集散控制系统：第十二节 逻 辑 管 理 站LM

1、2.6 逻 辑 管 理 站LM LM是UCN网络的逻辑控制器，主要用于顺序控制和紧急联锁。这里主要介绍它的构成及主要功能。2.6.1 LM的构成 LM是由网络接口IPC620-35加上LMM （Logic Manager Module）组成的。LM包括以下9种模块。 2.6 逻 辑 管 理 站LMLMM 逻辑管理器模块：LMM可与IPC620-35进行数据交换，并将数据转换成TDC-3000的数据格式，同时进行工程量转换、报警处理、状态报告以及诊断和点对点通信等UCN网络的控制功能。MM存储器模块：MM是存放梯形图程序的存储器，存储容量为24K字。这是LM中惟一的存储器。RM寄存器模块：RM是

2、逻辑控制器的I/O数据表。PM处理器模块与LMM之间的数据通信都是通过该数据表进行的。2.6 逻 辑 管 理 站LMSCM系统控制模块：SCM是PM处理器模块的扩充功能模块，协调处理各功能模块的工作。PM处理器模块：PM处理器模块执行存储于MM中的控制程序，并进行数学运算和数据传递。IOCM I/O 控制模块：IOCM协调逻辑管理器模块LMM和I/O系统之间的数据通信。I/O控制模块可控制2048个I/O点。PSM电源模块：PSM是处理器的供电模块，另有一后备电池作MM和RM的备用电源。SLM串行连接模块： SLM是处理器和远程串行I/O系统的接口处理模块。每个LM至少有一个SLM模块。PLD

3、M并行连接驱动模块：PLDM可通过多位开关控制处理器模块的状态。 2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6.2 LM的功能 LM的主要功能是实现顺序控制和紧急联锁等逻辑处理。与过程管理站PM一样，LM也是以数据点为基础来实现不同的逻辑功能。 LM的数据点类型和容量如表2.19所示。2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6 逻 辑 管 理 站LM同过程管理站PM一样，LM在实际使用过程中，各类数据点的总数也有一定的容量限制，一个LM最多可有2800个处理单元（PU）。用户可按数据点的实际用量计算出PU总数。只要PU数目小于2800，系统就认为数据点用量合理。表2.19中9类数据点在PM中都已出现过，其功

4、能和处理过程与PM类同，这里不再重复。与PM不同的是，LM的数据点要通过LM数据点组态表中的PCADDRESS参数来实现同寄存器模块（RM）中的数据库建立起对应关系。用户只要在PCADDRESS栏内填写数据点在RM中的地址，就可建立起两者的对应关系。 2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6.3 LM的应用软件组态 LM应用软件组态包括数据点组态和梯形图逻辑组态两个方面。在组态之前必须首先进行数据点的分配。 1、LM数据点分配 同PM数据点一样，除包括BOX号、SLOT号和SUBSLOT号内容外，还有一个参数PCADRESS，即LM的寄存器地址需要定义。LM的寄存器（RM）容量一般为4K4bit，

5、其中一部分是外部I/O(即REAL I/O)点驻留地，另一部分是内部数据的存储地。前一部分的容量取决于I/O控制模件（IOCM）的容量，一般为1K或2K。因此，允许的过程I/O点最多1 024或2 048，也就是说，过程I/O点在RM中的地址为0 0001 023,或0 0002 047。2.6 逻 辑 管 理 站LM 数据点的地址分配间隔一般是2的幂，最小是8，再大是16、32。实际应用中取32为多，因为目前LM的I/O卡数据点的容量最大为32，即第一块I/O卡的地址分配是0 0000 031，第二块I/O地址是从0 0320 063。这样分配对系统的扩充很有益处，可在不改变原有程序的情况下

6、，完成系统的扩展。通常第一个地址0000不用，所以第一个I/O卡只有31个点。 在地址分配中，有些地址需保留作特殊用途，如时间寄存器或系统状态寄存器。这些区域在数据点分配和程序编制过程中应特别注意。对于4K4bit的寄存器模块RM，00002047是过程I/O地址，20484095是内部I/O地址。I/O控制模块IOCM和寄存器模块RM中都有一些特殊地址不能使用，例如，40954111保留用作0.01s时间寄存器，41118191用作16位数据寄存器。2.6 逻 辑 管 理 站LM 2、数据点的组态 LM数据点组态同PM完全一样。只是当LM用作紧急联锁系统的控制时，应成为一个相对独立的系统。不

7、允许操作员去干预和联锁相关的数据点的状态，例如关闭阀门等。 实现的方法是，将MODE参数置成手动， 即MODE=MAN；控制方式属性置成“程序”，即MODATTR=PROGRAM；MODEPERM=NOTPERM，即不允许操作员手动改变输出数据点的状态。 2.6 逻 辑 管 理 站LM 3、梯形图程序的编制 梯形图又称阶梯图。它以输入接点、内部逻辑和输出接点的形式来完成复杂的逻辑控制。LM梯型图程序的编制包括系统安全程序编制和应用程序编制两部分。 系统冗余程序的编制：对于硬件部分冗余的LM，必须编制一个与硬件配置相适应的用户冗余控制程序，才能真正实现冗余。编写这个程序要求对系统硬件有透彻的了解

