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IA系统


I/A 系统





第一章 I/A Series 系统概述 ..........................................1 1.1 开放式的 DCS 系统 ..................................................................

.............1 1.2 I/A Series 智能自动化系列的特点 ..........................................................3 第二章 控制回路 .....................................................5 2.1 控制组态 ...................................................................................................5 2.1.1 组合模块(Compound)和模块(Block)的概念 .....................5 2.1.2 组合模块(Compound)和模块(Block)的功能 .....................6 2.2 ICC 组态器的使用 ...................................................................................14 2.2.1 控制组态程序可编辑的工作区域 ...............................................14 2.2.2 进入 CIO 控制组态的操作步骤 ..................................................14 2.2.3 CIO 组态器顶端菜单介绍 ............................................................16 2.2.4 Compound 编辑菜单 ....................................................................18 2.2.5 Block 编辑菜单 .............................................................................19 2.3 Compound/Block 参数 .............................................................................20 2.3.1 参数及其属性 ...............................................................................20 2.3.2 参数的连接 ...................................................................................21 2.3.3 模块的初始化 ...............................................................................21 2.3.4 功能块组合(Compound)的参数 .............................................22 2.3.5 模块(Block)的参数.......................................................................23 2.4 几个常用模块介绍 .................................................................................23 2.4.1 模拟量检测回路 ...........................................................................24 2.4.2 单参数调节回路 ...........................................................................29 2.4.3 串级调节回路 ...............................................................................35 2.4.4 流量积算回路 ...............................................................................36 2.4.5 单回路控制过程的模拟 ...............................................................37 2.5 实验 .........................................................................................................38 第三章 模块的显示与操作............................................44 3.1 Compound&Block 选择 ...........................................................................44 3.2 模块的详细显示 .....................................................................................46
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第四章 控制画面的制作 ..............................................49 4.1 FoxDraw ...................................................................................................49 4.2 菜单介绍 .................................................................................................50 4.3 流程图的建立 .........................................................................................52 4.4 流程图的组态 .........................................................................................54 第五章 报警的显示与制作............................................67 5.1 系统报警 .................................................................................................67 5.2 过程报警 .................................................................................................67 5.3 历史报警 .................................................................................................69 第六章 历史数据的组态和管理........................................70 6.1 基本概念 ..................................................................................................70 6.2 AIM*Historian .......................................................................................71 6.3 AIM 历史组态器(histcfg) ...................................................................72 6.4 AIM 历史管理器(histmgr) .......................................................................82 第七章 组显示 ......................................................91 7.1 模块控制面板的组显示 .........................................................................91 7.2 趋势图的组显示 ....................................................................................93 第八章 系统维护 ....................................................95 8.1 机房条件 .................................................................................................95 8.2 系统硬件安装及上电 ............................................................................95 8.3 系统管理软件概要 ................................................................................97 8.4 操作员行为记录 ....................................................................................99

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第一章 I/A Series 系统概述

第一章 I/A Series 系统概述

1.1 开放式的 DCS 系统
自七十年代以来,以微机为核心的分布式控制系统(亦称集散控制系统 DCS) 将现代高科技的最新成就,计算机技术、通讯技术、CRT显示技术和自 动控制技术 (即四 C 技术) 集为一体, 使自动化仪表装置向系统化, 分散化 , 多 样化和高性能化的方向产生了一个质的飞跃。 由于分布式控制系统的分散结构 的思想替代了微机集中控制, 使得系统的可靠性得以极大的提高; 高性能的微 机处理能力使系统的功能远远超过了以往任何自动化仪表; 高速有效的通讯系 统和 CRT 显示技术, 为系统资源的共享和集中管理, 方便而丰富的人机联系 提供了强有力的支持。 在这基础上, 现代控制理论的实用化成为可能, 大大 促进了自动控制技术的发展。 早期的 DCS 系统都局限在各个制造商的产品范围内进行发展, 它们采用 各自的技术规范和标准。 如采用自己开发的计算机系统和操作系统, 自己的讯 号标准等。 各个制造商的产品自成体系, 其它厂商的产品或软件很难纳入该系 统。这是一种封闭式的 DCS 系统, 不利于长远的技术发展。 系统资源得不到 充分的共享, 也不便于统一管理和维护。 美国福克斯波罗公司着眼于未来, 于 1987 年在世界上第一个推出了体现开放概念的超越一般 DCS的新一代工业控 制系统 ???I/A Series 智能自动化系列。经过十多年的努力, 开放的概念已被 普遍接受,大多数生产自动化控制设备的厂商开始转向开放式。 现在几乎每个 厂商都在宣称 “开放”, 什么样的系统才是真正的开放型工业控制系统呢? 在第一代 DCS 系统推出以后, 不同厂商的系统之间的通讯问题就提了出 来。为了解决计算机系统的互连,国际标准化组织(ISO) 提出了开放系统互连 (OSI) 参考模型。 1980年以美国通用机器公司为首的各制造商和用户一起, 共 同制定了一个具体解决各制造商生产的计算机、机 器人、 自动化机器视觉系统 等相互通讯的协议。 称为制造商自动化协议, 简称 MAP。 MAP 是按照 OSI 模 型制定的。 它实质上是装入 OSI 模型框架中的通讯标准的规范说明书。 它规 定了可供模型中各通讯层次选用的通讯标准。“开放” 一词的准确含义是指 任 何两个遵守该模型和有关协议标准的计算机系统均能实现网络互连其技术的规
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第一章 I/A Series 系统概述

格是公之于众并可以免费得到的。这不是哪一个厂商能够独享的。 在成熟的开 放技术中, 存在着标准测试以验证是否符合规格说明。 这种模式给予了用户灵 活的应用和自由的选择, 用户可以轻易地从一个厂商改变到另一个厂商。福克 斯波罗公司参加了 MAP 协议的制定。 并首先在 I/A Series 中全面地采用了 MAP 协议。 I/A Series 率先突破了封闭式发展的制约, 广泛地采用国际标准, 其产品 符合国际标准化组织 (ISO)提出的开放系统互连(OSI)参考模型。这样的系 统允许将其它制造厂家的产品纳入自己的系统。 也考虑到把将来新开发的设备 容纳到 I/A Series 中来。 这样随着硬软件技术的发展,I/A Series 必将得到进一 步加强。 为了达到开放系统的目的,I/A Series 在硬件、 软件和通讯网络的设计上均 全面采用国际公认的标准。 ??在软件上采用与标准的 UNIX 系统完全兼容的 VENIX 和 SOLARIS 操作系 统。 ??I/A Series 的应用软件与硬件彼此独立。 不会因硬件更新而使现有的软件失 效。 ??另外与 UNIX 兼容的由第三方开发的软件, 可以不作修改或 稍作修改即可 应用于I/A Series 中。 ??采用 C 和 FORTRAN 等高级编程语言, 以便于软件资源的共享。 ??I/A Series 是世界上第一个全面采用 IEEE802 标准的工业控制系统。 其节点 总线一级采用的是 IEEE802.3 标准。 在宽带和载波带局域网采用了 IEEE802.4 标准, 现场总线采用 IEEE1118 标准。 由于 I/A Series 率先采用国际标准的开放系统网络结构, 它对其它制造商 的标准产品是完全开放的。 它是新一代开放工业控制系统的标志, 它具有十分 广阔的发展前景。 在 1992 年推出的基 于 Sun SPARC 工作站的 50 系列产品(包括 50 和 51),1996 年Foxboro 公司推出了基于 Windows NT 平台的 I/A Series 系统, 1997 年推出了 Micro I/A 系统。 使 I/A Series 继续保持工业控制系统世界领先 地位。 Foxboro 公司在致力于 I/A Series 发展的同时, 始终如一地保护用户的早期 投资。 I/A Series 可以与 Foxboro 公司的其他产品 Spec200、MICRO、 SPECTROM 等有效地结合在一起, 使用户可以化很少的投资就可将原有的控 制系统升级成最先进的 I/A Series 控制系统。 Foxboro 这一原则给用户带来的好 处无需多言, 这只有在技术上的先进性才能做到这一点。
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第一章 I/A Series 系统概述

1988 年底, 第一套 I/A Series 系统正式在中国工业现场安装并投入使用。 截止到 1996 年底为, 福克斯波罗公司已经在全世界销售出价值约 25 亿美元, 4100 套 I/A Series 系统,广泛应用于各个工业领域。 在国内, 已经有 90 多 个用户的 150 多套装置选择了 I/A Series 系统, 其中约 120 套已被安装并投 入使用。 I/A Series 系统经过 10 年的实际运行考验, 已被实际公认为 最成熟 的真正的开放型工业系统。

1.2 I/A Series 智能自动化系列的特点
I/A Series 自动化系列的最大特点是系统的软件、 硬件和通讯系统都广泛采 用开放型标准设计。 硬件品种少, 可靠性高, 组态灵活。 ??硬件 - I/A Series 四代兼容,从 CISC 到 RISC , 从 Intel 到 MICRO SPARC,实现了长寿命的设计思想。 ??软件 - 与 UNIX 系统 V 兼容的实时多任务 VENIX 操作系统和 SunSoft Solaris 操作系统, 96 年推出基于 Window NT 的操作系统; 采用 C, FORTRAN 等广泛使用的高级编程语言, SQL 关系型数据库语言和 INFORMIX、 LOTUS123 等商用软件。软件独立于硬件, 这样当福克斯波罗 提供新型号的硬件时不会影响已有的应用状况。 系统的应用软件可在装载 UNIX 操作系统的个人计算机上运行。 在 PC 机上组态的应用软件, 可直接装入 I/A Series 系统中运行。 先进的目标管理使得工程人员和应用程序只要知道目标的 名称就可在同一系统中任何地方得到数据。 ??通讯 - 建立于 OSI 模型上, 符合 IEEE 的标准, 遵循 MAP 协议, 这 样可以使与MAP 兼容的非福克斯波罗产品纳入 I/A Series 系统。 这种非排它 性使用户能兼收并蓄各家产品的长处, 构成满意的综合控制系统。 ??显示 - 采用先进的实时目标管理技术, 这是其它系统所无法比拟的。 另外 50 系列采用了 X-Window 和 Open Look 技术, 可方便地访问整个 I/A Series 系统和所连接的信息网络上的信息。 FoxDraw 软件提供三维空间的显示 画面。 ??发展 - 硬件与软件的发展可相互独立发展。 ??一体化 - 通过以太(Ethernet)网接口与信息网络联接, 以及提供智能现场 仪表(IFD)接口与 IFD 的数字集成, 从而实现了生产管理信息网、 生产控 制网到测量的一体化。 ??I/O - 一线控制器已经具有包括自整定(EXACT) 和多变量自整定(EXACT MV) 在内的复杂计算能力; I/O 组件全部为变压器耦合隔离和光电隔离, 一
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第一章 I/A Series 系统概述

对一转换, 过流保护, 不用保险丝, 提高系统运行时间。 ??联网 - 真正实现了与上位机过流系统的联网(例如: DECnet, TCP/IP, NOVELL), 实时画面和数据传递。 ??可靠性 - 采用表面安装技术(SMT) ,尺寸小, 系统结构简单; 电子组 件采用全密封的结构, 使其于周围环境的接触降低到最低水平, 增强了已经抗 环境腐蚀的能力; 控制容错技术, 通讯冗余技术和矩阵供电方式, 保证了系 统运行的可靠性。 ??功耗 - 系统功耗极低, 大大降低能源投资, 系统功耗只是常规系统的 1/3。 ??备件 - 备件种类大大减少, 没有暴露的线路板, 无需特殊储存。 ??维护 - 各种处理机和 I/O 卡件都有自诊断程序, 可进行报警打印, CRT 报 警显示, 组件红灯显示, 可以快速更换, 无需人工判断。

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第二章 控制回路

第二章 控制回路

2.1 控制组态
在我们把 I/A’s 系统软硬件到位安装好以后, 要做的工作就是把控制方案 组态到机器里。 I/A’s 提供了一些缺省的显示操作方法。 由于 I/A’s 的开 放性, 我们不一定要等设备到货后才做这项工作, 只要有一台装入了IA软件的 个人计算机就可以把所有的组态工作做好。这里我们主要学习如何使用 CIO 组 态器,以及 Compound、Block 的基本概念和一些重要的模块参数。

图 1 水塔液位控制

2.1.1 组合模块(Compound)和模块(Block)的概念
图 1 构筑了一个液位控制回路, 现场测量信号通过 FBM 的第四通道接到模 拟信号输入模块 AIN,将其转换成数字量交 PID 模块处理,PID 模块按控制要 求计算阀门的开度, 最后由 AOUT 模块将控制阀门开度的数字量转换成模拟信号 再通过 FBM 的第八通道送到现场。其中 AIO001 是 FBM 的通讯地址 (letterbug)。在这样一个简单的控制回路中就用到了AIN、PID 和 AOUT 三个模 块,而且这三个模块在回路中有密切的关系,我们通常把相互有联系的模块放在 一个集合中,并把这个集合称为 Compound 组合模块(或功能块组合)。 控制回路由控制处理机中的组合模块和模块(或功能块)构成。组合模块是
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第二章 控制回路

实现控制方案的模块的逻辑集合。模块是为实现某个控制任务的一组算法。图 3 -2 表示组合模块与模块的关系。组合模块提供了 I/A 系统集成控制(连续控 制、梯形逻辑控制、顺序控制)的基础。 I/A 系统中的任一组合模块中的任一 模块可以连接到另一个组合模块中的任何一个模块。 模块含有决定模块性能的 参数,参数值的类型有实型(Real)、布尔型(Boolean)、整形(Integer)和 字符串型(String)。

图 2 Compound 和 Block 的关系(虚线内表示 CP)

2.1.2 组合模块(Compound)和模块(Block)的功能
组合模块(又称功能块组合)对它属下的模块提供下列功能: 按照报警优 先级对过程报警进行屏蔽,对报警设备进行分组,指示当前报警的最高级别。下 面列出控制处理机集成控制软件按功能定义的模块类型及其基本功能。

ACCUM (Accumulator) 积算模块
ACCUM 积算模块用于计算模拟型输入信号(流量或脉冲数)的累计值,通常 用作流量积算,用户可以清除、预设或保持模块的输出,积算模块可以串接起来 使用。

AIN (Analog Input) 模拟信号输入模块
AIN 模拟信号输入模块用于处理从模拟量输入类型的现场总线组件 (FBM) 或 (FBC) 来的单点输入信号,也可接受其它模块的信号。它同时提供输入信号 的修正、滤波、输出保持上次正常值、标度输出到所要求的工程单位、输入通道 故障报警、超量程报警以及高、低绝对值报警。

AINR (Redundant Analog Input) 冗余的模拟信号输入模块
AINR 模拟信号输入模块用于处理从冗余的模拟量输入类型的现场总线组件 (FBMs)或(FBCs) 来的单点输入信号,也可接受二个其它模块的信号。其它功能

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第二章 控制回路

与 AIN 模块相同。

ALMPRI (Alarm Priority Change) 报警优先级更改模块
报警优先级更改模块可以动态地更改某个模块的报警点的优先级使得该报 警点的报警优先级随不同的工程工况而改变。 它有 5 个布尔输入 PR_INj ( j=1~5 ) 第 j 个为 1时, 就将第 j 级优先级从 PRIOUT 输出。当PR_INi与 PR_INj ( i<j ) 的输入同时为 1时, PRIOUT =i。

AOUT (Analog Output) 模拟信号输出模块
模拟信号输出模块将一个单点模拟输出信号送往模拟量输出类型的现场总 线组件的某个通道,它同时提供带偏置的手/自动功能,输出信号限制以及输出 通道故障报警。

AOUTR (Redundant Analog Output) 冗余的模拟信号输出模块
其功能与 AOUT 模块基本相同。

BIAS (Bias) 偏置模块
偏置模块的输出测量值 (MEAS) 和偏置值 (BIAS) 之和。 这两个输入可以分 别进行标度。同时,模块提供测量值报警。但它不提供输出报警。

BLNALM (Boolean Alarm) 布尔 (开关/逻辑状态) 报警模块
本模块可对 8 个布尔输入 IN_j (开关/逻辑状态) 进行监视,可对每一个 布尔输入进行翻转 IV0_j, 并定义该点的报警名 ANM_j, 以及逻辑“0”状态 的报警信息和逻辑“1”状态的复原信息。

BOOL (Boolean Variable) 布尔变量模块
本模块用来存储用户程序的布尔变量给其它控制模块使用, 在组态时要把它 插入在“END DATA”之前,不计模块个数,因为它不在 Compound 中运行,所以 也没有周期和相位这二个参数。与其同一性质的模块还有:LONG、REAL 和 STRING。

CALC (Calculator) 计算模块
计算模块提供 50 步顺序执行的算术和逻辑运算, 它能满足其它模块不易实 现的特殊控制要求。模块有 8 个实型输入,16 个布尔型输入,2 个整形输入, 2 个长整形输入,4 个实型输出,8 个布尔型输出,6 个整形输出,2 个长整形 输出,24 个中间存储器。

CALCA (Advanced Calculator) 高级计算模块
高级计算模块的功能与计算模块基本相同, 用计算模块编写的程序不需修改 就可以直接在本模块中运行。 其不同点是; 本模块提供了双操作数的算术和逻 辑运算指令, 使程序可以缩短到用 CALC 编写程序的三分之一。 有一点要注意, 本模块不提供输出限位功能, 实际上本模块的实型、 整型量输入输出参数没有
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第二章 控制回路

