集散控制系统：第五节 TDC-3000系统MC的组态

1、1.3 TDC3000系统MC的组态 输入组态字 在操作站上进行组态输入。按键CONF（组态）键进行运算块（SLOT）的组态，其它功能按键的符号、含义见表1.2。组态字共分九个部分，即CONF1CONF8，外加CONF趋势。表中“#”代表需输入的组态数据，其余均为键的名称，例如ENTER为确认键。1.3.4 组态实例 图1.14为一加热炉燃料流量与出料温度组成的串级调节系统，现按本节组态步骤进行组态。1.3 TDC3000系统MC的组态 图1.14 串级控制系统 1.3 TDC3000系统MC的组态第（1）步，系统框图已有，槽1的X输入来自线性输出流量变送器（F1）。 初始启动时要求操作员将燃

2、料流量控制器（槽1）置于手动方式，以便调节其输出，迅速达到炉内温度的设定值。此后，就需要将槽1切换到串级方式，由串级控制系统更好地实施过程控制。此时，槽1的设定值将不再跟踪燃料流量的PV值，而是来自槽2（温度控制器）的控制输出。而对于槽1来说，在由初始的手动方式切换到串级方式时应是无扰动的。这就需要对槽1设置“PV跟踪”和“预置”功能。对于槽2则只需PV跟踪。在本例中将槽2的输出作为槽1的Y输入，这样槽2便成了串级控制系统中的主环。1.3 TDC3000系统MC的组态1.3 TDC3000系统MC的组态 第（2）、（3）步，确定各槽路的有关特性并填写组态字。按图1.13和表1.1的有关规定填写

3、好组态字CONF1CONF6、CONF。 第（4）步，输入组态字。可借助于操作站进行组态输入。功能按键CONF（组态）用于运算块组态，其他功能按键的符号、含义见表1.2。用SLOT2和SLOT1构成系统，组态中的CONF1、2、3、4、5、6如图1.15所示。1.3 TDC3000系统MC的组态 SLOT2 SLOT11.3 TDC3000系统MC的组态1.3 TDC3000系统MC的组态图1.15 系统组态字习题一习题一什么是分散控制系统？与常规模拟仪表相比，分散控制系统具有那些优点？分散控制系统一般由哪几部分组成？分散控制系统的通信网络有哪几种结构形式？什么是通信网络协议？常用的有哪几种？

4、分散控制系统中通信总线的冗余情况如何？TDC3000LCN系统由哪几部分构成？试述各部分的作用。TDC3000UCN系统由哪几部分构成？各部分的作用是什么？第二章 现场控制站及过程接口单元本章介绍的是集散系统中实现分散控制的关键部分现场控制站。 现场控制站是以微处理机为基础的过程控制器，有单回路和多回路两种类型。 现代的现场控制站是多功能型的，它是集连续控制、顺序控制、批量控制及数据采集功能于一体的多功能现场控制站。 2.1 多功能控制站MC多功能控制站MC 是Honey Well的TDC3000系统早期技术比较成熟的现场控制站，有一定的代表性。 本节主要介绍其结构、主要功能和应用实例。 2.

5、1.1 MC的结构 多功能控制站MC由控制站主机箱CCFA （或控制器文件夹）、控制站的扩展机箱PCFA （或点卡文件夹）、端子板和连接电缆等组成。每个控制站主机箱（或控制器文件夹）最多可配两个控制站的扩展机箱（或称点卡文件夹）。多功能控制站MC通过其HW接口卡“挂”在HW上，与增强型操作站（EOS）和上位计算机进行通信。操作人员可通过操作站对控制站MC所控制的过程进行干预。本地批量操作站（LBOS）是MC的简易人-机接口。2.1.1 MC的结构1.控制站主机箱CCFA（或控制器文件夹） 多功能控制站MC机箱(文件夹)属于卡笼形式结构，由卡笼、导轨、连接件和印刷电路底板组成。卡笼内共有13块插

6、卡板，分为电源、主机和接口3个部分。其中包括：电源卡1块，主要提供24V、+5V和12V电源。主机部分包括CPU卡、RAM卡、PROM卡和CNTRL控制卡4块。电子插件边缘的发光二极管用来显示工作状态和故障情况。此外MC还配有A/D、D/A接口卡等各种接口卡。MC控制站主机箱CCFA（或控制器文件夹）的结构见图2.1。各卡功能简介如下：2.1.1 MC的结构图2.1 MC的控制器文件夹2.1.1 MC的结构1）电源调整卡： 把从直流电源得到的24V DC调整到+5V、12V和24V经底板供文件夹其它插件使用。2）CPU卡： 是控制站的中央处理单元。采用CP-1600芯片，执行连续、顺序、逻辑控