8、。2.6 逻 辑 管 理 站LM应用程序的编制：编制梯型图程序时应充分考虑程序的易读性、易维护性、易操作性和安全性。当用于紧急联锁控制时，应注意联锁控制系统的独立性。程序运行时不允许人工干预，但在开车过程中或在联锁发生后，还是需要人工干预，以便能完成联锁旁路和联锁复位的操作。因此，还应为操作员提供联锁旁路和复位的操作画面。2.6 逻 辑 管 理 站LM 图2.21为LM梯形逻辑的简单应用。先进过程管理站APM中运行的批量控制顺序启动搅拌的信息通过点对点通信送到LM中，LM则根据APM的要求，执行逻辑处理，并启动搅拌马达。在梯形图实现中，即是使START常开触点闭合，MTR马达得电，启动搅拌。当

9、反应完成后，APM就向逻辑管理站LM发送要求停止马达运转的信息。在梯形图中，即是使STOP常闭触点断开，使马达停转。2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6.4 LM的工作状态 逻辑管理器有4种可选的工作状态：RUN、PROGRAM、RUN/PROGRAM和DISABLE。RUN运行状态：是LM的主要工作方式。此时处理器模块将扫描并执行存放在存储器模块MM中的用户程序。扫描完毕后，返回至程序头。遇到“返回主程序头”或“内存已扫描完”时，LM就结束这一扫描周期。PROGRAM编程状态：用户可在编程状态下编写梯形图程序，并装入系统。RUN/PROGRAM运行编程状态： 允

10、许用户在线修改程序。此时处理器模块进行程序处理，但I/O口仍可受控于编程器的强制信号。DISABLE禁止状态：禁止输出信号随强制命令或其它信号改变，而只能根据并行连接驱动模块PLDM上的设定取保持或清零的状态。 2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6.5 LM与其它UCN模块的通信 LM与其它模块间的通信是通过连接数据点实现的。每个LMM最多允许有14个连接数据点（上节中表2-19所示），每个连接数据点都有12个输入连接点和12个输出连接点。输入连接点获取来自UCN的信息，输出连接点将逻辑管理器模块LMM中的数据送往UCN。输入/输出数据点的连接对象可以通过组态来确定，数据的表达方式可以是位号加

11、参数的形式，或者是直接书写地址的方式。 2.6 逻 辑 管 理 站LM2.6.6 LM和PM的应用举例 一体化工厂必须把分散的工艺装置之间的过程数据和控制策略进行协调。万能控制网络（UCN）的点对点通信方便地解决了这一问题。该通信性能有助于在实体分开而内部相关的若干生产装置之间执行协调的逻辑和调节控制策略。下面的例子说明逻辑管理站（LM）和过程管理站（PM）如何通过点对点的通信方式，对一个简单热化学反应过程进行监视和控制。 2.6 逻 辑 管 理 站LM 图2.22是一个简单的进料反应装置，原料经泵1送入反应器。当反应器中的液位达到设定值后，泵1关闭。这时打开蒸汽阀对反应器进行加热。当达到反应

12、要求后，停止送蒸汽；然后开启泵2进行出料。其间涉及到液位报警、泵的开关以及各信号间的联系，均由LM和PM完成。 2.6 逻 辑 管 理 站LM图2.22 进料反应器控制简图 2.6 逻 辑 管 理 站LM 过程控制站（PM）完成的控制功能如下：原料输送速率的设定和输送量的累计。当达到预定输送量时，流量控制阀关闭，输送泵停止运转。如果反应器中液位达到高限报警值，流量调节控制形式设为手动，将输出设为0%。按照预先制定的反应器升温加热曲线，对进入反应器加热装置中的蒸汽流量进行控制。 当达到规定的反应周期后，停止蒸汽流入，然后开动输送泵2进行出料。2.6 逻 辑 管 理 站LM逻辑管理站（LM）完成的

13、控制功能如下：泵1马达的启动联锁控制。该联锁条件为：-原料罐的原料液位达到预定的值；-反应器中有足够的空间来容纳新的进料； -泵2处于非运动状态； -泵1马达许可运转，工作正常。泵2马达的启动联锁控制。该联锁条件为：-切断反应器加热装置中蒸汽流量；-确认达到了要求的反应条件；-泵2马达许可运转，工作正常。 2.6 逻 辑 管 理 站LM为实现上述的控制功能，过程管理站与逻辑管理站之间的通信应有下列信号的传送：从过程管理站（PM）到逻辑管理站（LM）。-原料罐液位，用于确认启动泵1的条件； -反应器液位，用于确认启动泵1的条件；-输送到加热装置中的蒸汽流量，用于确认启动泵2的条件；-泵启动和停运

14、命令。从逻辑管理站（LM）到过程管理站（PM）。-反应器液位的高限值；(用于关闭蒸气阀门)-泵的运行状态；-马达的联锁。2.6 逻 辑 管 理 站LM上面的例子充分体现了程序控制点的灵活性和控制策略的简便性，从而使UCN万能控制网络及其装置能够提供完善的控制方案和易于协调的控制策略。 2.7 国产控制站SUPCON JX-300X JX-300X控制站是系统中直接与工业生产过程相连接的I/O处理单元，其任务是完成整个工业生产过程的实时监控功能。通过软件设置和硬件的不同配置可构成不同功能的控制结构，如过程控制站（PCS）、逻辑控制站（LCS）和数据采集站（DAS）。控制站主要由机柜、机笼、供电单元和各类卡件（如模入/模出