量程的概念, 而 CALC 有这个功能。

CHARC (Characterizer) 非线性函数模块
本模块提供了对非线性函数用分段线性化来近似模拟的功能。可定义最多 20 段折线来模拟一条曲线,模块的输出根据输入 (MEAS) 和用户所定义的多段 折线产生。 本模块也可作为AIN 模块的扩展模块为多个 AIN 模块提供分段线性 化功能, 这时本模块的位置必须在主模块(AIN)之前, 并且 EXTOPT 参数取 “1” (或“2”, 用于热电偶)。 在 AIN 模块的EXTBLK 上填入 Comp名:CHARC 块名. BLKSTA。

CIN (Contact Input) 开关信号输入模块
对来自数字型 FBM、FBC (现场总线组件) 的一个单点的开关接点提供送往 CP 的一个接口,同时提供输入反相、输入接点状态报警和输入通道故障报警。

COUT (Contact Out) 开关信号输出模块
本模块为其它模块输出的开关/逻辑信号送往数字型 FBM 组件输出提供一 个接口,输出可以是静态的开/关式或脉冲式,用户可以定义脉冲宽度。

DEP (Dependent Sequence) 非独立顺序模块
本模块提供顺序控制,可用来访问任何组合模块或模块的参数,也可用来激 活其它顺序模块和监视模块 (MON),控制定时模块 (TIM) 中的定时器,以及发 送信息到打印机,显示画面或历史数据库。当同一组合模块中的例外型顺序模块 (EXC) 被激活时, DEP 模块自动暂停执行。

DGAP (Differential Gap) 二位间隙式控制模块
本模块以测量值偏离设定值超过所设置的间隙( GAP ), 调整二个开关型 的输出OUTINC 和 OUTDEC 来控制开关阀或其它离散型设备, 模块有二位二态和 二位三态两种 工作方式。

DPIDA (Distributed PIDA Controller) 分布式 PIDA 控制模块
本模块的功能与 PIDA 相同,它可以装入现场总线组件 (FBM04、FBM17、 FBM22) 中运行,从而提高了运行的速度。 运行周期 10~15ms 可组态, 独立 于 CP 周期, ECB52 提供了组态接口。

DSI (Display Station Interface) 显示站接口模块
用来连接设备控制模块 (ECB14), 提供面板显示站与 Compound/Block 之间 的接口。

DTIME (Dead Time Compensator) 纯滞后补偿模块
本模块的输出比输入滞后一定的时间, 它主要用于补偿过程控制中的纯滞后 作用。

ECB (Equipment Control Blocks) 设备控制模块
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第二章 控制回路

本模块在 FBM 中运行,它是 FBM 与 CP 的接口软件。

EVENT (Event) 事件顺序报警模块
本模块对在一个接点输入 FBM 中检测到的 32 个接点状态变化 (事件) 提 供带时间标签的报警信息, 它将检测到的状态变化保存在循环队列中。 同时提 供 32 个开关型输出。

EXC (Exception Sequence) 例外型顺序模块
其功能与独立型顺序模块 (IND) 和非独立顺序模块 (DEP) 类似, 当它运行 时会停止同一Compound 中非独立顺序模块的运行,通常用于对非正常工况的校 正作用。

FBTUNE (Feedback Self-Tuner) 反馈自整定模块
本模块作为 PIDA 的辅助模块,用于 PIDA 模块的反馈自整定。 使用时 PIDA 的MODOPT 参数置 5, 在 FBTUNE/FFTUNE 模块的 PIDBLK 参数上填入 PIDA 块的BLKSTA 参数。

FFTUNE (Feed forward Self-Tuner) 前馈自整定模块
本模块与上一模块一样是 PIDA 的辅助模块,区别仅在于它是前馈自整定。

GDEV (General Device) 通用设备控制模块
提供对马达和空气开关阀的开/关控制和对 2 线或 3 线马达电路的运行/ 停止控制。

IND (Independent Sequence) 独立型顺序模块
本模块功能与非独立、例外顺序模块类似,但它的运行不影响别的顺序模块 的运行, 也不受其它顺序模块运行的影响。

LIM (Limiter) 位置和速率限制模块
本模块对一个实型输入信号进行高/低限位(HOLIM/LLIM),以及对输入信 号的变化速率(ROCOPT/ROCLIM)进行限制。

LLAG (Lead-Lag) 超前/滞后动态补偿模块
对输入信号的变化, 用输出动态的超前/滞后于输入来进行动态补偿。 模 块可工作于超前/滞后方式或脉冲方式。 当工作于超前/滞后方式时, 模块输出 的稳态值为输入信号的稳态值加上偏置值, 在脉冲工作方式时, 输出的稳态值 仅取决于模块的偏置参数 (BIAS) 值。

LOGIC (Logic) 逻辑运算模块
本模块具有逻辑运算和计时功能,除了算术运行外可以完全替代 CALC 模 块,但其编程最多只有 15 步,参数也少很多。有 2 个实型输入,16 个布尔型 输入,1 个长整型输入,4 个布尔型输出,1 个长整型输出, 5 个中间存储器。

LONG (Long Integer Variable) 长整型变量模块
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第二章 控制回路

本模块与 BOOL 模块一样,为用户提供了自己开发的应用程序与 I/A 控制 模块之间的接口。

MAIN (Multiple Analog Input) 多点模拟信号输入模块
本模块功能与 AIN 模块相同,只是 AIN 是单点输入,而 MAIN 最多可处理 同一个模拟型 FBM 上输入的 8 点模拟输入信号作标度转换、 数字滤波以及热电 偶冷端补偿等。

MATH (Mathematics) 数学运算模块
本模块用于数学运算,除了没有布尔运算功能,其它功能与 CALCA 几乎相 同。可以说MATH 与 LOGIC 模块是 CALCA 的子模块。其意义在于这二个模块比 较 CALC、CALCA 来讲更短,运行速度更快。下面我们把这四个模块的性能作一 比较:

MCIN (Multiple Contact Input) 多点开关信号输入模块
本模块最多可处理一组 32 个开关逻辑输入信号, 主要用于对来自同一个数 字型 FBM 的输入信号进行处理,功能与 CIN 相同。

MCOUT (Multiple Contact Output) 多点开关信号输出模块
本模块最多可将 16 个开关逻辑信号送往同一个数字型 FBM。功能与 COUT 相同。

MDACT (Motor Driven Actuator Controller) 马达驱动机构控制器
模块与 FBM17 中的 ECB 模块关联,提供两种不同的算法, 有 Raise/Lower/Off 三态。当使用 ECB34,执行反馈滞后算法,如同 PI 控制器; 使用 ECB36,提供脉冲宽度调制。

MEALM (Measurement Alarm) 测量值报警模块
本模块提供三种类型的报警:高/低报警、高高/低低报警、速率报警。主要 用于外部来源的报警,如 HTG、Windows 类型的 ECB, 其它无报警功能的模块, 如顺序模块, 也可用本模块报警。 对内部其它模块的报警可用 REALM 模块。

MON (Monitor) 监视模块
本模块用于对过程状态或条件进行监视。 本模块可包含 16 个用户定义的 过程状态或条件, 当这种过程状态或条件达到或相符时, 模块输出相应的信号或 激活其它顺序模块 (EXC、IND、DEP 或 MON) 的执行。

MOVLV (Motor-Operated-Valve) 电动阀控制输出模块
本模块将二路脉冲输出信号送往同一个数字输出型 FBM 的两个相关接点以 增量的方式来操纵电动阀的开、关、 停并可以根据阀门的限位开关的反馈信号 作出阀位“不匹配”报警,可组态输出脉冲宽度。

MSG (Message Generator) 信息发生模块
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第二章 控制回路

模块有八个布尔量输入,当输入值发生 0 变 1,或 1 变 0 的变化时, 就 送出一个“状态改变”信息。 当然如果组态时未输入“状态改变”文本,则它 也就无法送出信息。

MTR (Motor Controller) 马达控制输出模块
本模块通过数字输出型 FBM 的一个或两个接点输出,来控制马达的起动/停 止。当工作于二线方式时,模块输出一个通/断信号来控制马达的起停,类似于 VLV 模块。当工作于三线方式时,模块输出二个脉冲信号来控制马达的起停,类 似于 MOVLV 模块。 模块还可以根据马达的转/停感应开关送回的反馈信号作出马 达动作“不匹配”报警。

图 3 OUTSEL 模块控制算法示意图

OUTSEL (Output Select) 输出选择模块
本模块可在二个输入信号中作出高选或低选, 从功能上讲它与信号切换模块 SWCH 几乎完全相同,不同点是它有二个反演算值。图 3-3 是它的控制算法图 解。

PATALM (Pattern Alarm) 码型报警模块
本模块可对 16 位开关、状态、逻辑输入信号所组成的二进制数码与所定义 的 16 位码型进行比较,作出码型相符报警并输出码型相符信号,对不要求比较 的位可以进行屏蔽。

PATT (Pattern) 码型模块
本模块可组态 16 个标准码 (PTRN01~16)、1 个保持码 (PRTN_H)、1 个初 始化码(PTRN_I),以及它们的屏蔽码。每个码可有最多 16 位的布尔值。模块将 一个 16 位的布尔输入与一个指定的码进行比较,输出三种结果: MATCHB = 输入是否匹配指定的码; MCHOUT = 16 位中哪几位匹配指定的码;
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第二章 控制回路

MMATCH =16 位中哪几位不匹配指定的码。

PID (Proportional, Integral, Derivative) 比例-积分-微分控制模块
本模块执行传统的 PID 调节功能,可组态成纯比例(PO)、纯积分(IO)、 比例加微分(PD)、比例加积分(PI)和比例加积分加微分(PID)五种工作方 式。 具有手/自动控制,手/自动锁定、本地/远方控制及锁定、外部积分反馈, 防止闭环运行时积分饱和、 模块的无扰动切换到自动、 输出偏置、 输出嵌位、 设 定值跟踪、自动进行串接处理等功能。 用于串接回路时, 对上游模块的反演算 输出提供了串接操作的无扰动切换。

PIDA (Additive PID) 带附加功能的 PID 模块
本模块在常规的 PID 模块功能上,可以附加 FBTUNE 或 FFTUNE 模块,执 行反馈自整定或前馈自整定控制。

PIDE (PID with EXACT) 带自整定功能的 PID 控制模块
本模块在常规的 PID 模块功能上增加了 P、I、D 参数的自整定功能,模块 可以处于手工整定、预整定和自整定三种不同的工作方式。

PIDX (PID Extended) 带扩展功能的 PID 控制模块
本模块在常规的 PID 模块功能上增加了非线性增益补偿、采样工作方式、 批量控制以及输出跟踪的功能(TRACK 被跟踪的输入, TRKENL 是否要跟踪)。

PIDXE (PID Extended with EXACT ) 带扩展功能的 PID 参数自整定控制模块
本模块在常规的 PID 模块功能上,同时增加了 P、I、D 参数自整定和非线 性增益补偿、采样工作方式、批量控制以及输出跟踪的功能。

PLB (Programmable Logic Block) 可编程逻辑控制模块
本模块支持在数字型 FBM 中执行的梯形逻辑以实现逻辑控制, PLB 模块是 对应的FBM中运行的梯形逻辑与其它模块之间交换数据的接口。

PTC (Proportional Time Controller) 比例型时间宽度控制模块
本模块有二个脉冲型的输出, 输出脉冲在所设置的控制周期中占空比与测 量输入信号和设定值的偏差及比例带参数的设置值成比例关系, 实现比例-时 间型的开关调节器的功能。

RAMP (Ramp) 斜坡信号发生模块
本模块是一个斜坡信号发生器, 其输出为一斜坡信号, 在模块中可设置斜 坡输出的方向和速率, 模块也可以控制其输出处于保持或跟随某一输入信号。 模 块同时具有输出高/低限幅功能。

RATIO (Ratio) 比值模块
本模块用于比值控制, 模块的输出是输入的测量值与设定的比例值的乘积 并加以标度转换。
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第二章 控制回路

REAL (Real Variable) 实比例模块
除变量的类型不同,与布尔变量模块属于同一种类, 请参数 BOOL 模块的 说明。

REALM (Real Alarm) 模块信号报警模块
本模块可对一个模拟输入信号作绝对值高/低报警、变化速率报警、 与设定 值的正/负偏差报警。 对每种类型报警提供逻辑输出信号并生成报警和返回信息。

SIGSEL (Signal Selector) 信号选择模块
本模块根据用户的选择对多达 8 个模拟输入信号作高选、低选、中选或求 平均值, 将所选择的结果输出, 并指出被选中的输入信号 (除求平均值外) 可 , 将几个信号选择模块串接起来以实现多于 8 个输入信号的选择。

STALM (State Alarm) 状态报警模块
本模块与 MEALM 模块类似,只是本模块是为布尔型的输入值报警。

STATE (State) 状态模块
本模块可组态 16 个标准码、1 个保持码和 1 个初始化码, 每个码可有最 多 16 位的布尔值。 模块工作在状态模式时, 按驱动输入的要求输出所要的码; 在步进模式时, 如果驱动输入为“真”将标准码顺序输出。

STRING (String Variable) 字符串变量模块
本模块的功能与 LONG、REAL 模块一样,仅仅是变量的类型不同。

SWCH (Switch Position Selector) 信号切换模块
本模块模拟单刀双掷开关的功能,根据控制输入端的状态,选择二个独立输 入信号中的一个作为输出信号。在信号切换时,输出可从当前值按指定的平衡时 间,平滑地过渡到新的输出值上。

TIM (Timer) 定时控制模块
一个定时控制模块含有四个独立的定时器,每个定时器均可被设置初值,可 被其它模块激活进行计时,当定时器的计时值由负转为正时,对应该定时器的状 态输出由逻辑“0”变为逻辑“1”,可用作定时控制。

VLV (On-Off Value Control) 开关阀控制模块
本模块的输出信号通过数字型 FBM 来控制开关阀的动作,并且可以根据阀 门位置开关的反馈信号做出阀门动作“不匹配”报警。

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第二章 控制回路

2.2 ICC 组态器的使用 2.2.1 控制组态程序可编辑的工作区域
控制组态程序可编辑的工作区域是组态文件 (Configuration File) 和粘 贴缓冲区 (Paste Buffer)。组态文件有库文件卷 (Library Volume),站文件 (Station File 或 Station Volume) 和便笺式工作文件卷 (Work Volume)。库 文件卷和工作文件卷是离线的组态文件,可用它离线编辑控制方案 ( 即组态 Compound 和 Block) 然后再拷贝装入控制处理机中。站文件是安装在控制处理 机中的控制数据库文件,可用它对控制处理机中的 Compound 和 Block 进行在 线编辑。粘贴缓冲区是一个临时的工作区,借助于它我们可以将组态文件在库卷 和站之间转移。Checkpoint 文件是控制处理机重新启动 (Reboot) 时,控制数 据库安装文件。 图 4 表示了它们之间的相互关系。

图4

2.2.2 进入 CIO 控制组态的操作步骤
依次选择 [Sys] → Change_Env → Proc_Eng_Env → [Config] → Control_Cfg 进入以 下子菜单 CIO_Config CIO_AP_Cfg
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第二章 控制回路

CIO_STN_Cfg CIO_VOL_Cfg CIO_Seq_Edt 上述子菜单中,CIO_SeqEdt 选择在编辑顺序模块时, 用户使用的编辑工具 是 vi, 还是 ICE 编辑器。 CIO_Config 进入控制组态的功能块组合 (Compound) 总貌访问 (CSA-Compound Summary Access) 画 面, 再从 CSA 画面选择要组态的控制站 (STATION) 或 文件卷(VOLUME)。 CIO_STN_Cfg、 CIO_VOL_Cfg、 CIO_AP_Cfg 让操作人员可以直接进入某个 控制站、某个文件卷或 某个 HOST AP, 而不必通过 CSA 画面绕圈子。 在进入 CSA 后, 屏幕上会列出搜寻到的全部功能块组合 (Compound) 的名 字, 也可指定模块类型, CSA 会自动搜寻, 将符合要求的 Compound 列出来, 再在 Compound 名字列表中选择要对其进行编辑的 Compound 名, 则在 CHOICE 下会显示所选中的 Compound 名字(也可直接在 CHOICE 下键入要编辑的 Compound 名),然后选择 OK,组态程序就自动进入包含该 Compound 的文件卷 或控制站的编辑,并将该文件卷或控制站的所有 Compound 列出来,光标停留在 所选的Compound 上。 如果在 CHOICE下键入的 Compound 名是一个新的Compound 名,则组态程序进入Volwrk 工作卷。如果在 CSA 中不选择 Compound 名,直接 选择 OK, 也进入 Volwrk工作卷, 可在此工作卷上离线编辑控制方案, 编辑完后, 再将它保存 (SAVE)到软盘或通过一个粘贴缓冲区 (Paste Buffer) 加到其它文 件卷或控制站中。 在 CSA中选择 Vol 则可进一步选择在线编辑到控制站中去(选择Station) 或离线编辑到文件卷上(选择Volume)。 在 CSA 中选择 CLOSE,如果粘贴缓冲区 (Paste Buffer) 中没有 Compound,则退出控制组态程序。

图5 Compound 功能菜单

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从 CSA 进入编辑功能块组合 (Compound) / 功能块 (Block) 画 面图 5, 控制组态程序提供了顶部菜单,在顶部菜单下面显示 Vol=文件卷名(如果编辑 文件卷)或STA=控制站名(如果编辑控制站)以及 Host AP 的标识码 (Letterbug)。 编辑功能块组合菜单 (Compound Functions) 在画面左边列出了 本组态文件中所有功能块组合的名 字(Compound List) 。

