DCS系统中控制回路图连接组态设计

DCS 系统中控制回路图连接组态设计 艾　红1　王　捷2 1 (北京机械工业学院自动化系　北京　100085)　2 (北方工业大学机电工程学院　北京　100041) 摘要　在DCS 系统中, 控制站组态是控制 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 实施的一个重要组成部分。文中采用控制回路图连接的方法进行控制站的组 态。本文 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 研究了串级控制、比值控制、折线程序设定器设计在控制回路图中的连接。并对分程控制、串级分配器的控制回 路图连接进行了设计。对除法运算功能块运用给出了应用实例。文中介绍的控制回路图连接组态设计, 具有一定的实用价值。 关键词　控制回路图　组态　连续控制 D esign of Con trol D raw ing Conf igura tion in DCS System A i　Hong1　W ang　J ie2 1 (B eij ing Inst. of M ach inery Ind ustry , B eij ing 100085, Ch ina) 2 (N orth Ch ina U niversity of T echnology , B eij ing 100041, Ch ina) Abstract　F ield con tro l stat ion configurat ion is the impo rtan t part of realizing con tro l m ethod in DCS system. T h is paper studies con tro l draw ings of cascade con tro l and rat io con tro l. It in t roduces con tro l draw ing of the 132 zone p rogram set b lock. It pu ts fo rw ard the con tro l draw ings of sp lit con tro l signal dist ribu t ion b lock and cascade con tro l signal dist ribu t ion b lock. T h is paper gives ou t the examp le of division b lock app licat ion. It po ssesses defi2 nite p ract ical value. Key words　Contro l draw ing　Configurat ion　R egulato ry con tro l 1　引　　言 在集散控制系统中, 控制站组态是控制方案实施的 一个重要组成部分。以日本横河电机CEN TUM —CS 为 例, 控制站组态是采用控制回路图即Contro l D raw ing 图的连接组态来实现。由两个或更多个功能块组成的控 制组称为Contro l D raw ing 图。而采集模拟量输入、进行 计算处理以及过程监视和控制均可以用控制回路图连接 组态来完成。采用控制回路图可方便完成串级、比值、分 程控制以及运算等功能的组态设计。 2　简单连续控制的控制回路图设计 2. 1　串级控制 串级控制是控制回路图常用组态设计。图 1 中串 级控制的主回路输出端OU T 与副回路给定端SET 相 连。% Z011103 表示控制回路图的硬件连接号。表示信 号来自第一个节点、第一个单元、第一个槽位、第三个 通道。 在 P ID 功能块的详细定义中, 需要定义量程上下 限, 工程单位, 控制动作, 正反作用, 手自动跟踪等才能 进行串级控制。 图 1　串级控制控制回路图连接 第 24 卷第 4 期增刊　　　　　　　　　　　　 仪　器　仪　表　学　报　　　　　　　　　　　　2003 年 8 月 2. 2　比值控制 图2 是比值控制控制回路图组态设计。其中: RA T IO 为比例控制功能块。其功能为M V = SV ×PV + B IA S。 SV 为比值系数, PV 来自RA T IO 比值功能块的输入端 IN。SV、B IA S 均由调整画面设置。B IA S 的缺省值为零。 图 2　比值控制的控制回路图连接 2. 3　折线程序设计 在集散控制系统中常用折线程序设定器完成一定的控 制功能。其控制回路图连接如图3 所示。图3 中PG—L 13 为13 段折线程序设定器控制功能块。利用此功能块可按照 用户的要求设计出13 段折线。