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Honeywell DCS系统

(2009-03-24 21:38:05)
标签:

dcs

跟踪

pid控制器

组态

with

dcs系统

pv

分类: DCS&仪表

一.概述

1. 点的分类

点(POINT)可以看做是数据库中的记录,由参数列表组成

从功能上可分为系统点和过程点。系统点包括对系统的组态信息;过程点有分为硬件点和软件点,硬件点指完成基本I/O功能的过程点,软件点完成控制功能及逻辑运算等软件功能。系统点的名称由系统自动给定,为无名点,过程点多为有名点,也可定义为无名点。

2.点的组态方法

1)  在US/GUS上通过PED(Parameter Entry Display)进行填表式组态,适用于小批量或局部修改。

2)  在PC机上利用WORKBOOK软件进行填表式组态,生成EB文件,再下装到HPM中,适用于批量组态及预先组态。

3)  在PC机上利用TPS Build软件进行联机式组态,生成EB文件,再下装到HPM中,适用于批量组态及预先组态。

3.点的细目画面

用于显示过程点的信息,变量,报警及组态的详细画面。可选中一个点直接按DETAIL键,或先按DETAIL键再输入点名可调出点的细目画面。  

二. 建立HPM的控制策略 

Engineer Menu→NETWORK INTERFACE MODULE→UCN NODE CONFIGURATION

Engineer Menu→NETWORK INTERFACE MODULE→NODE SPECIFIC CONFIGURATION

1. HPM的扫描速率

硬件点为1/4S,软件点的扫描周期需在组态HPM时定义,分为1S,1/2S,1/4S三种。

2. HPM的控制要求               

1)  PU(Processing Unit)  是一个时间概念,用来衡量HPMM CPU的软件处理能力,一个HPM最大每秒可处理800个PU。

2)  MU(Memory Unit)   是衡量HPMM内存容量的单位。一个HPM最大可处理20000个MU。

3)  LU(Link UNIT)     是用来衡量I/O LINK电缆带宽的单位。1000LU/HPM

 

3. HPM的冗余方式

HPM的冗余其实就是HPMM的冗余,过程板的冗余在组态IOP时定义。

4.HPM的IOP配置

每个HPM最大可组态40个冗余的IOP,在组态IOP时用CARDFILE NUMBER和FILE NUMBER来确定IOP的物理位置,并需指定IOP的类型。

5.HPM的系统点

UCN节点的系统点为$NmxxNyy,BOX点的系统点为$NmxxByy。

三. 组态过程点

Engineer Menu→NETWORK INTERFACE MODULE→PROCESS POINT BUILDING→选择点类型

1.硬件点

硬件点直接同硬件相连,每一个信道对应每一个外部实实在在的输入输出点;控制系统的数据采集和控制输出由他们来实现。

1)模拟量输入点    Analog Input (AI点)  

用途:将现场的模拟输入信号转换成工程单位。

用于AI的IOP有:HLAI(高电平模拟量输入),LLAI(低电平模拟量输入),LLMUX(低电平模拟量多路转换器),PI(脉冲输入),STI(智能变送器接口),SDI(串行设备接口),SI(串行接口)

处理功能包括:A/D转换,PV线形化处理,工程单位转换,量程检查,PV源选择及报警处理

 

2)模拟量输出点    Analog Output (AO点) 

用途:将4~20mA信号输出到现场,控制现场设备。

用于AO的IOP有:AO(模拟量输出),AO_16(高密度模拟量输出)

处理功能包括:D/A转换,五段线性化         

 

3)数字量输入点    Digital Input  (DI点)   

用途:接受现场的数字信号,包括干接点与湿接点(需配置相应的FTA)。

用于DI的IOP有:DI,DISOE(带事件序列的DI,精确到1/1000S)

DI的工作类型有:状态输入,锁存输入(将≥40mA的信号锁存到1.5S,供系统处理),累加输入(累计脉冲个数,最大25个/秒)。

 

4)数字量输出点    Digital Output  (DO点)  

用途:将数字信号输出到现场,包括干接点与湿接点(需配置相应的FTA)。

DO的工作类型有:状态输出,PWM脉宽调制输出。

2. 软件点

软件点为控制系统本身所具有的内部功能块,他们的作用是对输入的资料进行分析,计算,比较,并根据各个功能块的功能来控制输出。

1)数字组合点   DIGITAL COMPOSITE(DC点)     

功能:完成对电机,电磁阀,泵等设备的监控。可控制三个状态,连接三个输出,监视两个输入。操作员,运行在本地接点的控制语言程序和运行在AM的程序可对输出进行控制。

联锁:

★ 允许联锁(Permissive Interlocks)

当 P0/P1/P2=ON时,允许操作员改变相应状态;

当 P0/P1/P2=OOFF时,不允许操作员改变相应状态。

★ 强制联锁(Override Interlocks

当I0/I1/I2=ON时,强制输出到某一相应状态;

当I0/I1/I2=OFF时,不强制联锁,允许操作员改变状态。

★ 安全联锁(Safety Interlocks)

当SI0=ON时,强制输出到状态0。

★ 旁路(Bypass)

旁路允许联锁与强制联锁,使操作员依然可以改变状态,但不能旁路安全联锁。

2)逻辑点       LOGIC POINT

功能:提供逻辑运算模块,实现逻辑控制。

输入连接最多为12个,可以输入模拟量,枚举量,逻辑量;输出连接最多为12个,只能为逻辑量;逻辑门最多为24个,可选用26种算法。逻辑点还包括8个实数寄存器和12个逻辑寄存器。