2.2.3 CIO 组态器顶端菜单介绍

图 6 CIO 组态器顶端菜单

有星号者是顶端菜单,其它为各顶端菜单的下拉菜单。 *HELP 对当前的控制组态的功能给出简要说明 *SHOW 当选择此菜单时出现一个下拉菜单,可在画面的右方显示一系列的表,其 下拉菜单为: Available CP's 显示系统所组态的 CP 的逻辑名。 Available FBM's 显示系统所组态的现场总线和现场总线组件。 Block Type Names 显示控制软件中所有的控制模块的类型名字。 Diskette Directory 显示默认驱动器中盘片上的目录。 Available WP's 显示系统所组态的WP的逻辑名。 Available Printers 显示系统中所组态的打印机的逻辑名。 Available Historians 显示系统中所组态的历史数据库的名字。 CP Processing Periods 显示CP中的模块可选用的处理周期。 GW Processing Periods 显示网间连接器(Gateway)中的模块可选用的处理周期。 *FBM 现场总线组件 库,并校正组态数据使与控制处理机的软件接口(ECB) 的定义一致。 Ladder Assignment 列出与PLB 所连的FBM, 以及它们所连的最多 8 个PLB的 Compound: Block 名字。 CANCEL 关闭 FBM 下拉菜单。 *PRINT 在指定的打印机上按所选方式打印 Compound, Block 名和参数, 其下
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Fix ALL 将系统所组态的现场总线和现场总线组件加到控制组态数 据

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拉菜单如下: Parms of All Blocks in a Compound打印某一Compound中所有模块的参数。 Parms of One Compound or Block打印某一Compound或某一模块的参数。 Parms of All Compounds and Blocks打印所有Compound和所有模块的参数。 Name of All Compounds 打印所有Compound的名字。 Name of All Blocks in a Compound打印某一Compound中所有模块的名字。 CANCEL 关闭下拉菜单。 *NEW 关闭并保存当前组态文件,回到 CSA 画 面以选择另一个组态文件, 当选 择一个新的组态文件时,Paste Buffer 中的内容仍保留, 但删除区的内 容将丢失。 *CHECKPOINT 当组态文件是控制站 (Station) 文件,选择 CHECKPOINT 使得该 控制站中的当前所有Compound, Block 和源代码存入一个 CHECKPOINT文 件,该文件当控制站重新启动时,被装载到控制处理机。 *MAINT 该顶部菜单提供如下下拉菜单: Load All 将指定软盘驱动器中盘片上的控制组态内容装入当前组态文件。 Save All 将当前组态文件存入指定驱动器的盘片中。 Shrink 在组态文件中压缩由于做过 Delete 操作留出的空区, 以节省存储空间。 Shrink将需一定的时间,建议在过程离线时做,当 Shrink 结束时,自动 回到 CSA 画面。 Initialize 清除当前组态文件中的所有Compound 和 Block 包括顺序模块和 PLB 模块的源代码文件。 Upload 将控 制处理机 中的 Compound 和 Block 包括 ECB 中所有可设置参 数的当前值存入控制组态文件。 Format Floppy 将指定的软盘驱动器上的盘片格式化。 Eject Floppy 对 50 系列 AP 所连的软盘驱动器,退出其中的盘片。 Cancel 关闭MAINT 下拉菜单。 *BUFFER 将编辑区在组态文件和粘贴缓 冲区 Paste Buffer 之间转换, 利用 Paste Buffer 可将 Compound 从一个组态文件拷贝到另一个组态文件, 也可对模块改名。 *EXIT 退出控制组态,自动保存组态文件并清除删除区内容。当 Paste Buffer 中有内容时, 需经确认, 才可推出。 因为在退出控制组态时, 将删除 Paste Buffer中的内容。

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2.2.4 Compound 编辑菜单
View Blocks/ECBs in this Compound-进入编辑功能块菜单 (Block Functions)。 Insert New Compound-建立一个新的 Compound,并插入到所选位置之前。 Compound 名最多 12 个字符长度, 必须在整个系统中唯一。 Edit Compound Parameters-对所选的 Compound 进行编辑即修改其参数。 Copy to Paste Buffer-给指定的 Compound 起一个新的名字并拷贝到 Paste Buffer 缓冲区。在缓冲区中,除具有全部编辑功能外,还可 对功能块进 行改名。 Copy and Append to Paste Buffer 当 Paste Buffer 中已有Compound 时,将 另一个所选的Compound 拷贝到缓冲区并加在缓冲区中已有的Compound 之 后。 Paste from Paste Buffer-将缓 冲区中的全部 Compound 加到本组态文件 Compound List 中当前选中的 Compound 之前。 Save to Diskette-将所选的一个 Compound 保存到指定软盘驱动器中的盘片 上。 Load from Diskette-将指定的软盘驱动器中盘片上的一个 Compound 装到组态 文件, 选用该菜单项后, 将弹出一个对话框, 要求输入要装载的 Compound 名, 如需了解软盘上有哪些 Compound,可通过 [SHOW]→Diskette directory,在屏幕的 右边列出当前软盘上所有 Compound 名。 Select to Move-本菜单项与下面三个菜单项配合用来调整 Compound 的位置。 在控制 时系统按 Compound 在列名表中的位置从上往下顺序执行。 因此, 应该先执行的Compound 在前、 重要的 Compound 在前。 本菜单项将当前 选中的 Compound 作为要移动的 Compound。 Move-与上面的菜单项配合使用, 将选中的 Compound 移动到新的位置前。 具 体移动一个 Compound 的步骤如下: a. 选中要移动的 Compound b. 选择 Select to Move c. 为它选择一个新的插入位置 d. 选择 Move e. 该 Compound 出现在新的位置上 Move Group与 Select to Move 菜单项配合使用, 将当前选中的 Compound, 以

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及跟 随其后的 Compound 顺序移动到新的位置前, 每敲击一次移动一个 Compound。 End Move-结束 Move Group 。 Upload Compound Parameters-将控 制处理机 中所选的 Compound 和它的 Block 中的可设置参数值送到控制组态文件,使组态文件中的这些值与当 前实际值一致。 Delete-将所选的 Compound 删除。

2.2.5 Block 编辑菜单
在 Compound 编辑菜单中选择 View Blocks/ECBs in this Compound 就进 入模块编辑 菜单,屏幕左边列出所选择的 Compound 中的所有功能块。

图 7 Block 功能菜单

View Compound List-转到 Compound 编辑菜单 Insert New Block/ECB-建立一个新的模块并将它插入所选位置 Edit Standard Block/ECB Parameters-编辑模块的除可选参数外的标准参数 Edit All Block/ECB Parameters-编辑模块的所有参数(标准参数和可选参数) Edit Ladder Logic-对可编程逻辑模块 (PLB) 编辑梯型逻辑 Edit Sequence Logic-对顺序模块 (MON, EXC, DEP, IND) 编辑顺序逻辑。 Rename Block/ECB-在粘贴缓 冲区 (Paste Buffer) 中修改模块名字 Select to Move-将当前选中的 Block 作为要移动的 Block。 本菜单项与下面 三个菜单项配合用来调整 Block 的位置。 在 Compound 功能菜单中有完 全相同的菜单项, 在此不再作详细解释。 Move-
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Move Group- End Move- Upload Block/ECB Parameters- 将控 制处理机 中的所选模块的可设置参数的 当前值送到组态文件。 Delete-将所选模块删除。

2.3 Compound/Block 参数 2.3.1 参数及其属性
在控制软件中,每个模块完成一个特定的控制算法, 在模块设计时从通用 方便这一目的考虑, 留有很多参数, 分为输入、输出、可 选三大类。当我们 要具体使用某一模块时就要为输入参数和可 选参数赋值(也不是所有参数都要 赋值, 很多参数有缺省值, 多数情况下可以使用它们的缺省值)。 赋值的方法有三种: 一种可以让过程操作员在显示面板上赋值, 或 其它 程序对其进 行改写。 这类参数称为可设置参数; 一种只能由过程工程师通过 CIO 组态软件赋值, 这 就是不可设置参数; 还有一种参数的值要在模块运行 时从其它模块上取来, 称为可连接参数。在前面二种参数中有些可以连接; 有 些不可连接。 输出参数仅在模块手动状态时才可设置。 参数值的类型有实型 (Real), 整型 (Integer), 布尔型 (Boolean), 字 或 符串型 (String) 每个参数都有指定的值域范围, 资料上以下述格式列出参数:
表 1

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2.3.2 参数的连接
模块通过参数相互连接。 每个连接由可连接的源参数和可连接的目的参数 组成,所有的输出参数都是可以连接的,它们可作为源参数,而可连接的输入参 数可以是目的参数或源参数。 参数间的连接方式是在目的参数处指定源参数的 路径名。 目的地参数名 写成: 目的地参数名 模块名. 参数名 功能块组合名.参数名 注意冒号不可省。 访问组合块参数值可用指定功能块组合名. 参数名的方式。 功能块组合名:模块名.参数名 这我们称为全路径名。 如果这二个模块在同一个组合块中则组合块名可以省略,

图8

2.3.3 模块的初始化
模块的初始化是为了使模块工作正常、有序。对控制类型的模块初始化的执 行对过程不产生扰动。 恰当的初始化的获得取决于各类型模块的特性及模块在 控制方案中的相互连接。当下述情况发生时,模块进行初始化。 一. Compound 切到 ON 投入运行; 二. 模块改变方式,从手动切换到自动; 三. 模块通过 CIO 组态软件作在线编辑; 四. 来自其它模块的初始化要求。 第四种是显式的初始化,即通过模块的初始化输入参数INITI来控制模块的初始 化。当 INITI 置“1”时,模块进行显式初始化。可以将模块的初始化输入参数 与另一个模块的初始化 输出参数 INITO相连接,接受另一个模块来的初始化命 令,使本模块初始化。控制和输出类型的模块有显式初始化 。控制和输出类型 的模块,当它们处于手动状态或本地设定状态或保持状态或跟踪状态时,其初始 化输出 INITO=“1”,使与它相连的上游模块的 INITI=“1”。当模块的 INITI=“1”时,模块显式初始化。此时,模块的输出跟踪模块的BCALCI参数值。

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2.3.4 功能块组合(Compound)的参数
上面几节中列出的是 Compound 的全部参数, 本节中我们逐个加以说明。 NAME Compound 的名字,最多 12个字符,可取 1~9, A~E 和_ (下划 线) 在整个系统中 Compound 名必须是唯一的(即两个Compound 不得重名)。 DESCRP Compound 的说明最多32个字符。 PERIOD Compound 的处理周期。其处理周期必须小于或等于它所包含的所有模块 中的最小处理周期,以使所有模块都能得到处理。一般取默认值 "1", 即它所 在的控制处理机的基本处理周期。
表 2 处理周期与可用的相位值

周期 值 0 1 2 3 4 5 时间(秒) 0.1 0.5 1.0 2.0 10 30

相位值 值 0 0 0, 1 0, 1, 2, 3 0 ~ 19 0 ~ 59 6 7 8 9 10

周期 时间(秒) 60 600 3600 0.2 5

相位值 0 ~ 119 0 ~ 1199 0 ~ 7199 0 0~9

PHASE 相位号,指定该组合模块的运行时间是否要延迟几个基本处理周期, 以 均衡控制处理机的负荷。 相位的个数等于以秒为单位的处理周期乘以 2, 假如处理周期为 5 秒, 则有 0~9 共 10 个相位。 为避免出现混乱一般 在模块中设相位, 而在 Compound 中,PHASE 取默认值 “0”。 ON 当为“0”时, 本功能块组合关闭(不处理),当为“1” 时,本功能块组 合打开(被处理)。 INITON 功能块组合的初始化状态 0= 功能块组合初始化状态为关闭 (OFF) 状态 1= 功能块组合初始化状态为打开 (ON) 状态 2= 功能块组合初始化状态由Checkpoint文件中的该功能块组合的 ON/OFF 状态决定 CINHIB 指定在本功能块组合中的报警屏蔽优先级别,报警级别分为 5 级, 1 (最高)~ 5(最低),相应的报警屏蔽值有6个 0= 不屏蔽报警, 即该 Compound 支持所有级别的报警 1= 屏蔽所有报警 2= 屏蔽优先级 2~5 的报警 3= 屏蔽优先级 3~4 的报警
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4= 屏蔽优先级 4~5的报警 5= 屏蔽优先级 5 的报警 GR1DV1―― GR1DV8 报警信息可以送到不同的设备, 例如报警打印机 (以逻辑名 标识),工作站处理机 (以逻辑名标识),历史数据库 (以历史数据库名标 识) 等,这些设备可以组合在一个设备组中。 GR2DV1―― GR2DV8 三个报警设备组中,每个报警设备组最多可定义 8 个设备 (一般定义2~3个设备), 则模块的报警信息可送到不同的设备组中指定的设 备上。 GR3DV1―― GR3DV8 功能块组合的输出参数 ALMLEV 指示本功能块组合中模块当前最高报警优先级。 SSTATE 指示本功能块组合中的顺序模块的运行状态。 0=无活 动的顺序模块 1=有活 动的顺序模块 2=例外型顺序模块 (EXC) 被激活

2.3.5 模块(Block)的参数
不同类型的模块有不同的参数,但下列参数是所有模块共有的参数。 NAME: 模块名是用户所定义的在同一个组合中必须唯一的字符串名字, 最长为 12个字符,可取数字 (0-9), 大写字母 (A-Z) 和下划 线(__) TYPE: 系统所定义的标识控制功能的模块类型, 最多六个字符。 如果记不住模 块的类型名,可通过 [SHOW]→Block Type Names 列出所有的模块类型名。 DESCRP: 用户定义的模块的说明,最多 32 个字符。 PERIOD: 模块的处理周期号。 用法与 Compound 的处理周期一样。 也可通过 [SHOW] →CP Processing Periods 查找相应时间的周期号。 PHASE: 模块的执行相位号。它决定模块在处理周期中什么时刻执行。 处理周期 和相位的取值范围与 Compound 相同。 LOOPID: 回路标识,最多32个字符。

2.4 几个常用模块介绍
本节我们以几个控制回路组态的实例来说明功能块的使用和一些常用功能 块的主要参数。

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2.4.1 模拟量检测回路
使用 AIN 模拟量输入模块或 MAIN 多点模拟量输入模块构成模拟量检测回 路。 AIN 模块的参数如下: 标准参数 IOMOPT - AIN 模块的输入是否取自 FBM 的选项,取值范围 0,1,2。缺省值 为 1。 0=AIN 模块从它的 MEAS 参数取输入值,并且用 SCI 参数值对信号进行修 正。 1=AIN 模块从由 IOM_ID 和 PNT_NO 所指定的 FBM 中的一个点取得输入信 号,且用 SCI 对信号进行修正。 2=AIN 模块从它的 MEAS 参数取输入值,不进行信号修正。

图 9

IOM_ID - FBM 的标识码,模块从该 FBM 取得现场信号。 PNT_NO - FBM 中的点号,模块从上述标识号的 FBM中的某一通道取输入信号。 SCI - 输入信号修正号, 指定对输入信号进行何种修正 SCI=0 不作信号修正,脉冲计数输入 1 0-20mA 线性转换成 0-64000 码 2 0-10Vdc 线性转换成1600-64000 码 3 4-20mA 线性转换成 12800-64000 码 4 0-20mA 开方式转换成 0-64000 码 5 4-20mA 开方式转换成 12800-64000 码 6 0-20mA 开方式转换成 0-64000 码,0.75%以下小信号切除 7 4-20mA 开方式转换成 12800-64000 码,0.75%以下小信号切除 8 脉冲频率型输入
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9 将输入信号线性转换成1600-64000码,带小信号切除 10 将输入信号线性转换成12800-64000 码,带小信号切除 11-19 保留 20 B 型热电偶 21 E 型热电偶 22 未分配 23 J 型热电偶 24 K 型热电偶 25 N 型热电偶 26 R 型热电偶 27 S 型热电偶 28 T 型热电偶 29-39 保留 40 铜电阻 (SAMA 型) 41 镍电阻 (SAMA 型) 42 铂电阻 (DIN 型) 43 铂电阻 (IEC 型) 44 铂龟阻 (SAMA 型) HSCO1 - 模块输出信号的高量程刻度值 LSCO1 - 模块输出信号的低量程刻度值 DELTO1-模块输出向远方站传递时的分辩率,用输出全量程的百分比表示 EO1 - 模块输出的工程单位 OSV - 模块自动时输出允许超量程的范围,用输出量程的百分比表示最大25%。 可选参数 EXTBLK - 扩展模块参数路径名,连接与 AIN 模块在同一 CP 同功能块组合中 的 CHARC模块的 BLKSTA 参数, 当无标准的信号修正可用时, 使输出信号 先用所连接的CHARC 模块所定义的分段线性化进行予处理,然后再由 AIN 模块进行处理。 MA - 手动/自动状态的控制输入,0=手动,1=自动 INITMA - 模块初始化时的手动/自动状态选择 0=手动 1=自动 2=手动/自动状态由 checkpoint文件中的该模块的手/自动状态决定 BADOPT - 模块自动时 BAD 输出置“1”的条件
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0=当 CP与 FBM的软件接口 ECB或 FBM通道故障置 BAD=“1” 1= ECB 或通道故障或低量程超限时,置 BAD=“1” 2= ECB 或通道故障或高量程超限时,置 BAD=“1” 3= ECB 或通道故障或高、低量程超限量,置 BAD=“1” LASTGV -设置成 “1” 时, 且模块工作于自动状态, 如果出现通讯或 FBM故障, 模块的 输出保持上次有效的值。 INHOPT - 对所有被禁止的报警起作用 0= 仅仅是不送出报警信息 1= 不作报警检测 2= 与 0 相同, 并作自动确认 3= 与 1 相同, 并作自动确认 INHIB -报警禁止, 布尔型参数, 当置“1” 时, 禁止送出所有报警信息, 但 不影响报警指示器 (PRTYPE, CRIT, ALMSTA) 和在显示面板中的报警告示。 INHALM - 报警禁止包, 其与 INHIB 不同处在于可以分别禁止各类报警, AIN 模块的各类报警与内码的位置如下:
表 3