横坐标为X01—X14, 纵坐 标为 Y01—Y14。X01—X14 为时间轴, 单位为 0～ 9999m in 或0～ 9999s。Y01—Y14 是程序设定块的输出。 X01—X14, Y01—Y14 均可在操作站的调整画面设置。在 调整画面中, 参数 ZON E 的取值为 1—13, 含义为Xn 与 Xn+ 1之间的时间间隔。此功能块有3 种工作方式。 M AN : 手动输出。程序给定值计算停止。 AU T: 程序计算输出。当程序执行完毕, 输出完 成, 自动变为M AN 方式。 CA S: 程序从开始到执行完毕, 又自动启动程序计 算并计算输出。即程序交替执行。 图 3　13 段折线程序设定器控制回路图连接 3　分程控制和串级分配器控制回路图设计 3. 1　分程控制 为了实现一定的控制功能, 常用到分程控制。图 4 是分程控制控制回路图连接。图中SPL IT 是分程控制 功能块。分程控制把一个信号分程送到两个阀上。 M LD—SW 是具有自动、手动开关的手操块。在自动模 式下, 此功能块接收来自另一个功能块的输出进行调 节并输出动作信号。当功能块M LD—SW 工作为 M AN 时, 人为给定M V 值。工作在 AU T 时, 通过 SET 端给CSV 值。据公式 SV = GA IN ×CSV + B IA S 计算 SV 值。GA IN、B IA S 可在调整画面设定。图 4 中, 工位号为M 10 的功能块M LD—SW 工作在AU T 时, 作为分程控制的通路起作用。工位号为M 10 的功能块 M LD—SW 工作在M AN 时, 则M LD—SW 可手动调 节。 图 4　分程控制控制回路图连接 3. 2　串级分配器控制 图 5 是串级分配器控制回路图组态设计。在图 5 中, FOU T 是串级分配器控制块。此功能块可使一个 信号输出到两个端子J 01 和J 02。每个输出端与P ID 模 块相连设置其工作范围。 图 5　串级分配器控制回路图连接 074 仪　器　仪　表　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　 第 2 4卷　 4　运算控制在控制回路图中组态设计 CS 系统中有很多运算功能块。如ADD (加法) , M UL (乘法) , D IV (除法) , AV E (平均值) , LA G (一阶 滞后) , FUN C (折线函数)。一般运算的运算块CAL CU 和CAL CU —C。此外还有进行运算辅助块如三点三位 选择开关 SW —33, 数据设定块D SET , 带输入指示的 数据设定块D SET—PV I。在运算块CAL CU 中, P01— P08 8 个端子可以参加运算, P01—P08 的数值可在调 整画面中设置。 图 6 为除法运算块控制回路图组态设计。D IV 为 除法运算功能块。 图 6　除法运算块控制回路图连接 　　算式为　CPV = GA IN × (RV ÷ ( (GN 1×RV 1) + BS1) + B IA S 其中: GA IN = 110; GN I= 110; BS1 = 010; B IA S = 010。RV 为 IN 端输入值, RV 1 为 Q 01 端输入值。 GA IN、GN 1、BS1、B IA S 在组态时可设置其缺省值, 也 可以在操作站 ICS 上调整画面修改。 5　结束语 集散控制系统中控制功能有连续控制和顺序控 制, 功能块有输入指示和控制、信号选择、信号分配、脉 冲控制、开关仪表、定时计数、加法、除法运算块以及运 算辅助块等。尽管功能块种类繁多, 但都可以在控制回 路图中, 通过不同的连接进行运算达到控制目的。不同 厂家不同DCS 机型控制运算方法虽然不同, 但是无论 是填表方法还是画图方法, 需要连接的输入端、输出端 和功能块大致相同。用控制回路图连接的组态设计, 方 法简单, 思路清晰, 具有操作简单和一定的实用价值。 　　参考文献 1　Yokogaw a E lectric Co rpo rat ion. System Configu rat ion and Functions[M ]. YO KO GAWA 1999. 2　Yokogaw a E lectric Co rpo rat ion. H ardw are Configu rat ion and Function M anual[M ]. YO KO GAWA 1999. 3　Yokogaw a E lectric Co rpo rat ion. FCS F ield Con tro l Sta2 t ion Function M anual [M ]. YO KO GAWA 1999. 174　第 4 期增刊 DCS 系统中控制回路图连接组态设计