一个HPM最多可以组态80个逻辑点,实际数量由NLOGSLOT设定,每个逻辑点可定义4个用户报警,内容包括描述,报警源(输入,L1~L12,输出S01~S24,标识FL1~FL12),优先级等。

   

算法:

• Null (NULL)                                               空 

• AND Gate (AND)                                            与门

• OR Gate (OR)                                              或门           

• NOT Gate (NOT)                                            非门                

• NAND Gate (NAND)                                          与非门     

• NOR Gate (NOR)                                            或非门             

• XOR Gate (XOR)                                            异或门

• Qualified OR Gate With 2 Inputs ON (QOR2)                 四选二

 

• Qualified OR Gate With 3 Inputs ON (QOR3)                 四选三         

• Discrepancy gate with 3 inputs (DISCREP3)                 差别 

• Switch (SWITCH)                                           开关                       

• Compare Equal With Deadband (EQ)                          等于

• Compare Not Equal With Deadband (NE)                      不等于

• Compare Greater Than With Deadband (GT)                   大于

• Compare Greater Than or Equal With Deadband (GE)          大于等于

• Compare Less Than With Deadband (LT)                      小于

• Compare Less Than or Equal With Deadband (LE)             小于等于

• Check for Bad (CHECKBAD)                                  检查坏资料

• Fixed Size Pulse (PULSE)                                                                   固定脉冲长度

• Pulse With Maximum Time Limit (MAXPULSE)                  最大脉冲限制

• Pulse With Minimum Time Limit (MINPULSE)                  最小脉冲限制

• Delay (DELAY)                                             延时

• On Delay (ONDLY)                                          On延时

• Off Delay (OFFDLY)                                        Off延时

• Watchdog Timer (WATCHDOG)                                 看门狗

• Flipflop (FLIPFLOP)                                       触发器

• Change Detect (CHDETECT)                                 变化检查         

3)  设备控制点       Device Control

设备控制点是逻辑点和数字混合点的组合,用来控制单向单速电机,单向双速电机,双向单速电机,电磁阀等设备。

4)  常规PV点        REGULATORY PV(RP点)    

功能:完成对PV的二次计算及补偿功能。

算法:

Acquisition (DataAcq)                           数据采集          

Flow Compensation (FlowComp)                    流量补偿

Middle of 3 Selector (Mid0f3)                   三路选择器(MAX,MIN,AVG)

High Low Average Selector (HiLoAvg)             多路选择器

Summer (Summer)                                 加法器   

Variable Dead Time with Lead Lag (VDTLDLag)     变量超前滞后

Totalizer (Totalizr)                            累加器

General Linearization (GenLin)                  线形化处理

Calculator (Calcultr)                            用户自定义算法

5)  常规控制点       REGULATORY CONTROL(RC点) 

功能:完成基本控制功能。

算法:

 Auto Manual (AutoMan)                       手/自动控制器 

Incremental Summer (IncrSum)                 增量加法器

Multiply/Divide (MulDiv)                     乘除法器

Override Selector (ORSel)                    超弛选择器

PID (Pid)                                    常规PID控制器

PID Position Proportional (PIDPosPr)         位置比例PID控制器                          

PID with External Reset Feedback (PidErfb)   带外部复位反馈的PID控制器   

PID with Feedforward (PidFf)                 前馈PID控制器

Position Proportional (PosProp)              位置比例器

Ramp Soak (RampSoaK)                         斜坡控制器

Ratio Control (RatioCtl)                     比值控制器

Summer (RegCtl Summer )                      加法器  

Switch (Switch)                              开关

Null (Null)                                  空             

    几个基本概念:

★     输入输出连接:可连接最大2个输入,4个输出

★     PID调节系数:K(比例),T1(积分),T2(微分)           

★     调节公式(CTLEQN):EQA(PID作用于偏差);EQB(PI作用于偏差,D作用于PV,避免SP的快速变化在控制作用中产生的微分尖峰。);EQC(I作用于偏差,PD作用于PV,对SP变化提供最平缓的响应。);EQD(仅提供积分控制。)

★     控制方式(MODE):                                                           

      手动--MAN:没有调节作用,操作员可直接改变输出,相当于手操器。

      自动--AUTO:完成调节作用,操作员可改变SP。

      串级--CAS:完成调节作用,调节器的SP由另一个控制器给定。

★     PV跟踪处理(PVTRACK)

当控制设为MAN时,SP跟踪PV变化;

当控制设为AUTO时,SP=PV,输出实现无扰动。

★     初始化(Initialization

       当付控制器在CAS时,主控制器的输出OP送到付控制器的设定SP;

       当付控制器不在CAS时,主控制器的输出OP跟踪付控制器的设定SP;

        当付控制器返回CAS时,在主环上显示“INIT”,这样可避免付控制器产生输出OP扰动。

★     安全关闭(SHUTDOWN)

       当参数SHUTDOWN=ON时,控制器停止调节作用,其输出保持在安全值(SAFEOP)。

3.     基本建点原则  

先建硬件点,后建软件点;先建付环,再建主环;每条环路上只能有一个全点(FULL)报警。

四. 几个简单例子

单回路举例

流量补偿举例

前馈控制举例

 

五. Build Command介绍

1.几个概念

1)  DEB(Data Entity Builder)

Build Command中主要内容,用于建立或修改过程点,也可用于系统的备份。

2)  IDF(Intermidiate Data File)

中间数据文件,用于在HM上存储点的数据库文件。

3)  PED(Paramater Entry Display)

参数输入画面,用来进行点组态的主要画面,填表式输入。

2.Build Command的使用方法

 调出BUILD COMMAND的方法: Engineer Menu→BUILD COMMAND

 

 

 

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