15 B1

14

13

12 输 出 报 警

11

10

9 高 高 报 警

8 低 低 报 警

7

6

5

4

3

2

1 高 报

0 低 报

B2 B3

B4 B5

B6 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 I/O 坏 报 警

MANALM - 模块处于手动时是否报警 0= 手动时不送出报警信息 1= 手动时仍然发送报警信息 MTRF - 脉冲频率型输入信号 (SCI=8)转换成过程变量的工程单位值的转换系 数,即每HZ对应多少工程单位值 FLOP - 是否要对信号输出进行滤波,0=不滤波,1=一级滤波,二级滤波 FTIM - 滤波时间常数。当阶跃输入时,输出到达稳态值的63%所需的时间,单 位为分XREFOP - 热电偶信号冷端补偿选择 1=选一外部温度信号作为热电偶的冷端补偿基准信号 0=用 FBM内部的第 9个通道作为热电偶的冷端补偿输入 XREFIN - 外部冷端基准信号输入 (摄氏度) KSCALE - 模块的处理是以摄氏进行的,用户可以转换成其它标准单位,KSCALE
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即是转换系数 BSCALE - 转换的偏置 BAO - 当设置为“1” 时,允许 BAD 报警信息送出 BAT - 报警信息的说明,最多32个字符 BAP - BAD 报警的优先级,报警优先级分 1-5,1为优先级最高,5 为优先级最 低 BAG - BAD 报警信息送达的功能块组合所定义的设备组号 ORAO - 当为 “1” 允许超量程报警信息送出 ORAT - 超量程报警信息文本,最多 32 个字符 ORAP - 超量程报警信息的优先级 ORAG - 超量程报警信息送达的设备组 HLOP - 当设为 “1” 时,允许高/低绝对值报警 ANM - 用户定义的报警名称,最多12个字符 HAL - 高绝对值报警的限值 HAT - 高绝对值报警文本,最多 32 个字符 LAL - 低绝对值报警的限值 LAT - 低绝对值报警文本,最多 32 个字符 HLDB - 高/低绝对值报警的不灵敏区 HLPR - 高/低绝对值报警的优先级 HLGP - 高/低绝对值报警信息送达的设备组 HHAOPT - 当设为“1” 时,允许高高/低低绝对值报警 HHALIM - 高高绝对值报警的限值 HHATXT - 高高绝对值报警文本,最多 32 个字符 LLALIM -低低绝对值报警的限值 LLATXT - 低低绝对值报警文本,最多 32 个字符 HHAPRI - 高高/低低绝对值报警的优先级 HHAGRP - 高高/低低绝对值报警信息送达的设备组 PROPT - 是否要传递出错状态。如果设置为 1,则当模块自动且 IOMOPT=0 或 2, 而输入到 MEAS 的输入参数出错时, 置模块的输出参 状态位为 "1" MEAS - 当模块不从 FBM 输入 (IOMOPT=0 或 2) 时,模块从本参数取得输入。 输出参数 PNT - 模块的输出 RAWC - 未作信号处理的 FBM的原始计数值,可用于校验测量仪表
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数 PNT的 ERROR

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BAD - 当 FBM设备状态出错或通道状态故障,或在 BADOPT 中指定的超量程出 现时,BAD=“1” HAI - 高报警输出指示器,当 PNT输出值大于 HAL时置为 “1” LAI - 低报警指示器,当输出小于 LAL时,置 “1” HHAIND -高高报警输出指示器,当输出值大于 HHALIM 时置为 “1” LLAIND - 低低报警指示器,当输出小于 LLALIM 时,置 “1” HOR - 高量程超限指示器,当输出超过 HSCO1+OSV时,置 “1” LOR - 低量程超限指示器,当输出低于 LSCO1-OSV时,置 “1” BLKSTA - 32位的输出参数,表示模块的运行状态 ALMST - 模块的报警状态输出参数32位,每一个二进位表示某种报警状态。 INHSTA - 模块当前的报警禁止情况输出参数 32位,每一个位表示某种类型报 警是否禁止。 CRIT - 指示当前模块中发生的报警的最高优先级 (1-5) PRTYPE - 指示当前模块中最高优先级报警的报警类型, 根据模块的类型略有不 同 AIN 块。 0=无当前报警 1=高绝对值报警 2=低绝对值报警 3=高高报警 4=低低报警 8= BAD报警 25= 超出范围报警 ACHNGE - 这是一个整数型输出,模块参数每改变一次,本参数就加一。 UNACK - 报警未经确认

图 10
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2.4.2 单参数调节回路
使用 AIN 模拟量输入模块, PID 调节模块和 AOUT 模拟量输出模块可构成 单参数调节回路, AIN 模块将 FBM 来的测量信号进行修正, 标度, 报警等处理, 其输出被连到 PID 模块的测量输入参数 MEAS。 PID 模块根据测量值与设定值 SPT 的偏差及 P、I、D 整定参数的设置进行运算,其输出被连接到 AOUT 模块 的输入 MEAS。 AOUT 模块对信号进行输出修正后送到 FBM 的输出点。 PID 模 块和 AOUT 模块的参数说明如下: PID 模块的参数: 标准参数 MEAS-模块的测量输入 HSCI1-测量输入的高量程刻度值 LSCI1-测量输入的低量程刻度值 DELTI1-模块输入在远方站传递分辩率,以输入全量程的百分比表示 EI1-量输入的工程单位 PROPT-出错传导选择若置“1”,则当 RST (块处于远方设定时) 或 MEAS 输入 出错时, 置模块输出参数 OUT 中的 ERROR 状态位为“1” SPT-本地设定值, 当模块处于本地设定状态时,可以由操作员设定, 当模块处 于远方设定状态时, SPT 值等于远方设定值 RSP。 FBK-外部积分输入,以产生积分作用并防止积分饱和, 单回路中一般连到下游 AOUT 模块反演算输出参数 BCALCO, 或连到本模块的输出参数 OUT MODOPT-模块工作方式选择 1=P控制 2=I控制 3=PD控制 4=PI控制 5=PID控制 PBAND-比例带 INT-积分时间常数,以分钟为单位 DERIV-微分时间常数,以分钟为单位 KD-微分增益 INCOPT-调节作用选择 “0”=反作用,“1”=正作用 HSCO1-输出量程的高标尺 LSCO1-输出量程的低标尺

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DELTO1-输出向远方站传递时的分辩率,以输出全量程的百分比表示 EO1-输出的工程单位 HOLIM-输出高限值 LOLIM-输出低 限值 OSV-输出超量程的允许范围,以百分比表示 可选参数 BIAS-偏置输入 HSCI2-偏置输入的高量程刻度值 LSCI2-偏置输入的低量程刻度值 DELTI2-偏置值在远方站传递时的分辩率,以百分比表示 EI2-偏置值的工程单位 BBIAS-偏置标度系数 KBIAS-偏置的增益 BTRKOP-偏置跟踪选择,当为 “1” 时,其模块处于手动并运行于 P 或 PD 方 式时,强制模块的 BIAS 输入值跟踪模块的 OUT 输出值 MA-手/自动状态 0=手动,1=自动 INITMA-初始化手动/自动状态。0=手动,1=自动,2=手动/自动状态由 Checkpoint 文件决定 MANFS-当置为“1”时,如果模块检测到失效保护 (FailSafe), 就强制模块 为手动 MBADOP-当置为“1”时,如果模块检测到 MEAS,INITI 或 FBK 输入中有 BAD I/O 状态位置起,强制模块转为手动 MANSW-手动开关,当为“1”时,使模块强制处于手动 AUTSW-自动开关,当为“1”时,使模块强制处于自动,手动开关优先级高于自 动开关 MCLOPT -当置为“1”时,允许模块手动时对输出限位 CEOPT-控制出错选择,决定当 MEAS,FBK,INITI 出错时 PID 模块如何响应 0=当检测到控制出错时,不响应 1=在 MBADOP=0 时,如果 MEAS,FBK 或 INITI 参数的 BAD 状态位置 “1” , 或OOS 状态位置 “1”, 通讯路径出错, 则模块进入 HOLD (输 出保持) 2=除 CEOPT=1 情况外,如果 MEAS 的 ERROR 状态位置 “1” , 则模块进 入 HOLD状态 HOLD-当模块自动,HOLD 为“1”时,使输出保持
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第二章 控制回路

PRIBLK-在串级回路中,除了最前面的调节模块外,其余下游模块的 PRIBLK 应 为 "1",使串级组态中的模块无扰动初始化, 在单回路中置“0” INITI-模块初始化的输入信号, 一般连到下游模块的初始化 输出参数 (INITO) BCALCI-反演算输入信号,在模块进入控制状态前提供初始化输出值,使返回到 控制状态时无扰动,一般连到下游模块的反计算参数 (BCALCO)。 当 INITI 为“1”时,模块的输出跟踪它的BCALCI的值。 LR-本地/远方设定选择 0=本地设定 (操作员设定) 1=远方设定。以其他模块的输出作设定值 INITLR-初始化本地/远方设定选择。0=本地,1=远方,2=由 Checkpoint 文件 指定 LOCSP-当为“1”时,锁定当前 LR 状态,但 LOCSW 和 REMSW 优先级高于 LOCSP LOCSW-本地开关,当为“1”时, 强制模块处于本地状态 REMSW-远方开关,当为“1”时,强制模块处于远方状态。LOCSW 优先级高于 REMSW RSP-远方设定输入 STRKOP-设定值跟踪选择, 当为 “1” 时,如满足下面二种情况之一, 强制 设定值跟踪测量值 a. 模块处于本地设定并且是手动状态 b. 模块处于本地设定并且 INITI=1 MANALM-手动报警选择,当为“1”时,使该模块手动时也具有报警功能 INHOPT - 对所有被禁止的报警起作用 0= 仅仅是不送出报警信息 1= 不作报警检测 2= 与 0 相同, 并作自动确认 3= 与 1 相同, 并作自动确认 INHIB-报警信息屏蔽选择,当为“1”时,禁止送出所有报警信息,但不影响报 警指示器(PRTYPE,CRIT,ALMSTA) 和在显示面板中的报警告示。 INHALM - 报警禁止包, 其与 INHIB 不同处在于可以分别禁止各类报警 (这四 个报警禁止参数在 AIN 模块中已出现过) MEASNM-测量值报警说明,最多12个字符 MALOPT-测量值报警选择,当为 “1”时,允许测量值报警 MEASHL-测量值高报警限值
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第二章 控制回路

MEASHT-测量值高报警信息文本,最多32个字符 MEASLL-测量值低报警限值 MEASLT-测量值低报警文本 MEASDB-测量值报警不灵敏区 MEASPR-测量值报警优先级 (1-5) MEASGR-测量值报警信息要送达的设备组号 (1-3) DALOPT - 这是一组偏差报警参数, 当测量值与设定值的差大于上下偏差限值 时报警。 HDALIM 参数的意义与测量值报警参数类同, 故不作详细说明。 下面的高高/ 低低报、输出报警亦然。 HDATXT LDALIM LDATXT DEVADB DEVPRI DEVGRP HHAOPT- 高高/低低报警的可 选参数 HHALIM HHATXT LLALIM LLATXT HHAPRI HHAGRP OALOPT- 输出报警的可选参数 OUTNM HOALIM HOATXT LOALIM LOATXT OUTADB OUTPRI OUTGRP FLBOPT-4.2 以后版本的软件允许用户开发的应用软件超越 PID 模块的设定点 作监控 (SSC Supervisory Set point Control), 这四个参数与 SSC 有关。 INITSE-SSC 控制的初始化参数 SUPGRP-SSC 组, 取值范围 1-8, 指定本模块使用哪一个 SSC SUPOPT-SSC 选择, 0=No, 1=Yes PID 模块的输出参数 ACHNGE - 这是一个整数型输出,模块参数每改变一次,本参数就加一 ALMSTA-模块的报警状态输出参数32位,每一个二进制位表示某种报警状态 BCALCO-模块的反计算输出,等于其测量输入 BLKSTA-32位的输出参数,表示模块的运行状态 CRIT-指示当前模块中发生的报警的最高优先级 (1-5) ERROR-该输出值等于测量值减设定值 HDAIND-高偏差报警指示器 HHAIND-测量值高高报警指示器 HOAIND-高输出报警指示器 HOLIND-高输出限幅指示器 INHSTA - 模块当前的报警禁止情况输出参数 32位,每一个位表示某种类型报 警是否禁止 INITO-初始化输出指令,当模块手动、保持、跟踪或本地设定时置 “1”
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第二章 控制回路

LDAIND-低偏差报警指示器 LLAIND-测量值低低报警指示器 LOAIND-低输出报警指示器 LOLIND-低输出限幅指示器 MEASHI-测量值高报警指示器 MEASLI-测量值低报警指示器 OUT-模块的输出 PRTYPE - 指示当前模块中最高优先级报警的报警类型, 基本与 AIN 相同, 增 加了偏差报警和速率报警 0=无当前报警 1=高绝对值报警 2=低绝对值报警 3=高高报警 4=低低报警 5=高偏差报警 6=低偏差报警 7=速率报警 8= BAD报警 9=状态报警 UNACK-报警未经确认 SUPBCO-最后三个参数与 SSC 有关。 SUP_IN-Supervisory Set Point SE-Supercisory Enable。 0=Disable/1=Enable 虽然 PID模块的参数很多,但在组态时,如果不要某些可选功能,则对应的 可选参数取默认值, 即无需组态。 AOUT模块参数 标准参数 IOMOPT-AOUT 模块的输出是否送到 FBM 或 FBC 0= 输出值用 SCO 修正后存到 RAWC 输出参数 1= 输出值用 SCO 修正后存到 RAWC 输出参数,同时送到 FBM/FBC 2= 输出值不进行修正存到 RAWC 输出参数 IOM_ID-输出送往的 FBM/FBC 标识码 PNT_NO-输出送到 FBM/FBC 的通道号 SCO-输出信号修正号,指定对输出信号进行何种处理
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第二章 控制回路

0=不处理 1=将输出线性转换成 0-64000 码 2=将输出线性转换成 1600-64000 码 (用于 0-10V 输出) 3=将输出线性转换成 12800-64000 码 (用于 4-20mA 输出) ATC-气开阀还是气关阀。0=气开阀,1=气关阀 PROPT MEAS, HSCI1/LSCI1, DELTI1, EI1-测量值及其量程等 MEROPT HSCO1/LSCO1, DELTO1, EO1, HOLIM/LOLIM-输出值的量程,限值等 OSV 可选参数 BIAS, HSCI2/LSCI2, DELTI2, EI2-偏置输入及其量程等 MSCALE BEROPT BTRKOP MA INITMA AUTSW MANSE MANFS MBADOP MCLOPT PRIBLK INHOPT INHIB BTIME 平衡时间常数 (分) 模块从手动切换到自动时, 输出过渡到稳态值的时间 BAO BAT BAP BAG FLBOPT INITSE SUPOPT

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第二章 控制回路

输出参数 INITO-初始化输出。 当模块处于手动或初始化或 FBM 故障时置 “1” 通常被 连到上游模块的 INITI 输入参数,使上游模块知道本模块处于开环状态。 如图中连接, 当 AOUT模块处于手动或初始化或 FBM故障时, 它的 INITO=1, 使 PID 模块的 INITI=1, 使PID 模块的输出跟踪 PID 模块的 BCALCI, 即 跟踪 AOUT 模块输出的反计算值。这样当模块从手动切回到自动时, 做到 无扰动。 FS-失效保护, 布尔量, 当检测到 FBM 故障就置 “1” ACHNGE, ALMSTA, BAD, BCALCO, CRIT, HOLIND, LOLIND, INHSTA, INITO, OUT,PRTYPE, RAWC, UNACK, CE, SUPBCO (这些参数在 AIN 或 PID 中出现 过, 故这里仅将它们列出, 不再加以说明。)

2.4.3 串级调节回路

图 11 串级调节回路信号连接示意图

串级调节回 路由二个 AIN 模块, 二个 PID 模块和一个 AOUT 模块组成 (如图 9)。 当闭环运行时副调节器处于远方设定状态, 其远方设定值参数 RSP 连到主调节器的输出参数OUT。 为了实现无扰动切换到闭环控制,主调节器的初 始化 输入信号 (INITI) 取自副调节器的初 始化 输出信号 (INITO)。 主调节 器的反计算输入信号 (BCALCI) 取自副调节器的反计算输出 信号 (BCALCO)。 同 时副调节器的初始化输入信号和反计算输入信号分别与 AOUT模块的初始化输出 信号和反计算输出信号相连。

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第二章 控制回路

2.4.4 流量积算回路
流量积算回路由 AIN 模块和 ACCUM 积算模块构成(如图 12 所示)。 实验中 为让模块活动起来, 我们用 PID 和 LLAG 模块模拟一个过程, 并增加了信号 切换模块来了解高报警指示和高高报警指示的作用。