7、制、I/O监视和自诊断等。3）RAM卡：存储基础数据、运算数据及历史数据。配有基本数据、组态程序和趋势存储器。4）PROM卡：向CPU提供固化的监控程序和子程序，用于执行连续控制、逻辑块处理、I/O监视，SOPL顺序、CLINK通信和自诊断等。5）CNTRL卡： 提供部分运算功能，并对RAM卡的奇偶校验电路和电池校验电路进行在线诊断。 6）A/D卡：对16路PV信号进行12位A/D转换。2.1.1 MC的结构 7）HW接口卡（2块）: 提供与操作站等HW设备的通信。 8）SBLA卡:（又称CLINK卡）使MC内部总线上的并行数据与CLINK上的串行数据相互沟通，按指令执行并/串与串/并转换，实

8、现与本地操作站的接口。 9）UAC接口卡: 组成UAC无中断自动控制系统时，须配置本卡。它提供MC与备用存储器文件夹(机箱)之间的接口。卡上设有一个缓冲寄存器，用来向备用存储器卡传递数据。10）IBC卡（I/O总线卡）：为控制器文件夹(主机箱)内部总线与I/O总线上的点卡文件夹（扩展机箱）之间提供通信接口。11）输出卡1号和2号 ： 它把CPU卡提供的10位二进制数转换成对应的420mA电流输出（即完成D/A转换）。每块模拟输出卡提供4个独立的420mA电流输出。一个MC有16个内部控制槽路SLOT。这里只支持8个SLOT其余916号SLOT在点卡文件夹（扩展机箱）上输出 。2.1.1 MC的

9、结构印刷线路底板提供13块插件之间的信号传输通道。底板上的24V DC电源向电源调整卡供电。在插拔卡时，必须先切断电源。开关下方的15A保险丝为文件夹提供过流保护。开关旁的发光二极管用以指示机柜内的24V DC母线供电正常。J2、J3用来与端子板相连接。I/O总线电缆把1号和2号点卡文件夹（扩展机箱）上的IBI卡与控制器文件夹（主机箱）中的IBC卡连接起来。CLINK连接器用于MC与本地操作站之间的连接。2.1.1 MC的结构2.点卡文件夹（扩展机箱）点卡文件夹（扩展机箱）的主要功能是把来自端子板的模拟、数字或计数信号转换成适用于控制器文件夹内部总线的信号电平，同时也把来自控制器文件夹的信号转

10、换成模拟或数字信号进行输出，即完成信号的调理和转换。点卡文件夹（扩展机箱）支持916号控制SLOT的模拟输出。点卡文件夹也是卡笼式结构的。其结构见图2.2卡笼中共有10块电子板插件：1块电源调整卡、8块I/O卡和1块IBI（I/O总线接口）卡。 图 2.2 点卡文件夹 2.1.1 MC的结构2.1.1 MC的结构I/O总线接口卡（IBI）主要提供点卡文件夹与控制器文件夹间的信息交换。I/O卡：共有以下5种类型（用户可根据需要进行选择） 1）模拟输入卡： 共接收8点输入信号，可以是15V电压或420mA电流，滤波时间都为100ms。420mA模拟输入卡可向变送器供电。模拟输入卡只能安装在1号点卡

11、文件夹的7号槽和8号槽。 2）模拟输出卡： 4点420 mA输出。为连续控制SLOT9SLOT16所配的模拟输出卡只能装在1号点卡文件夹的1号槽和2号槽。 3）数字输入卡： 每卡16个输入点。24V DC供电，滤波时间分1 ms和24 ms两种。另有两种是48V DC供电，滤波时间同24V供电的数字输入卡。2.1.1 MC的结构4）数字输出卡： 每卡8个输出点。继电器输出型，触点容量125V，0.4A；三极管输出型，输出容量30V DC，0.1A。5）计数输入卡： 每卡4个输入点。按计数速率快慢分3种型号：第一种是30个脉冲/S，滤波时间16 ms；第二种是2000个脉冲/S，滤波时间0.1

12、ms；第三种是4000个脉冲/S，滤波时间0.1 ms。 点卡文件夹底板上有4个50芯插座与端子板相连。电源开关控制24V供电。2.1.1 MC的结构3.端子板 MC的控制器文件夹（主机箱）与点卡文件夹（扩展机箱）处理的信息不同，因此有各自的端子板。控制器文件夹（主机箱）端子板： 主要接收进行连续控制的过程信号和送出控制信号。板上端子排接线如图2.3所示，其上有2个PV信号和1个输出信号。整个端子板提供了SLOT1SLOT16的PV输入和SLOT1SLOT8的输出。图上所画变送器电源由端子排供给。当变送器具备独立电源时，信号应接至3、4和5、4，经250的电阻，以获得所需的15V信号。2.1.

