冲计数率 (S1) 0.000-1.000 脉冲输出脉冲输出 (S1) 0.000-1.00099符符号号TIMn n=1-4算算法法(S1) =起停信号起停信号，起停信号起停信号=0，计时关，计时关闭；起停信号闭；起停信号=1，计时启动。运算结，计时启动。运算结果与时俱增，其计时时间果与时俱增，其计时时间(S1)， (Sn) (Sn) (n=2-5)100步序程序S1S2S3S4S5注释1LD X1X1ABCD读取输入X12LD X2X2X1ABC读取输入X23+X1+X2ABCC+4LD

50、 K1K1X1+X2ABC读取计数率5CPO1X1+X2ABCC脉冲输出到DO16ENDX1+X2ABCCCPO1（K1）X1DO1计数率 X2+101 CPO指令的编号和状态量输出寄存器的指令的编号和状态量输出寄存器的编号对应一致，编号对应一致， CPO1执行时，则由执行时，则由DO1输出；输出； CPO2执行时，则由执行时，则由DO2输出；输出； 不必使用不必使用ST DO1这个过程。这个过程。102FX1*X1A3P1103104输入值上限报警点下限报警点滞区值(S1)滞区(死区)值下限报警设定值上限报警设定值105算法算法（以（以HAL为例）为例）(S3) =输入值输入值X1，(S2)

51、 =报警设定值，报警设定值，(S1) =报警点的滞区值报警点的滞区值，若前未报警，当若前未报警，当(S3) (S2)时，则把异常标记时，则把异常标记1S1，否则把正常标记，否则把正常标记0S1，若前已报警，当若前已报警，当(S3) (S2)-(S1)时，则把异时，则把异常标记常标记1S1，否则把正常标记，否则把正常标记0S1， (Sn) Sn-1(n=3-5), (S5)=(S5) 输入值和报警设定值为输入值和报警设定值为-7.999+7.999， 报警点的滞区值范围是报警点的滞区值范围是0.00-7.999。如如S3=16，S2=19，S1=0.5，没有报警，现在，没有报警，现在S3=20了

52、，了，S3S2，故异常。，故异常。如如S3=20，S2=19，S1=0.5，发生报警，现在，发生报警，现在S3=19.2了，了，S3（S2-S1），故异常。），故异常。106符号符号AND 逻辑与运算逻辑与运算 OR 逻辑或运算逻辑或运算NOT 逻辑非运算逻辑非运算EOR 逻辑异或运算逻辑异或运算算法算法AND (S2)(S1)(S1)，(Sn)Sn-1 (n=3-5)，(S5)=(S5)。OR (S2)(S1)(S1)，(Sn)Sn-1 (n=3-5)， (S5)=(S5)。 NOT (S1)S1，(Sn)(Sn) (n=2-5), EOR (S2)(S1)(S1)，(Sn)Sn-1 (n=

53、3-5)， (S5)=(S5)。107AND OR NOT EOR只有S1和S2均为1时输出为1L=A+B只要S1和S2有一个为1输出就为1两个状态不相 同时则为1， 两个状态相同 时则为0。L=ABL1081091105、比较运算、比较运算1116、切换、切换112113（1）若(DI1)=1， (DI2)=0， (DI3)=1完成逻辑运算1321)()()(DODIDIDI114EORNOTDI1DI2DO11110115OFFONX1X2DI1（3）按下列框图编程）按下列框图编程116 CMP(X1X2)X2X1DO1FL11171211211118TIM1特殊运算P1TIM1DI1=1

54、?是是否否 DI1DI11，作特殊运算DI11，则有条件转移，故用NOT和GIFnn；DI10，计时器不计时，DI1=1，计时器计时。P1计时时间，12 0 S1，可做下一步LD DI1运算， P1计时时间，12 1 S1，可作GIFnn运算。119(S1)(S2)0S1(S1)(S2)1S1要想做特殊运算必须是0。所以要NOT，把DI1的1变成0，遇到GIF就顺理成章可作特殊运算1204LAL+LAG-HALDO1X1P1P2P3P4P5K1K2（6）按下列框图编程121（五）控制运算（五）控制运算3条（条（BSC、CSC、SSC）1、基本控制运算、基本控制运算（1）符号）符号 BSC（2）