图 12

ACCUM模块参数:(从上面三个模块中我们已看到, 很多参数是一样的, 故 以后我们只介绍与该模块功能有关的特定参数, 而将一些通用的参数省略。) MEAS-要累积的测量值,可以是流量率信号 (PCNTOP=“0”时) 或脉冲计数值 (PCNTOP="1"时) MTRFAC-转换系数,使测量值的单位与输出积 算值的单位相匹配。 例如,模块的处理周 期为 2 秒,测量值单位为 M3/分,累积 输出单位为 M3 则MTRFAC=2×1/60=0.0333333。 如果累积输出单位为 KM3,则 MTRFAC 再要除1000 为 0.00003333。 SET-累计值置位指令。当为 “1” 时,使模块输出即累计值等于PRESET 预置 值。 PRESET-模块输出预置值 CLEAR- 累计值清零指令。当为 “1” 时,使模块输出值为零。 HOLD-当为 “1” 时,模块输出保持在当前值上。 当 CLEAR,SET,HOLD 信号同时为 “1” 时, 模块按作用的优先级动作, 优先级次序为: CLEAR (最高),SET,HOLD (最低)。 PCNTOP-脉冲计数选择,为 "1" 时,模块累积脉冲计数输入;为 “0” 时, 累积流量型的测量输入。 CARRY-当模块的累积值超过输出高标尺 HSCO1 时, CARRY 被置成 “1” 并 保持到下一 个处理周期, 而模块的输出值被置成累积值与 HSCO1的差值。

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第二章 控制回路

因此 CARRY 可作为进位信号将几个积算模块串级起来,以获 得大的累积 值。

2.4.5 单回路控制过程的模拟

图 13

我们可以在装有 I/A PW-C 软件的 PC 机上用纯滞后补偿模块 DTIME 和超 前/滞后动态补偿模块 LLAG 来模拟一个过程, 使得所设计和组态的控制方案能 够在没有现场输入/输出组件和实际生产过程的情况下, 进行测试和试验。 例如:可以在 PW-C 上,模拟一个单参数 PID 调节回路 DTIME 模块主要参数 DT-模块的输出对输入的纯滞后时间的设定值,以分钟为单位, 应设定得比模 块的处理周期长。 FOLLOW-当本参数被置为 “1” 时,模块的输出立即跟随模块的输入而变化, 也即纯滞后时间变为 “0”。 LLAG 模块主要参数 LGAIN-超前增益、定义输入瞬时变化与输出信号瞬时变化之间的增益系数。 LAGTIM-一阶惯性滞后的时间常数,定义输出随输入信号的阶跃变化, 最终过 渡到稳定值的过渡过程的时间常数。 BIAS-在超前/滞后工作方式时,为输出稳态值对输入稳态值的偏置值, 在脉冲 工作方式时, 输出的稳态值由 BIAS 值决定。

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第二章 控制回路

图 14 LLAG 模块输入与输出的关系

FOLLOW-在模块自动时,当它为 "1",在超前/滞后工作方式,使模块的输出跟 随输入和偏置的变化而变化。 在脉冲工作方式, 模块的输出跟随偏置而变化。 即消除过渡过程和影响。 LLOPT-超前/滞后选择, 即定义模块在自动时的运行方式 0=超前/滞后工作方式 1=正向脉冲工作方式 2=负向脉冲工作方式 3=双向脉冲工作方式

2.5 实验
实验一. CIO 组态器使用实验。 在库卷中加入一个 Compound , 由以下三个模块组成,步骤如下: 1. 在过程工程师环境下选择 Config→Control_Cfg→CIO_Config→Vol→Volume→Vol001 2. 从 Compound Functions 菜单中选择 Insert New Compound。在对话框中输 入组合模块名

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第二章 控制回路

图 15 TANK_COMP 表4

PARAMETER DESCRP PERIOD ON CINHIB GR1DV1 GR1DV2 GR1DV3

ENTRY TANK LEVEL 1 1 4 LP00 PWWP00 histpc

3. 选择 Edit Compound Parameters,编辑组合模块参数: 注意:所有输入的字符都将回送为大写字符,而历史库的名称必须是小写, 因此你应将光标放在 GR1DV3 后,然后用鼠标选择SHOW →Avalable Historian Name→histpc 再用鼠标点取 OK 保存组合模块参数。 4. 选择 View Blocks/ECB in this Compound,显示模块功能菜单, 5. 将光标置于 END CONT1 上, 选择 Insert New Block/ECB 在 END CONT1 前插入 AIN 模块。 输入模块名 LEVEL_MEAS 回车。 输入模块类型 AIN 回车; 或者用鼠标选取顶端菜单 〔SHOW〕 从其下拉 菜 , 单中选 取 Block Type Names, 现在屏幕右边出现模块名列表, 从中找到你想 要
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第二章 控制回路

的模块,用鼠标选中它,这样该模块类型名就出现在光标所在的 TYPE 参数处, 然后用鼠标点取 OK 即可。 用同样的方法在 END CONT1 前分别插入PID 模块,取名为 LEVEL_CNTRL、 AOUT 模块,取名为 VALVE_POS。 6. 分别编辑模块参数如下:(下表省略了部分使用缺省值的参数)
表5 AIN

PARAMETER

ENTRY

DESCRP PERIOD IOM_ID PNT_NO SCI HSCO1 LSCO1 EO1 BAO BAT BAP BAG

TANK LEVEL MEAS 1 AIO001 4 3 10 0 INCHES 1 TANK LEVEL MEAS BAD 1 1
表6 PID

PARAMETER

ENTRY

DESCRP PERIOD MEAS HSCI1 LSCI1 DELTI1 EI1 SPT FBK MODOPT

TANK LEVEL CONTROL 1 :LEVEL_MEAS.PNT 10 0.0 1 INCHES 0.0 :VALVE_POS.BCALCO 4

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第二章 控制回路

PBAND INT INCOPT INITMA INITI BCALCI MANALM MEASNM MALOPT MEASHL MEASHT MEASLL MEASLT MEASDB MEASPR DALOPT HDALIM HDATXT LDALIM LDATXT DEVADB DEVPRI OALOPT OUTNM HOALIM HOATXT LOALIM LOATXT OUTADB OUTPRI

250 .3 0 1 :VALVE_POS.INITO :VALVE_POS.BCALCO 1 TANK LEVEL 1 8.0 LEVEL HIGH 2.0 LEVEL LOW .5 2 1 1.0 HIGH DEV -1.0 LOW DEV 0.5 2 1 CNTRL OUTPUT 95.0 OUTPUT HIGH 5.0 OUTPUT LOW 1 4
表7 AOUT

PARAMETER

ENTRY

DESCRP

VALVE POSITION
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第二章 控制回路

IOM_ID PNT_NO SCO MEAS INITMA BTIME BAO BAT BAP 实验二. CIO 组态二

AIO001 8 3 :LEVEL_CNTRL.OUT 1 0.1 1 VALVE SIGNAL BAD 1

本实验用 DTIME 和 LLAG 模块模拟一个过程, 采用 PID 控制, 如下图那 样 连接起来,构成一个闭环做仿真运行。组合名与模块名任取,假定组合名为 TANK_I。 参数设置基本上采用缺省值, 因采用 PID 控制,将 MODOPT 参数改为 5。 本实验我们还要求掌握报警设置, 将过程报警送到屏幕的顶端键 Alarm 上, 因此要注意 COMPOUND 的报警设备的定义,和模块中报警参数的设置。

图 16

实验步骤同实验一,这样做好的模块由于不在站中,因此不能运行。下面的
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第二章 控制回路

实验步骤我们将库中的组合 TANK_I 拷贝到站中。 拷贝后的组合取名为 TANK_A。 1. 从组合名列表中选中 TANK_I。 2. 用鼠标点取 Copy to Paste Buffer,输入新的组合名 TANK_A,回车。 3. 点取顶端菜单 NEW。 4. 依次选择 Vol→Station→PCAT00 (站名因机器而异,这与系统 组态时定义 的设备逻辑名有关 ) 5. 选择 Paste from Paste Buffer,现在 TANK_A 组合应出现在当前的组合名 列表中。 6. 退出 CIO 组态器,选择顶端菜单 [Select],从左边的组合名列表中选中 TANK_A, 将其切换 到 ON, 投入运行。 从右边的模块列表中选取 DTIME 模块, 将其延迟时间 DT 改为 0.3 秒左右。选 取 PID 模块,将参数 PBAND 改为 100 左右, INT 为0.2。 所有的模块都投入自动。 选择 TREND, 显示出趋势图, 将设定值 SPT 作些调整,让过程不稳定, 要求让其振荡。 若振荡不起来或 振荡过快, 可适当调整以上几个参数的值。 7. 观察 PID 模块达到报警限后,模块面板上是否出现报警信息,如没有 的话 应该修改模块参数,进入 CIO 组态器将 MALOPT 参数置“1”,并设定报警 限。 8. 观察 PID 模块达到报警限后,顶端键 Alarm是否闪烁,如没有的话应检查组 合参数中的报警设备指定的是否正确,报警禁止参数是否高于模块的报警级 别。 A.模块中的报警选择参数有没有置1; B.组合参数中的报警设备的名称是否正确,通常是报警工作站的站名错了, 报警设备参数修改后是不下载的,即便是在线组态也不下载,这时要做一 次DELETE&UNDELETE才能使修改有效。 C.组合的报警禁止参数是否高于模块的报警级别,默认的报警禁止参数值为 0,模块的报警级别为5级。

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第三章 模板的显示与操作

第三章 模块的显示与操作

控制组态完成后, 系统已经可以按控制组态中设定的方案对过程进行控制。 I/A 提供了操作面板,可显示、修改许多可设定参数, 我们把这种显示称为详细 显示。

3.1 Compound&Block 选择
从顶部菜单敲击[File] 选择 [FoxSelect] 键, 就可以进入如 图1 的 Compound & Block 选择画 面。 通过这幅画面上可以直接存取 CP 中的 Compounds 和 Blocks 的详细显示。

图1

左边列出了 CP 中所有 Compounds 名, 及它们的 ON/OFF 状态。 ON/OFF 字 符后面的数字表示该组合中当前有最高报警级别为该数值的报警。 如果我们是开 机后第一次进入这幅画面, 由于还没有指定 CP 名, 这里会是空白的, 没有 组合名列表。 右边列出了当前选定的那个 Compound 中的模块名列表与它们的工作状态, 同样有当前最高报警级别的显示。 在 Compound 名没有确定前, 这里也是空白。 对于被选中的 Compound 我们可以用 TURN COMPOUNDS ON/TURN COMPOUNDS
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第三章 模板的显示与操作

OFF 将其打开/关闭。 当然, 有时一个一个去开/关不太方便, GROUP COMPOUNDS 提供了选择一组 Compound 的方法, 可对这一组 Compound 同时进行开/关操 作。 操作的方法是, 先点取 GROUP COMPOUNDS, 然后逐个选中想要的 Compounds, 被选中的呈蓝色,再用 ON/OFF 来开/ 关它们。 COMPOUND DETAIL 显示出被选中的 Compound 的参数,主要是三个报警组的设 备,对于可设定的参数在这里能够被选中,并作修改。

图2

例如, 参数 CINHIB 和 ON 分别是报警禁止级别和 Compound 开关状态。 CINHIB 是整数型的, 我们可以用上下三角软键来改变它的值, 单个三角 表示以一个单位改变, 二个重叠的三角以五个单位改变。 操作时我们 a. 先用 鼠标点取 CINHIB ( 这就是所谓的 PICK ),告诉计算机要操作这个参数; b. 然 后按上下软键来改变它的值, 也可以再点取中间的长方形输入框 ( 点中后呈蓝 色 ) 在这里直接输入所要的值。 操作时如缺少 a 这步, 在长方形输入框 中 会出现提示 “Bad Pick” 。 参数 ON 是布尔量, 要用 TOGGLE 键来改变。 操作时第一步同 上 a , 第 二步按 Toggle 软键, 每按一次, 布尔型的参数 0 就变为 1; 1 变为 0, 这 里显 示的是 ON 与 OFF。 如果 Compound 处于 OFF 状态很多参数上就会出现天蓝的 底色。 按 PREV DISP 软键返回到上一幅显示画面。当我们从图 1 右边的列表中
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第三章 模板的显示与操作

点取某一模块后就出现该模块详细显示面板 (图 3 是一个 PID 模块的详细显 示画面示范)。

图3

3.2 模块的详细显示
在这一节我们以图3 所示的 PID 模块的详细显示为例了解模块面板各部分 显示的意义及其操作的方法。 其它模块的面板大同小异, 且操作的方法是一致 的。 (1) 在详细显示的右上角是该模块的面板。 我们先了解一下面板上各部分显 示的含义。 Alarm Status - 报警的状态,表示功能块最高优先级报警状态。 有报警时,报 警域的文本呈现二倍高的字母, 表示报警没确认的状态。 此域的背景色与报警 的优先级有关。 一个字符高度的信息表示报警已被确认 (按ACK 软键即可) 但 , 报警条件仍未消失。 I/A 用不同的颜色表示报警优先级的高低。 一到五级报警 分别用:红、深红、棕、深蓝、灰色表示。 数据区各部分标号的意义如下。 1. 测量值高报警值标记(MEASHL)
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第三章 模板的显示与操作

2. 测量值低报警值标记(MEASLL) 3. 测量值指示棒(MEAS)深兰色棒 4. 远方设定值标记(RSP) 5. 设定值指示棒(SPT) 紫色棒 6. 输出值指示棒(OUT) 白色棒 7. 模块输出状态, 用以下字符表示: A - Auto 自动 M - Manual 手动 U - Undefined 未定义 白的背景色表示 A/M 超驰。 8. 设定点状态: L - Local 本地设定 R - Remote 远方设定 白背景色表示 R/L 超驰 9. 扩充的输出状态: T - TRACK 输出跟踪 H - HOLD 输出保持 10. 失效保护状态 PID 和 PIDX 功能块 F - Failsabe失效保护整定失效保护状态仅在PIDE和PIDXE功能块的面板上出现。 M - 人工整定 S - 自整定 P - 预整定 11. 测量值高高报警值标记(MEASHL) 12. 测量值低低报警值标记(MEASLL) (2) 在详细显示的底部是一排标准软键, 除了在上面讲到的操作连续量和布 尔量的几个软键外, 多了如下几个软键: ACK - 报警确认键,当报警发生后,按一下该键,面板上的报警信息就停止闪 烁。 PREV DISP – 切换到前一幅显示画面。 SOURCE – 显示某一指定参数的信号源。 例如要知道测量值的源, 先选中 MEAS (出现黄色边框), 再按本键, 在屏幕的左上四分之一区域出现全路径的信号源。 A/M - AUTOMATIC/MANUAL 自动/手动操作方式切换。 当一幅显示屏上有多个 模 块面板, 操作时要先选中表头时, 告诉计算机要改变哪一个模块的手自动状态。
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第三章 模板的显示与操作

R/L - REMOTE/LOCAL 远方/本地控制方式切换。操作方法同上。 (3) 面板右边的软键用来改变屏幕下半部显示的模块参数 CNTRL - 显示控制参数,如 MEAS,SETPOINT,OUTPUT。 这是进入详细显示缺 省 的参数, 如图 4-3 所示, 在这里可以看到测量值、 输出值的高低量程, 输 出限值等。 CNTRL W/BIAS - 显示控制参数和偏置参数。 比上面的显示仅多了偏置参数。 TUNE - 显示整定参数,主要是 P,I,D 参数值。 若是自整定模块, 再有相 关的参数 EXTND - 显示扩充的参数。 OVERRIDE - 显示超驰参数,如 MA,LR 等。 ALARM TEXT - 显示报警文本。 ALARM - 显示报警参数。 TREND - 显示实时或历史趋势。 CONFIG - 显示功能块的其它组态参数。 PREV DISP - 返回到前一幅显示。 (4) 操作举例 若要操作输出值, 应先看一看模块处于什么状态,是 A 还是M, 如果是 A 表示自动, 则先要按 A/M 键, 将模块切换到手动, 然后用鼠标点取面板上的 输出部分, 使它出现一个黄色的框, 表示现在要操作输出值, 最后用上下三 角软键改变它的值。

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第四章 控制画面的制作

第四章 控制画面的制作

4.1 FoxDraw
Foxdraw 是FOXBORO 公司在 1996 年推出的全新的绘图工具, 用 Foxdraw 可进行流程图的建立与组态。在过程工程师环境下选择[Config]→FoxDraw,就 可以打开画面制作环境,如下图:

图1

显示观看窗口 在该窗口内显示、编辑你所需要的目标。为使绘图时定位方便窗
口内有“+” 与“·”构成的网格, 你可自己设计网格的大小, 或打开/关闭网格的定位功能。用以构成网格的点, 并不包含在 图形目标中。

光标类型 有许多类型的光标。箭头光标表示在选择模式,其他光标根据所用绘
图工具各不相同。

标准工具条 该工具条包括文件,编辑和观看的动作加上网格切换按钮。 绘图工具条 用来选择绘图工具。这些工具也可在 Draw 下拉菜单中得到。
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第四章 控制画面的制作

布局工具条 包括对齐,排序,成组等按钮。 水平和垂直滚动条 用于编辑窗口的左右上下滚屏。 光标位置 鼠标位置在窗口的右下角指示

4.2 菜单介绍
(1)File 菜单功能 New Open Save 新建画面,显示一个对话框,可选择要建立显示画面的大小等。 打开已经存在的显示画面 保存文件 用另外的文件名保存文件