13、1 MC的结构 图2.3 多功能控制器文件夹端子排接线图 2.1.1 MC的结构点卡文件夹（扩展机箱）端子板： 点卡文件夹的端子板上8条端子排正好与8块I/O卡相对应。每条端子排有27个端子。对于不同的过程变量，端子的接线方式各不相同。现场来的信号接上端子板，经J1J4 50芯插座和电缆送到点卡文件夹（扩展机箱）的I/O卡件上。端子板还为外部继电器、计数器或指示灯提供一个带保险丝的电源。根据需要，MC还可配置特殊类型的端子板。其中的小型I/O端子板用于连接数字显示器；中间继电器端子板用来与现场信号隔离。2.1.1 MC的结构4.本地操作站LBOS 又称本地批量操作站（LBOS）是MC的简易人-

14、机接口，包括一个显示器、键盘以及控制和显示电路，它通过C-LINK最多可对8个MC进行读/写。操作者可在CRT上监视和控制MC的全部测点，并进行报警处理；还可通过LBOS进行组态和SOPL语句编程。2.1.2 MC的另外几种主要功能 多功能控制站MC除以上所讲的基本连续控制功能外，还有另外几种必不可少的功能。这些功能是： -逻辑控制功能 -输入/输出监视功能 -顺序控制功能。 下面对这几种功能进行介绍。1. 逻辑控制功能 MC的逻辑控制功能由逻辑块实现。一台MC有128个逻辑块，即逻辑算法的容量为128个逻辑块。运算周期为1S，每块可执行的算法共有11种。这些逻辑块可直接用于工艺联锁，用户根据

15、需要通过组态也可将这些逻辑块作为顺序控制中的功能模块进行条件判断或状态变换。2.1.2 MC的另外几种主要功能（1）逻辑块算法 MC的逻辑块算法共有4类11种，如表2.1所列。 第一类 为三输入逻辑算法。它只有3个输入而无输出。虽然没有输出点，但逻辑块的状态也反映了逻辑运算的结果，所以可将它的状态作为其它逻辑运算的输入变量。 第二类 与常规逻辑算法相同，有2个逻辑输入、1个逻辑输出。因为有逻辑输出端，所以可用于构成复合逻辑运算。 第三类 只有一种连接算法，用于将一个逻辑输入分别输出到两个逻辑输出端。 第四类 为具有时间特性的逻辑变量，包括延迟ON、延迟OFF和脉冲。对于此类逻辑快，除了输入信号

16、外，还应给出时间常数T，以确定延迟时间或脉冲宽度。2.1.2 MC的另外几种主要功能表2.1 逻辑块算法2.1.2 MC的另外几种主要功能（2）逻辑块运算的输入/输出变量 MC逻辑块运算的输入/输出变量包括各种状态和操作方式。这些状态是：系统中的报警状态和预报警状态、逻辑块状态、上位机的计数溢出状态、外部数字输入状态、特征位状态、局部故障状态、数字输出状态、计数器状态、计时器状态和控制SLOT的操作方式等。2.1.2 MC的另外几种主要功能 逻辑块的组态字 逻辑块的软件组态主要解决3个问题。第一，确定该逻辑块选用哪种运算逻辑；第二，根据不同的算法确定其输入变量和输出变量；第三，确定运算所需的常

17、数。 具体组态分4个部分，即4个组态字：CONF WORD1CONF WORD4。其中CONF WORD1 选定逻辑运算的算法，0不用，111分别代表所选的逻辑算法编号（见表2.2）。 CONF WORD1总共有2位，代表逻辑算法的编号，例如填3，即代表选用三输入的XOR（异或）运算。 2.1.2 MC的另外几种主要功能表2.2 各算法逻辑块组态字内容2.1.2 MC的另外几种主要功能 CONF WORD2CONF WORD4根据所选用的不同算法规定相对应的输入、输出变量及参数。 CONF WORD2CONF WORD4各由10位组成，各位的定义如图2.4所示。2.1.2 MC的另外几种主要功

18、能 负号的意义 在输入变量代码前加负号，表示取相反状态。例如DI1008.AS为逻辑1时，表示数字输入SLOT10第8点的报警状态；而-DI1008.AS为逻辑1时，是正常状态（非报警状态）。 2.1.2 MC的另外几种主要功能变量代码的字符部分: 用2个英文字母代表输入/输出的变量类型。其意义如下所示。AI：模拟量输入；DI：数字量输入；DO：数字量输出；LB：逻辑块；CI：计数输入；FL：旗标变量；TM：计时器；LP：控制 2.1.2 MC的另外几种主要功能变量代码的数字部分 用数字表示该点在MC中所处的位置。数字输入最多16个SLOT，而每个SLOT有16个点，所以最多有4位。例如，对第16个SLOT的第16点可填写“DI16 16”。执行代码 用2个英文字母表示用该点所处的何种状态参加逻辑算法的运算。例如，以16号控制SLOT报警上限作为逻辑运算的输入信号，则可填CONF WORD2为“LP16AH”。2.1.2 MC的另外几种主要功能（4）逻辑块组态字的输入方法逻辑块的组态字是通过操作站的终端进行输入的。其过程如下： 【BOX VAR】【ENTER】 调出箱变量显示。 【L】从箱变量中调出逻辑块