55、控制单元和控制要素）控制单元和控制要素 控制单元控制单元决定控制回路的构造，决定控制回路的构造， BSC只有一个回路。只有一个回路。 PV（测量）测量） SV（给定）给定） MV（输出）输出） 相当于一台调节器相当于一台调节器122n内给定：内给定： 1、LD X1 n2、BSC 3、ST Y1 4、ENDn外给定：外给定： 1、LD X2 2、ST A1 3、LD X1 n4、BSC n5、ST Y1 n6、ENDCNT1MVBSCPVSV给定分成内给定给定分成内给定和外给定和外给定预先设定外给定123KPVKsTsTsTePVPMVDDDIB)1(100KPVKsTsTsTeePMVDDD

56、IB)1(100输出值输出值测量值测量值偏差值偏差值比例带比例带积分时间积分时间微分时间微分时间微分增益微分增益可变增益可变增益拉氏算子拉氏算子124PVKsTsTDDD1PVKsTsTDDD1125PVKPB100eKPB100126127b、采样采样PI控制控制 CNT1=2 偏差t 输出t采样周期 ST每个采样周期每个采样周期之内，控制作之内，控制作用只存在于控用只存在于控制时间内制时间内采采样样PI控制控制 控制时间SW在控制时在控制时间间SW有有P+I作用作用在在ST-SW的时间内的时间内输出保持输出保持128ST和和SW由侧面板的键盘进行设定：由侧面板的键盘进行设定：ST= +T(

57、23)；SW=ST/10 纯滞后时间纯滞后时间滞后时间常数滞后时间常数ST大一点，可以减小超调的前沿特性大一点，可以减小超调的前沿特性STTN（主要干扰的最短周期）（主要干扰的最短周期）,则不能对该干扰则不能对该干扰实施控制，故要求实施控制，故要求STTN/5129GW 偏差 非线性输出GG 01.0=1死区死区可变增益可变增益偏差GW时，0GG1，为非线性控制；GG=0，没有控制作用。偏差GW时，GG=1，为线性控制。GW和和GG由侧面板的由侧面板的键盘设定键盘设定130油罐车阀油品qv上限流量下限流量初始流量 qvt开始剩余流量结束t1上升时间下降时间t2131开始时，阀门刚打开，产生一个

58、流量称为开始时，阀门刚打开，产生一个流量称为初始流量初始流量随着阀门越开越大，流量也越来越大，按一定速率变化，当阀随着阀门越开越大，流量也越来越大，按一定速率变化，当阀门开到最大时，流量达到门开到最大时，流量达到上限流量上限流量然后以上限流量为基准，在一段时间内保持不变，当油罐车快然后以上限流量为基准，在一段时间内保持不变，当油罐车快要装满时，阀门则越关越小，流量也越来越少，是按一定速率要装满时，阀门则越关越小，流量也越来越少，是按一定速率变化，当阀门几乎要关闭时，到达变化，当阀门几乎要关闭时，到达下限流量下限流量再以此流量为基准，把油罐车几乎装满，关死阀门。由于阀门再以此流量为基准，把油罐车

59、几乎装满，关死阀门。由于阀门和管道出口之间总有一段距离，所以阀门关死之后，管道内残和管道出口之间总有一段距离，所以阀门关死之后，管道内残存的一些油液继续流出，即为存的一些油液继续流出，即为剩余流量，剩余流量，直到直到流完为止。流完为止。给定值给定值=要求装载的流量管道残余的流量要求装载的流量管道残余的流量132测量值(PV)给定值(SV)批量开始自动运转锁定宽度(BL)输出上限设定值(MH)输出值(MV)输出上限值PID输出偏差设定值（BD）偏置设定值（BB）给定值给定值手动运转PV-SVBD，MV=MHPV-SVBD，MV=MH-BBPV-SV BD，在BL之内，有PID；在BL之外，无PI

60、D； MV=MH133在批量控制开始时在批量控制开始时(手动切入自动手动切入自动)，调节器的，调节器的MV=MH。使阀门全打开，流量达到最大，故检测的使阀门全打开，流量达到最大，故检测的PV很大，它迅速靠近很大，它迅速靠近SV，也就是说当也就是说当(PV-SV)BD(偏差设定值偏差设定值)表明偏差很大。表明偏差很大。MV=MH，当当PV迅速接近迅速接近SV时，又要求时，又要求PV不能超调不能超调。如果如果(PV-SV)BD则认为系统处于稳定状态，可则认为系统处于稳定状态，可切换切换到到PID控制，控制，在切换时，为防止在切换时，为防止MV越限，则使越限，则使MV=MH-BB(偏置设定值偏置设定