Save as

Display properties 显示属性,在此可定义以后要用的颜色、字体等。 1...最近打开的画面 Exit 退出 foxdraw (2)Edit 菜单功能 Undo/redo 返回上一步或下一步 Cut Copy 从屏幕上剪切一个目标到剪切板中 复制选中的目标到剪切板中

Paste 将剪切板中的内容复制到当前窗口 Delete 在当前窗口删除选中的目标 Duplicate 复制当前窗口内选中的目标,不用剪切板 Select all 选择所有图形目标,包括看不见的 Invert selection 使选中的目标变为没选中的,没选中的变为选中 Deselect 不选中屏幕上的所有图形目标 (3)View 菜单功能 Zoom in/out 将整幅图形放大或缩小 Zoom lasso 局部放大 Normal view 100%显示 Refresh 刷新屏幕 Fox view 以 Fox view 的文件保存,并立即在当前屏幕上显示该画面。 Object focus 在所选的一组目标中选取一个作为焦点目标 Point modes 有点模式、中心模式及参考模式,当目标缩放、移动时,决 定目标的参考中心点 Grid on/off 使网格可见或不可见

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第四章 控制画面的制作

Snap to grid 使网格功能起作用 Snap gravity 使一个目标跳到另一个目标上 Grid 打开网格对话框,调整网格的属性和状态 Toolbars 隐藏和显示工具条 (4)Draw 菜单功能 Select tool 激活选择光标 Point tool 可指向一个目标进行移动或删除 Multi-create 保持所选的工具激活,重复所选的工具 Line 画线 Rectangle 画矩形 Polyline 画折线 Polygon 画多边形 Curve 画曲线 Closed curve 画封闭曲线 Circle 画圆 Arcs 扇形或弧形 Text 无背景色的文本 Background text 带背景色的文本 (5)Object 功能菜单 Reference point 用于设置或取消参考点 Edit text 编辑文本内容 Graphic attributes 打开图形属性对话框 Configure objects 打开目标组态对话框 Group 将所选的多个目标编成组 Ungroup 将所选的成组目标解组 Visibility ON/OFF 使目标可见或不可见 Detect ON/OFF 将一个目标锁住,使之不能被选取 Link from library 连接一个库元素 Link faceplate/trend 连接面板或趋势 Link from palette 打开一个库元素清单,选择其图形 (6)Layout 菜单功能 Order 将一个选中的面板放在其它面板的前面或后面 Align 调整所有选中的目标相对焦点目标的位置 Space evenly 将所有选中目标在第一和最后目标间均匀分配
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第四章 控制画面的制作

Flip 使选中目标水平或垂直翻转 Same size 使所有目标的尺寸与焦点目标相同 Fast arrow move 将箭头移动速度进行快慢切换 (7)Option 菜单功能 User option 打开用户选择的对话框,用于设置 FOXDRAW 的一些性能,入 undo 的次数,光标移动的距离等 Font setup 打开字型设置对话框,供选择用于图形的字型和字体

4.3 流程图的建立
建立一个新图 (1)选择File,然后New,便打开了建立新图对话框。如下图所示: (2) 对话框默认设置是基本图 (Base Display) 也可选择建立覆盖 , (Overlay)、 元件(Components), Template(面板)。 基本图 - 基本图在图形显示中有最高的级别,它是一个满屏的图形显示。 覆盖显示 - 覆盖通常是由基本图或另一个覆盖调出,它并不替代原显示,其尺 寸有几种选择或用户自定义(Custom)。 元件 - 可建立一个目标重复使用。 (3)选择 OK 便可开始建立一个新图。

图2

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第四章 控制画面的制作

属性对话框
选 Object → Graphic Attributes (也可敲击鼠标右键, 从打开的小窗口 中选择), 进入属性对话框可改变目标的属性。 当有目标被选中时, 直接改变 该目标的属性, 若没有目标被选中, 则设置以后要画的目标的属性。 举例来 说, 当前输入的文本为黑色, 3 号字体选中该文本, 将其改为红色 4号字体, 再选文本, 输入仍是黑色 3 号字体, 如果不选中任何目标, 属性改为红色 4 号 字体, 则以后输入的文本都是红色 4 号字体。 一个目标可有以下一些属性(不是每个目标都包含所有这些属性, 譬如说 文本这一目标就不可能具有填充颜色的属性):

图3

(1)填充(Fill)属性对话框
填充对话框可改变以下属性: ??填充/不填充(Fill/Unfill) –是否要对一个目标填充颜色。 ??填充方向(Fill Direction) -定义液位填充的方向。 ??填充液位(Fill Level) - 定义填充的比例。 ??填充类型(Fill Type) - 定义填充颜色的类型, 有以下四个选项: Solid - 实心 Hollow - 空心 Opaque - 不透明 Transparent - 透明 ??填充样式(Fill Pattern) - 当填充类型为opaque 或transparent 时,有六种花纹样式 可选。 ?填充颜色(Fill Color) - 可从调色板选择目标填充颜色。

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第四章 控制画面的制作

(2)边(Edge)属性对话框
边对话框可改变以下属性: ??边样式(Edge Style) - 选择五种边的样式之一。 ??边宽度(Edge Width) - 选择五种边的宽度之一或自定义。 ??边颜色(Edge Color) - 可从调色板选择边的颜色。

(3)文本(Text)属性对话框
文本对话框可改变以下属性: ??文本对齐(Text Align) - 仅对带背景文本有效,可定义文本相对于背景框的位置。 ??字体(Font Style) - 可选择True Type 和Hershy 字体。 ??字体按钮 - 出现一个对话框,可选择字型(Font)、字体(Style)、大小。 ??方向(Direction) - 可选择水平或垂直文本。 ??文本颜色(Text Color) - 可从调色板选择文本的颜色。

4.4 流程图的组态
流程图绘制完后都是静态的。这样并不能反映或影响生产过程状态,如果 要显示这些信息,必须对静态目标做组态,使之与过程变量相连接。 (1)进入组态目标对话框 先选中目标,在 object 菜单下选择 configure objects(或单击鼠标 右键从中选择 configure objects)便进入组态目标对话框。该对话框共有 general、update、action 三个标签。

图4
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第四章 控制画面的制作

(2)General 标签下的功能 在该对话框中,用户可以对目标取一个名字(不一定要) ,这样在一组目标 中用户可以按名字较容易的选取所需目标。 (3)Update 标签下的功能 动态更新(dynamic update)是图形目标的被动连接属性,它的作用是使目 标的文本、颜色、尺寸等,随过程变量的改变而变化。根据需要可对一个目标做 多个连接。 A 选择 dynamic update 标签进入组态对话框 B 选择 add 按钮,将出现动态更新(add dynamic update)对话框。对话框 中的清单只显示对当前目标有效且没有组态过的动态类型。 C 选择一个属性和一个 conversion,然后 ok。将出现一个新的对话框,其 内容将根据刚才所选的属性和 conversion 而定。 Conversion 选项: Continuous 连续量,可以定义液位、流量等实型或整型变量的比例和范围。 Discrete 离散量,根据属性表的索引定义布尔型或整型变量 Bit state 位图,属于离散量的属性都可使用位图 Threshold 门槛, 打开一个对话框, 可根据原始值与设定门槛值的关系操作, 得到条件的真伪,分配属性值。 Number/text 数字/文本,在屏幕上返回数字或字符值 Read file 读文件,得到文本文件的内容 动态更新类型: visibility 可见性,使目标在特定的条件下可见或不可见 fill level 填充液位 filled 填充,使目标填充或不填充 fill color 填充颜色 fill blink 填充闪烁 fill pattern 填充样式 edge style 边样式,改变边的样式,虚线、点画线。实线等 edge width 边宽度 edge color 边颜色 text height 文本高度 text contents 文本内容 text color 文本颜色 move horizontal 水平移动

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第四章 控制画面的制作

move vertical 垂直移动 radius 改变半径 arc length 弧长,使弧的角度在 0-360 度变化 rotate 旋转 scale horizontal 水平比例 scale vertical 垂直比例 scale proportional 正比例 (4)Action 标签下的功能 操作动作用来组态主动功能, 当操作员用鼠标点中显示上的这个目标后, 产生相应的动作。 Open display 打开显示,关闭当前 所有的覆盖和显示,然后打开一个新的 基本显示。 Open overlay 打开覆盖,在当前基 本显示上打开一个覆盖。 Close display/overlay 关闭当前 的显示或覆盖。 Display command 执行显示管理命 令。 Relative pick 相关选取。 Momentary contact 瞬时触发,改 变一个布尔量目标的状态。 Ramp 变量斜坡, 按照特定的增量增 加或减少一个变量的值。 Connect variable 连接变量,连接 整型变量或布尔量,以改变变量的值。 (5)趋势图的制作 A 打开画面 用 FOXDRAW 软件打开所要组态的画面,有两种打开方法: 1. 在过程工程师环境下选择[Config]→FoxDraw,然后打开要组态的画 面。 2. 先找到要组态的画面,单击鼠标右键,选择Open with FoxDraw. B 绘制按钮 用绘图工具绘制一个按钮形状,如图 或其他样子。具体绘图在画面制 作中详细介绍。绘制后移动到所要监测点的旁边。
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图5

I/A 系统 C 组态

第四章 控制画面的制作

图6

选中所画按钮,点击鼠标右键,出现如下菜单, 点击 Configure Objects。出现下图。

图7

在 ACTION 面板上点击 ADD 键

图8
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I/A 系统

第四章 控制画面的制作

选择 display command 后点击 ok 确认。

图9

在上图中添入所要监控点的相关参数,如下图:

图 10

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I/A 系统

第四章 控制画面的制作

其中“02_21”是一个 COMPOUNDS 号, “FIT_2140C”是 BLOCK 名, “PNT”是 BLOCK 中的参数。最后一行是趋势图模板的位置。输完按 ok 确认。 保存画面后关闭 FOXDRAW。回到原画面,点击按钮可弹出下图,显示相应的 趋势。

图 11

在画面的空处单击鼠标右键,出现如下菜单,其中“moveable”选项可以使 趋势图变成可以移动的状态。

图 12

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第四章 控制画面的制作

图 13

在趋势图框格内单击鼠标右键,出现趋势的组态图,可以对显示周期和扫描 频率的进行修改。在这修改是暂时性的。

图 14

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第四章 控制画面的制作

(六)举例练习 根据前面所讲的绘制一幅流程画面,如下图,准备做一些深入的练习。

图 15

例1. 可见性 图中的文本“ LEVEL HIGH” 我们当然要求它在液位高于报警值时才显示出 来, 警示操作员注意过程的变化, 而在没有报警时就不应该显示出来。 显然 应该把它与高报警指示连接, 当高报警指示逻辑为真时使得该文本可见。 1.选中该文本(文本边上出现虚框) 2.敲击右键, 在快速窗口中选择 Graphic Attributes 3.选Dynamic Update, Add 4.选Visibility, Discrete,OK,出现图

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I/A 系统 图16

第四章 控制画面的制作

5.在对话框的Object(目标)项输入变量的路径TANKC:TPID.MEASHI。MEASHI 是一个逻辑量,只有二种状态, 0或1表示没有或有高报, 因此在Minimum State (最低状态)项填入0。 图5-7在Number of States(状态个数)项填2。 6.选Edit编辑Visibility一项, 空白方框表示不可见, 有×的方框表示可见, 最后选择OK, 确认以上的组态。 例2. 填充液位 我们希望图5中罐的液位能根据控制过程的变化而变, 因此我们将它与一个 测量值连接。 前面三步同上, 第四步选Fill Level, Continuous, OK。

图17

在图17对话框的Object项输入变量的路径 TANKC:TPID.MEAS High Scale/Low Scale - 指定填充的高度与变量的关系。例如高低限设定 为 80/20,则当变量值小于 20 个单位时填充高度为 0%; 变量值大于 80个单 位时,填充高度为目标的100%。 High Fill %/Low Fill % - 指定目标的填充方向。100-0 表示正向填充, 目 标将从底 (控制低限值)往顶(控制高限值)填充, 即变量为零时填充高度为 零, 满量程时将目标填满。 0-100 表示反向填充, 这时满量程填充高度为零, 变 量为零时反而将目标填满。 例3. 填充颜色 对过程状态的变化, 通过改变目标的颜色来提醒操作员注意过程变化。 Edge Color, Text Color其组态方法都是一样的, 仅以Fill Color为例。实际上Edge
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第四章 控制画面的制作

Style,Edge Width, Text Height的组态方法也是一样的, 只是将调色板换成了 线条粗细, 字体大小的选择。 我们要求图5罐内液体的颜色能反映出各种报警的情况,因此选Fill color, Discrete,在对话框的Object中填入变量的全路径TANKC:TPID.PRTYPE 参数连 接。 PRTYPE参数反映了最高 优先级的报警, 范围0~9 分别表示: 0 无激活报警 1 高绝对值报警 2 低绝对值报警 3 高高报警 4 低低报警 5 高偏差值报警 6 低偏差值报警 7 速率报警 8 故障 9 模块状态 选出所要求的颜色。 例4. 文本内容 其作用是将显示画面中的字符与过程变量相连, 实际显示时出现该变量的 即时值, 如测量值、输出值、 报警文本等。 过程变量可以是字符串型变量 (Text); 也可以是实型量 (Real)。 例如在图 15 中,我们要求 “LEVEL= +XX.XX IN” 中的 “ +XX.XX” 显 示罐中液位的测量值, 选择Text Contents, Numeric/Text。
图18

最后用Edit为每一个状态号设定颜色。 可用键盘输入色号, 也可从调色板上

图 19

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第四章 控制画面的制作

在对话框中填入变量TANKC:TPID.MEAS。 测量值是连续量, 在Type栏选择Numeric。 Text这种连接用来显示字符串 变量,如顺序模块的 SN0001参数。 对于这种变量需要填写“半字符驱动” 触 发变量(Trigger), 否则变量SN0001的字符串能显示, 但不会刷新, 需要重 新切换屏幕才刷新。 Delta - 改变增量值, 当变量的变化超过了增量值, 才刷新显示值。 Numeric Format - 数值的显示格式,定义小数点的位置和小数的位数。 若取自 动 (automatic) 则小数的位数按显示的需要浮动; 格式定义后如果变量的值超 出指定的格式,将显示一串星号, 表示溢出。 例5. 文本内容-离散量 本功能使文本显示目标可以按过程的不同状态显示不同的内容。 如报警提 示、手自动状态提示等。 例如图 5显示中有一串字符 “MANUAL CONTROL” 在实际显示时, 我们要 求按手自动的状态变化, 因此在Conversions中选择Discrete。 将此目标连接到 TANKC:TPID.MA 参数上。 MA 是逻辑变量, 只有二种状态, 0 =手动; 1=自动, 因此最低状态填 0, 状态个数填 2。 如果是整数型变 量就可能有多种状态,按需要填。 用Edit分别为每个状态序号输入在该状态下要求显示的文本, 0 1 MANUAL CONTROL AUTO CONTROL

注意: 超出显示文本长度的部分不予显示。这样当MA变量为 0 时屏幕上出现 “MANUAL CONTROL”, 为1时出现“AUTO CONTROL”。 例6 相关选择 我们希望在图15中能用标准按钮中的A/M按钮来改变模块的手自动,取图右 上角的M/A为按钮, 选中Relative Pick、 OK, 出现如图20的对话框。

图20
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第四章 控制画面的制作

路径名为: = PICK1 TANKC:TPID 因为A/M按钮组态时已经带有参数名 .MA, 所以只要写到模块名即可。

例7 位置 目标的位置有主动和被动二种, 组态方法相同, 作为主动时, 有保护级的设置。 对于主动的组态都可设置保护级。 在图5罐子的左边有一三角形标记, 我们用它指示当前的设定值 (被动), 同时我们也可把它组态成一个操作按钮(主动),操作 员可以用鼠标抓取该标记, 移动鼠标改变标记在屏幕上的位置, 显 示管理软件将标记的最终位置转化为数值送入过程变量, 当然该变 量必须是可设置的。 Max/Min. Value – 变量的范围, 应该与该变量的量程一致。 High/Low Loc - 要求填入标志在屏幕上移动的范围, 按作图的 位置向上下移动的点数。要直接填入数值可以说是不可能的, 组态 时只要鼠标器敲击Set Location按钮就会出现提示符让你先后在标 志移动的低限、 高限敲击鼠标, 组态软件按照你敲击的位置计算出 上下移动的点数。

图21

例8 文本内容主动 组态了文本内容主动后, 操作员用鼠标敲击该文本后, 就会出现一个输入 框, 输入的内容在回车确认后就送入过程变量。 还是以设定值“+XX.XX”为 例,我们想让操作员在此直接输入设定值。 选择Numeric/Text Entry, OK。 在图22对话框中除了量程范围外, 就一个Text Format可选, 若输入变量 是数值选 Numeric, 否则选Text。
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第四章 控制画面的制作

图 22

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第五章 报警的显示与制作

第五章 报警的显示与制作

在日常生产中,报警可以分为两大类,一类是基于系统硬件或网络故障而产 生的报警信息,一类是生产报警信息。

5.1 系统报警
系统报警指出由于硬件故障产生的报警情况。系统报警同站,以及与站相连 的外围设备或通讯网络的工作状态有关。 监视硬件的工作状态是系统管理软件的 功能。系统管理软件分析当前设备和每一个站的通讯状态及了解系统报警的状 态。 所以要了解系统报警情况,须进入系统管理环境,可依次选择以下几个键 [sys] → Sys_Mgmt → NETWORK 硬件发生故障,产生系统报警可用以下的方法来跟踪报警源:指定的WP或AW 顶部菜单的“sys”键变成闪烁的红色;进入系统管理,System Monitor Domain 和各层网络画面上故障站的Letterbug 呈现红色或黄色。

5.2 过程报警
过程报警指出由CP所产生的报警情况, 这种报警同在CP中运行的过程控制方 案有关。典型的情况有超量程报警,如模拟模块的绝对值报警或偏差报警,或数 字模块的状态报警等。 无论是否组态报警设备, 报警信息都会显示在模块面板图上以及在模块详细 显示画面上的Block Alarm Summary Overlays 部分。 如果在 CIO 组态时指定 了报警设备,则当过程报警发生时,相应的设备上就会送出报警信息。 对送到显示工作站上的报警,顶端键 [Alarm] 就会发生变化,该键用四种 方式指出过程报警的状态: ?? ?? ?? ?? 固定的绿色 - 过程运行正常,无报警。 闪烁的绿色 - 当前过程运行正常,无报警,但曾有过未被确认的报警。 闪烁的红色 - 当前过程有报警,且未经确认。 固定的红色 - 当前过程有报警,已经确认,但报警条件仍未消除。
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第五章 报警的显示与制作

选择 [Alarm] 键就可进入当前报警画面,这是一幅多页的当前报警或未经 确认的过程报警画面。

图1

由图中可以看出报警以分条的形式出现,每条信息占用二行,报警信息格式 如下所示: 第一行: Compound名:Block名. 第二行: 报警日期 时间 报警值 单位 报警限 报警文本 报警类型 报警等级 报警状态

报警名、报警限、报警文本以及模块说明由CIO组态时定义,报警类型部分显示 的字符与意义如下: HIABS 高绝对值报警(测量值或输出值) LOABS 低绝对值报警(测量值或输出值) HHABS 高高绝对值报警 LLABS 低低绝对值报警
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第五章 报警的显示与制作

HIOUT 高输出值报警 LOOUT 低输出值报警 HIDEV 高偏差报警 LODEV 低偏差报警 RATE 速率报警 IOBAD 通道坏报警 STATE 状态报警 MON EXC CONF NACK RANGE RTN 监视块 例外块 确认 未确认 超量程 报警撤消

IND/DEP 独立块/非独立块

底部按钮定义如下: ACK ALARM ACK COMPOUND ACK PAGE CLR ALARM CLR PAGE ALARM DETAIL TOP PRIO USER DISP BLOCK DETAIL 确认被选中模块的所有报警 确认当前模块报警 确认在这一页上可见的所有模块的报警 从报警显示中删除被选中的报警信息 删除在这一页上可见的所有模块的报警 显示被选中报警的详细显示画面 显示同最高报警级别有关的模块详细显示 显示被选中模块组态过报警面板键的用户画面 显示被选中报警模块的详细显示画面

5.3 历史报警
进入“报警历史” 除了用“当前报警” 显示中的 ALM HIST 按钮,也可从 [sys] 的子菜单中选择 Alarm History。 当然要有“报警历史”的先决条件是, 在做 CIO 组态 Compound 的报警设备中要加入“历史库名”,否则系统是不会 自动将已成为历史的报警信息送入“报警历史”的。

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第六章 历史数据的组态和管理

第六章

历史数据的组态和管理

在 I/A中, 用历史记录替代了一般的记录仪表。由于它是以数字量记录的, 就为这些数据的再加工提供了可能,并可以给其他用户共享。我们使用历史组态 器来告诉系统哪些过程数据需要采集(记录),采集来的数据要作哪些处理,以 及对处理后的数据如何归档保存的问题。

6.1 基本概念
(1)采样组(Collection Points) 在这个组里存放要采集的过程数据采样点的名称及其采集要求。采集来的数 据可以直接用于历史趋势线的显示。 采样点的个数由系统组态时确定, 可组态 成 500 ~ 8000(500 注:括号内为 AP20 的数据,下面的括号同样, 并不再 说明 );所有点的采样周期都可以组态成 2 秒(2秒的点不超过10%)。4000 个采样点至少要占用 24M 内存, AP51/AW51 每秒更新的点数不超过250 个。每 个点采集来的记录先放在内存中,满100(10)条记录后一起送到一个循环文件 中,该文件缺省保存 600(200)条记录, 最多可保存 99,999,000(99,200 需 装有扩展硬盘)条记录。 (2)浓缩组(Reduction Groups) 提供了对采集来的过程数据进行再加工处理的方法,通过浓缩组处理的数据 可提供给过程报表使用, 也可以将浓缩处理以后的数据再次进行浓缩, 即串接 浓缩。 系统提供了八种浓缩算法: SUM 合计值 AVG 平均值 MAX 最大值 MIN 最小值 STDV 标准差 KURT 曲线峰态 HIST 频率密度 USR 用户自定义 串接的浓缩组只有前四种算法。 (3)信息组 (Message Groups) 存放整个系统的信息。这个组的成员在系统装入时就已组态好, 用户只可修
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第六章 历史数据的组态和管理

改组态参数,不能在这个组中加入或删除任何成员。 (4)归档组(Archive groups) 以上三个组的数据只能保存指定的时间或记录条数, 超过以后, 新写入的 数据将复盖最早的数据。 归档组定义它的这些成员什么时侯需要归档。 然后由 系统操作员定期将归档的数据拷贝到磁带或软磁盘。

6.2 AIM*Historian
AIM*Historian是IA的历史组态工具,它主要包括以下几个工具: AIM Datalink AIM Explorer AIM SPC Display Api Admin Historian Archiver Historian Auto-Archiver Historian Configurator Historian Manager Historian MDE 历史数据连接(显示)器 历史资源管理(可组态各种趋势图和历史数据统计图) 历史过程统计数据包显示器 历史维护工具 历史归档 历史自动归档 历史组态器 历史管理器 手工历史数据输入

AIM SPC Configurator 历史过程统计数据包组态器

在AIM*Historian里,对数据进行采集、处理的历史数据库称为Instance。 一个Host主机可以有多个Instance。 在同一个Host主机里, Instance名是唯一的。
AIM*Historian Instance

数据采集器

浓缩组

实时点

事件信息
图1

控制组

AIM*Historian 里的实时点(RTP)就是历史组态里的采样点。 AIM*Historian 通过采集器(Collector)获得历史过程数据和事件信息。 当建立 Instance 时,和 Instance 同名的本地实时采集器就自动建立了。事件信
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第六章 历史数据的组态和管理

息采集器用于采集 CP 报警和系统监视器信息。 控制组可以使实时点根据临界值在不同的状态或采样频率(采样周期)下 自己运行。

6.3 AIM 历史组态器(histcfg)
(1) AIM 历史组态器具有以下组态功能: *建立和组态 AIM 历史 Instance *组态实时点 *建立事件信息采集 *组态采集器站 *建立浓缩组 *建立控制组 (2)进入 AIM 组态器 从底部菜单选取 Start→Programs→Aim AT→Historian Configurator。计 算机显示如图 2,其中小窗口即已经打开的 Wizard。

图2

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第六章 历史数据的组态和管理

(3)File 下拉菜单 Create Historian Instance Run Historian Setup Wizard Server Status Save And Exit Commit Save 建立历史 Instance 运行历史并设定 Wizard 显示服务器状态 存盘退出

点击 Save And Exit→Proceed 后会弹出一个对话框,其功能: 把经修改已完成的组态存盘退出 把经修改还未完成的组态存盘退出

Discard 放弃修改,存盘退出 (4)建立 Inatance 借助 Wizard 可以方便的建立 Instance(相当于数据库)以及实时点、信息 组、控制组、浓缩组。 如果想在每次进入组态器后即可看到打开的 Wizard (即图 2 中标题为 server 的对话框),可在 show wizard at startup 前打勾,或在 histcfg 窗口的顶部 菜单选取 Options→show startup wizard。 如果进入组态器后 wizard 未打开,可在组态器顶部菜单选取 File→Run historian setup wizard。 如果还未建立 Instance,则在组态器顶部菜单选取 File→Create Historian Instance 或在打开的 wizard 里选 NEXT,出现 Historian 对话框,再选 NEW,计 算机显示如图 3,建立 Instance。

图3

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第六章 历史数据的组态和管理

如果想要修改已有的 Instance,应该在 Historian 对话框中点击要修改的 Instance,再点击 NEXT 进入图 4 画面。 *Create Historian Instance(图 3)对话框中主要有两个必添的选项: Enter AIM*API server name Enter Historian Instance name *其它一些选项为: Maximum number of RTP’s 的事件信息条数 Maximum number of entries in a control group 在一个控制组里最多可 组态的实时点和事件信息数 Maximum number of entries in a reduction group 在一个浓缩组里最多 可组态的实时点和事件信息数 参数修改完, 点击 OK 进入 RTP/Messages (实时点、 信息组) 组态对话框 (图 4) 。 该对话框有一段说明:本业用来加入新的实时点和信息组,如果你已经完成 加入或者不想加入,点击 NEXT 按钮。 (5)实时点组态 A 实时点(real time points)组态参数(参考图 4) : Collection method 采集方法,定义本 Instance 要采集的 RTP 点的类型。 MDE Getval Fast Slow Triggering Off On Point 手工数据输入 非连接的实时点 快速采样频率 慢速采样频率 触发状态 到了采样频率时间,只有在实时点的变化超过实时点的显示分 辩率(delta)时才进行采样更新。 到了采样频率时间,实时点的变化不管是否超过实时点的显示 分辩率或触发点的显示分辩率都进行采样更新。 触发点名 间间隔,即使实时点的变化没有超过实时点的显示分辩率,也
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选取服务器名 输入新的 Instance 名, 必须未 6 个字符。

在此 Instance 中最多可组态的实时点数。 在此 Instance 中最多可定义

Maximum number of message definitions

Connected 可连接的(C:B.P)实时点 Collection frequency 采样频率

Time between samples 采样点之间最大的时间间隔,到了采样点之间最大的时

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第六章 历史数据的组态和管理

进行采样更新。 Initial state 初时状态,如果选用了 OFF,该 Instance 必须手工启动才会采 样。 Restart state 重新启动后状态,共有三种选择 off/on/previous(关/开/上一 次)

图 4

B 如何加入实时点: 点击 Add→出现 AIM*AT server filter 对话框,双击要选的服务器→选 CP 站或库卷→next(IA compound-block filter)→选 compound 和 block→next (IA parameter type filter)→选参数(分为三种类型供选择,input 输入参 数;output 输出参数;string 字符型参数,用鼠标点开某一类型后在要组态的 参数上打勾) →next→在 searching 对话框里点击 begin 搜索控制组态中的实时 点,搜索结果显示在 results 窗口里,如图 5 所示。

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第六章 历史数据的组态和管理

图 5

在 results 窗口(图 5)中列出了按前几步设定的条件搜索到的实时点,最 左边一列 descriptor 显示的蓝色圆圈中有‘H’的表示该数据点已经在某一 Instance 中组态。如果发现有遗漏的点可以点击 ADD 按钮再逐个加入,最后点 击 finish 确认加入这些点到 Instance 中, 并返回到实时点/信息组组态 (图 4) 。 再选 finish 将组态结果存入,若选 cancel 前面的一系列操作全部作废。 在上面几步操作时出现的对话框中会看到下面这些按钮: Show selected 显示已选中的目标 Expand Collapse Select all Clear all Refresh Add 打开目标的子层选项,可用点击目标名前的“+”号代替 关闭目标的子层选项,可用点击目标名前的“-”号代替 选中所有参数 不选中所有参数 返回 searching 对话框以便重新搜索 增加实时点

点击 ADD 后出现 ADD item 对话框如图 6

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第六章 历史数据的组态和管理

图6

图 6 所示的对话框里,在 type 里输入 IA,在 server 里选服务器名,在 item 里输入实时点名(compound 名:block 名.参数名)。最后点击 OK,新增加的实 时点就会出现在 results 对话框里。 (6)信息组组态 信息组组态的事件信息有三种:报警信息、注释信息和 fox batch 的批处理 信息。 在图 4 所示的实时点/信息组组态对话框点击 message 进入信息组组态对话 框, 该对话框有两个按钮: 和 delete。 new 点击 new 进入 new message 对话框 (图 7)建立新的信息组。

图7

Group name 信息组组名,或点击下拉箭头选取已建立的信息组进行修改, 信息组名最多 32 个字符。
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Message name 信息名,最多 32 字符 Message will be logged 是否允许历史库里的事件信息更新,有勾表示“是” Keys 表格中的蓝色文本未不能修改的组态信息。 Keyword ODBC option 信息事件的域名,最多 14 个字符。 通过 yes 或 no 来选择 keyword 里的的域名是否通过 ODBC 界面来表达,ODBC 是 open database connectivity 的英 文缩写。 Type 选择数据类型 输入 1,对于数列类型,必须大于或等于 1,小于或等于 ARSHSIZE 值的一半。 点击 ADD 可以增加新的信息事件域。 (7)控制组组态 在有些特殊的应用中, 你可能希望实时点或信息的采集工作按某一情况运行在不 同的状态或频率, 可以设置控制组。 由控制组来决定是否采集这些数据(On/Off); 以什么频率来采集数据(Fast/Slow);以及是否要给采集来的数据打上坏的标记 (Bad/OK)。控制组里的信息事件运行状态只有 On/Off 一种。 在图 4 所示的实时点/信息组组态对话框点击 Next 即进入控制组/浓缩组组态 对话框如图 8 所示。如果不使用组态 Wizard,可在历史组态器窗口双击最左边 一列的服务器名将 instance 展开,再双击 instance 将它的六个组展开(如图 12 所示),选中某一组就可在窗口的右边显示出该组的组态参数,这时允许修改这 些组态参数(在第 9 节以 RTP Cfg 组为例讲解了不使用 wizard 直接修改参数), 假设我们选中控制组组态 Control Group Cfg,点击 Add 键就出现加控制组对话 框。浓缩组组态也一样。 On/Off 状态 小于临界值时,控制组里所有实时点和事件信息关闭(Off); 大于或等于临界值时,控制组里所有实时点和事件信息打开 (On)。 Bad/OK 状态 小于临界值时,对控制组里所有实时点的状态位不设置 Bad; 大于或等于临界值时,对控制组里所有实时点的状态位设置 Bad。 , Fast/Slow 状态 小于临界值时, 控制组里所有实时点取慢速(Slow)采样频率; 大于或等于临界值时, 控制组里所有实时点取快速(Fast)采样 频率。 Num elements 元素的个数,该信息类型元素的数列,如果非数列的类型

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第六章 历史数据的组态和管理

控制组组态步骤: 图 8 Groups 对话框有二页,依次取以下几步操作 A 点击 Control 进入控制组组态页,点击 New B Control Group 对话框,在 Group Name/Group Description 输入控制组名, 最多 10 个字符和控制组的说明,最多 32 个字符,点击 Next. C Trigger RPT’s 对话框,在 Filter 栏可以输入实时点过滤的要求,不作输入 表

图8

图9

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第六章 历史数据的组态和管理

示已在 Instance 中组态全部实时点。再点击 Filter 满足要求的点出现在 Historized RPTs 清单中(图 9 所示对话框)。从左面 RTP 点的清单中选取用于 控制的触发点, 点击右箭头按钮, 把触发实时点分别加入右面的 ON/OFF、 BAD /OK、FAST/SLOW 输入框;点击左箭头按钮,把已加入的触发实时点去掉。 在 Threshold 栏填入触发点的临界值。点击 Next。 D Controlled RTP’s 对话框(图 10),定义该控制组的 RTP 成员。方法与上面的 C 这一步完全一样,唯一区别是成员可以定义多个。再点 Next 定义 Message 成员。最后点击 Finish 完成控制组组态。

图 10

(8)浓缩组组态 与 Fox Historian 一样,浓缩组提供了用户将采样点进行浓缩的工具,也有 8 种浓缩算法,只是 Aim*Historian 的浓缩组不能串接组态。 浓缩组组态步骤: 在图 8 所示对话框有二页,依次取以下几步操作 A 点击 Reduction 进入浓缩组组态页,点击 New,要求加入新的浓缩组。 B Reduction Group 对话框,在 Group Name/Group Description 输入新的浓 缩组名,最多 10 个字符和浓缩组的说明,最多 32 个字符。点击 Next C Parameters 对话框有三栏要填写 Percent Valid Frequency 在要浓缩的这段间隔,这些 RTP 点的值为有效值的百 分数,只有有效的值才做浓缩。 浓缩频率
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第六章 历史数据的组态和管理

Frequency Units

浓缩频率的时间单位

D Reduction Group RTPs 对话框,在 Filter 栏可以输入实时点过滤的要求, 不作输入表示已在 Instance 中组态全部实时点。再点击 Filter 满足要求的 点出现在 Historized RPTs 清单中(图 11 所示对话框)选取作为本组成员的 RTP 点,按右箭头键送到右边的 Reduction RTP’s 框。成员点组态完成后点 击 Next。 E 0perations 对话框,定义本浓缩组的操作算法。最后点击 Finish 结束组态。

图 11

图 12

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第六章 历史数据的组态和管理

(9)修改组态参数 进入 AIM*Historian 组态器,(如果组态 Wizard 已打开,选 cancel 退出) 在屏幕左边的 AIM*Historian 分支树上选择要组态的站名,(如图 12 所示)展开 要修改的 Instance 选中 Instance Cfg 在屏幕右边 RTP 组态窗口出现已组态的点 清单。选所要修改的成员,再按 Modify Add Delete Undelete 就出现该点详细参数表供修改,完后点击 OK。 可以增加新的成员。 删除已组态的成员。 把已删除的成员再恢复。

每当组态工作完成,要退出时就会显示出一个对话框,询问当前所作的修改 如何处理,共有三个选项: Commit Save Discard 将所作的修改存入组态文件,并托付运行 将所作的修改存入组态文件, 放弃所作的修改 目前不运行

6.4 AIM 历史管理器(histmgr)
历史管理器(histmgr)提供了用户操作历史 instance 的一个工具。进入历史 管理器方法有两种: 方法一: 方法二: 过程工程师环境→Config→FoxHistory 或 AIM*Historian Start→Programs→AimAT Historian Manager

进入历史管理器后计算机显示如图 13,历史管理的工具都在顶端键 Tools 的 下拉菜单中,这些菜单都做成了快捷按钮。

图 13

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第六章 历史数据的组态和管理

(1)Tools 下拉菜单 AutoArchiver Configurator Batch Instance Configurator Data display Manual Archive Save Spy 进入历史组态器(histcfg) 手动选择需要的历史数据进行显示。 进入手工历史数据输入组态窗口(histMDE) 进入历史归档窗口(histarc),该窗口提供了手工将数据 文件归档的操作按钮。 进入 histsave 窗口,存储当前组态的 Instance 进入历史探查器(histspy),你可以在探查器中观察所选 Instance 的所有组态文件和数据文件。 AIM*API Server Status Sever Instance 钮。 Collector 显示所选采集器(Collector)的有关信息,并可打开或关闭采集器。 显示所选采集器与 AIM*Historian Server 的通讯状况, Communications 查看服务器状态出错信息和访问权限。 历史管理器有五页显示,使用前应该先在左边的目录树上选定一项内容。 显示所选服务器的状态、用户、软件版本等信息 显示所选 Instance 有关信息,并提供了运行或停止 Instance 的按 进入历史自动归档组态窗口,可使组态定时自动 将数据文件移到归档目录。 进 入 初 始 化 AIM 历 史 批 处 理 组 态 程 序 窗 口 (histbatch) 组 态

Manual Data Entry

Burst Interval=0,表示采集器连上了,并在发送它采集的 RPT 和信息组的 数据。RPT Updates 显示 RPT 数据写到 AIM 历史库中的次数。 Log File 显示 AIM 历史组态的数据采集状态、出错信息和时间等。 (2) AIM 历史归档功能 在 AIM*Historian 里有两个历史归档工具:一个是 Manual Archive,另一个 是 AutoArchiver Configurator。Manual Archive 用于手动对历史数据库文件的 移动、拷贝、删除功能。AutoArchiver Configurator 用于对实时点、事件信息、 浓缩数据进行定时归档。

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第六章 历史数据的组态和管理

图 14

在上面一节已经知道,在历史管理器里,可以从 Tools→AutoArchiver 进入 AIM 历史自动归档组态窗口,如图 14 所示。也可以从 Start→Programs→AimAT →Historian Archiver Configurator 进入。 在 Historian Auto Archiver(图 14)窗口共有 8 个页:分别定义 Instance 名和归档目录(Archive Directory),以及归档时间与周期,归档方法,归档以 后的文件多少天后采取删除、移动或者拷贝归档文件的动作,等相关动作。 (3)AIM*DataLink AIM*DataLink 是一个桌面信息管理工具,使用户可以通过装有 Windows 操作 系统的 PC 机访问过程数据。这里的访问是指 a.浏览数据,b.在 AIM*AT 服务 器和 PC 机之间传送数据。 这里的数据可以是 I/A Series 系统的 a. 数据, 历 OM b. 史数据,c.报表(AIM*AT 服务器上的 ASCII 文件)。至于某台 PC 是否可以访问 过程数据则由 AIM*AT 安装时授权决定。 到目前为止资料上提到的 Windows 指 95、 98 和 NT,资料的版本是 AIM*AT 3.0。 在这一节我们会接触到两个概念: Data Objects 点。 Data Set 数据套,为同步检索在逻辑上组织在一起的数据目标。一 个数据套中的数据目标可以来源于多个工作站,这些数据 套可以驻留在不同的 I/A Series AP/AW 中工作站。浏览数 据并不要求在 AIM*Historian 服务器中建立数据套。 对应于三种不同的数据,AIM*DataLink 有三个浏览器对话框,它们是: Data Object Browser, Historian Browser, Report Browser 数据目标,可以是模块参数,共享变量和 AIM*Historian

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第六章 历史数据的组态和管理

启动 AIM*DataLink 点击 Windows 任务栏的 Start→Programs→AIM→AIM*DataLink 出现如图 15 所示的 AIM*DataLink 窗口。

图 15

在该软件窗口中,除了 Windows 固有的一些顶端菜单,与我们有关的就是 Tools 菜单,Tools 的子菜单都设计成灵巧按钮排列在窗口的工具栏中。 Preferences 指定 DataLink 的默认设置, 6 页, 共 除了通用设置(General Settings),各浏览器的设置在这些工具的介绍中会分别出 现的。在通用设置中可修改 3 个参数: Object Update Scan Time DDE Settings File Transfer 数据目标的实时更新。 更新数据的扫描速率,单位为毫秒。 搬到 DDE 应用程序去的数据是仅仅要数据还是要数据 加状态。 在 AIM*AT 服务器和 Windows 服务器之间进行文件传送。 数据目标浏览器, 访问数据目标和数据套, 4.3.1 见 节 Historian Browser Report Browser AIM*AT Sever Status DDE Connection Status A 数据目标浏览器 历史(数据)浏览器,见 4.3.2 节 报表浏览器 显示 AIM*AT 服务器状态和客户机的权限 显示动态数据转换(DDE)连接状态 Data Object Browser

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第六章 历史数据的组态和管理

访问数据目标,用户可以浏览数据,通过 Windows 的粘贴板将选定的目标拷 贝和连接到一个 PC 机的应用软件,在服务器上建立数据套。 进入 AIM*Datalink 窗口,选取 Tools→Data Object Browser,出现如图 16 的数据目标浏览器对话框,共有 3 页,我们将分别介绍。

图 16

Data base objects 页 在该页有二框,已建立的数据目标显示在上半部的 Data Object Tree 框, 红色箭头所指的是当前使用的数据目标, 点击服务器名前面的加号框, 将其展开, 就出现可选的浏览点,把要浏览的点拖拽到 selected for View 框,再点击 OK 就关闭本对话框,并在 AIM*DataLink 窗口(图 15)显示出浏览点的当前值,其值 会不断地更新,这里显示的浏览点的值,仅仅是刚才在 selected for View 框中 选中的点的值,如果对 selected for View 框中的点不作选择,则表示选中该框 中的全部点。当 selected for View 框有内容时,其下面的 3 个按钮就被激活, 这 3 个按钮是给你删除该框的点使用。与 OK 按钮并列的 Apply 按钮让你可以不 关闭本对话框同样显示出浏览点的值。

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第六章 历史数据的组态和管理

图 17

如果你还没有建立过数据目标,该页右上角的 Wizard 按钮是你的建立数据 目标的向导,如果要更换当前使用的数据目标也从这个按钮进去。点击 Wizard 就进入 Data Object Wizard 对话框,见图 17。本对话框有好几页,除了 Main 页,其它各页与我们在 3.5 节组态 RTP 点的页完今一样,操作步骤也一样,就是 搜索要定义的点, 节把搜索到的点加入 RTP 组, 3.5 这里是把搜索到的点加入 Data Object,也就是他现在所称的 View。所以我们就只介绍 Main 页。该页有三个选 项: Use XXXX 斜体字 X 表示某一 View 名,使用这个 View,表示只能浏览这个 View 所含点的数据。 Create New View 建立一个新的 View,选中该项后需在上面的 View Name 后 击各键的顺序列在下面,方便大家操作, 输入新的 View 名, 再点击 Next 键就进入 Main 后面的各页定义要 搜索的点。我们把点 括号里是依次出现的对话框的名称。View Name 后输入观察点名 →Next(AIM*Historian Real time Filter)→在左面窗口选工作 站和 Instance→Next(AIM*AT Server Filter)→选 CP→Next(I/A Compound—Block Filter)→选 Compound 专选 Block(选中的 Block,如在 Descriptor 里再选一下,则此 Block 的所有参数值 都能浏览)→Next(I/A Parameter Type Filter)→选参数(如选
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第六章 历史数据的组态和管理

PID 块的 MEAS 参数,则所有 Compound 的 PID 块的 MEAS 参数值都 能浏览)→Next(I/A Descriptor Filter)→点击 Filter,使 CP 站 里 所 有 的 Compound/Block 出 现 在 窗 口 里 → 选 要 浏 览 的 Compound: Block→Next (Results)→Begin→显示组态结果→ Finish。在 Wizard 的 Results 窗口里,蓝色小圆圈中有 H 的为在 Instance 里已组态为实时点的参数,蓝色小圆圈中无 H 的为未曾 组态为实时点的参数。 Use Stored View Options 改变当前使用的 View。 按钮可以打开一个对话框,供用户维护 Stored View。

AIM*AT set objects 页 我们在 3 节一开始已经谈到数据套(Set)并非浏览数据所必需的, 如果想建立 Set,则在图 16 的 Data Base Objects 对话框的下半部选中要设置成 Set 的点, 再点击 Create Set 按钮就出现输入 Set 名的对话框(图 18), 并定义扫描时间 Scan Time(取值 1~20 对应 0.5~10 秒)和显示分辨率 Delta。Open 选项可以在建立 Set 的同时打开它,否则可用下面讲到的 Options 提供的按钮操作。点击 OK 键 就建立了一个新的 Set,在服务器上建立了“Set 名.dat”文件。 本页提供了访问 Set 的对话框,其与图 18 几乎完全一样,上半部改为 Set Tree,操作方法也一样,将选择的点拖拽到下半部 View,再点击 OK 即可显示出 数据。本页右上角的 AIM*AT Set Options 提供对 Set 作开、关、删操作的按钮。

图 18

Data Object View Settings 页 本页定义数据目标在 Clipboard 中的制表格式, 该格式必须与它们所连接的 Windows 应用软件的格式一致。 上半部 Clipboard Format 有三个选择 Excel/Lotus 1-2-3/Custom,如果选
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第六章 历史数据的组态和管理

择 Custom 还需定义分隔符。 下半部 Display Columns 定义要显示的数据包含哪些字段,它们有: Description Compound Name Value Status Value B 历史(数据)浏览器 历史(数据)浏览器里用于浏览采样组、信息组、浓缩组和 MDE 组的历史数据。 进入 AIM*DataLink,选取 Tools→Historian Browser 显示出 Historian Browser 对话框,如图 19 所示,该对话框共有三页。如果是第一次使用历史浏 览器,则首先出现的是 Settings 页。因此我们先从 Settings 页讲起。 说明 组合名 值 状态值 状态说明

Status Description

图 19

Settings 页 设置页用来定义要显示的历史数据所在的服务器、Instance 以及是哪一段时 间的数据。 Server 服务器名,服务器指定后,右边的 Messages 框会出现该服 务器的信息。
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第六章 历史数据的组态和管理

Historian

Instance 名。 历史数据的开始/结束时间。 默认的结束时间是当前,

Beginning/Ending 显示的日期时间格式修改。 Historian Browser 页

开始时间是上一次使用时的结束时间,第一次使用时,开始时间也是当前。请安

历史浏览页的上半部分显示出浏览器的设置,下半部用来定义要浏览的数据 Table 定义浏览的数据所在的组, 如果选择浓缩组(Reduction)或手工 数据输入组 (Manual Data),则需在组名框(Group)填入合适的 组名。 Historian Item List 框列出了所选定的组的成员点,至少选中一个点, 这样底部的 OK, Apply 按钮就被激活,点击它们中的任何一个 就可显示出历史数据。 Historian View 页 本页定义显示数据的格式和排序等问题。 View Format 定义要显示数据的哪些字段,值(Value)、状态(Status)、 时间(Time Stamp)。 Clipboard Format Max Points Time Span 选择数据在剪贴板中的格式 Time Stamp—Value 或 Value—Time Stamp。 定义数据点的最大个数,任何小于 1 的值表示不作限制。 被显示数据的时间跨度,如选择 Absolute 则数据的开始/ 结束时间由 Setting 中定义的时间决定:Relative 则表示 结束时间等于显示出数据的这一刻。 Time Sort Order Sample Data 选择被显示的数据安时间的排序方向 Ascending 升 /Descending 降。 定义数据是否要线性化(Linearize),如果要线性化则输 入以秒为单位的时间间隔。如果不要,则显示出所选的时 间跨度中不超过 Max Points 规定的所有记录的数据点。 这里选将要观察浏览的组、数据点→在 Setting 里选 CP,选 Instance,设 定历史数据显示的开始和结束日期、时间→在 Historian View 里设置显示格式 →选 Apply 显示历史数据→选 OK 或 Cancel 退出组态窗口。

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第七章 组显示

第七章 组显示

详细显示不是 I/A 中唯一的显示方法, 它只是提供了一种缺省显示操作方 法, 让我们做好控制组态后就能进行显示操作。 它的缺点是每次只能显示一块面 板。 组显示组态让你可以在一幅屏幕上同时显示最多八块面板。 显示建立和组 态则充分发挥了计算机的优越性, 你可以把整个生产过程画成流程图,这样直 接在流程图上进行操作就非常直观, 而且操作的方法可以由用户自己设计。

7.1 模块控制面板的组显示
从顶部菜单敲击[Scratchpads] 选择 [group_list] 键, 就可以进入如图 1 的画面。 它提供了 20 个可组态组显示的按钮。点击右边的祖母 A 弹出如图 2 所示画面,在 LABEL 处填入你想命名的名称,然 后按回车键进行确认,点击 CREATE 按钮,出现图 3。

图 1

图 2

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第七章 组显示

图 3

图 3 上部为 8 块等分的显示面板,未组态时显示为空。最下面的一条未工 具条,进行面板的组态定义和操作。 点击工具条上的 GROUP EDITOR 按钮。弹出下图

图 4

如图所示,共有 8 个定义点。选择一个 EMPTY 处点击,出现输入框后输入
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第七章 组显示

想要监控的点,回车确认,再点 ASGN 进行保存。输完后点击 UPDATE,你所 定义的监控点就会在图 3 上显示出来,并且每一个点,都可以用工具条上提供的 工具进行控制。 以后调用直接点击 Scratchpad groups 面板上的组显示名称就行。

7.2 趋势图的组显示
从顶部菜单敲击[Scratchpads] 选择 [trend_list] 键, 就可以进入如图 5 的画面. 它也提供了 20 个可组态组显示的按钮。 点击右边的祖 母 A 弹出如图 6 所示画面,在 LABEL 处填入你想命名的 名称,然后按回车键进行确认。在 overlay type 选项可选择 是固定显示还是可移动显示。在 trend size 选项可选择画面 的大小。选择完后系统出现如图 7 所示显示画面。

图 5

图 6

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第七章 组显示

图 7

它提供了四个显示通道,在其显示区单击鼠标右键,出现如图 8 所示的显示 点定义画面。在左边输入想要定义的点,共有四个可添。在右面可以定义显示的 时长和扫描频率,最大显示值的设定。 在 ADVANCED 选项中还有颜色等细节的设定。 在 SAVE/EXIT CHOICES 选项中可以选择本次的设定是否保存, 如果选择保存, 下次在直接点击 Scratchpad trends 面板上的组显示名称就可以直接显示。

图 8

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第八章 系统维护

第八章 系统维护

8.1 机房条件
I/A 系统的工作环境必须满足一定的要求,这些要求大致包括对电源的、温 度的、湿度的、接地的和空气微粒的。 一般在 I/A 系统出厂前,FOXBORO 公司 会针对系统情况向用户介绍并提出 I/A 的工作环境要求。I/A 手册(B0193AA: Site Planning )中对此做了详细描述,用户可以参考。 以下,我们只是对这些要求做一大概介绍。 *电源 I/A 系统要求供电电源具备连续性和稳定性, 并具备一定时间的电池供 应能力以响应市电线路上的意外事件。建议使用带隔离的不间断供电电源 UPS。UPS 的容量视I/A 系统的规模而定, 一般每一机柜加上一操作台配置 1.5KVA。电池供应时间要求维持 15~30 分钟。 *接地 必须为I/A系统提供一个独立的接地地桩,接地电阻小于 5 欧姆(电厂 为 1欧姆)。I/A 系统的安全保护地、交流电源地和内部信号的逻辑地均应 接入该地桩。任何非I/A 设备的接地都不能与该地桩相连 。 *温度 控制室的温度必须控制在 15~30℃之内。为计算空调能力,I/A 系统各 设备的散热量在手册中有详尽数字。 请参考 B0193AA 手册中 Site Planning部分。 *湿度 控制室的湿度必须控制在 20~80% 之间。 *空气微粒 必须对控制室的空气微尘进行控制,防止灰尘的进入。

8.2 系统硬件安装及上电
I/A 系统设备的安装一般由 FOXBORO 公司的工程师指导用户进行。 用户也 可参考随机资料 B0193AC System Equipment Installation。 在安装以前,应 该对供电电源、接地等条件进行检查,符合要求后再将设备就位安装。 通常, 控制室的地面应铺设防静电地板; I/A 的机柜室与操作室最好用透明玻璃分隔 开,让操作员能够看到机柜的正面以及时了解 I/A 组件的运行情况; 机柜与操
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I/A 系统

第八章 系统维护

作台均应紧固在底板上; 敷设电缆时, 应尽可能使用线槽并确保强弱电的分隔。 安装设备前,请检查一下你是否已具备下列物品: ?? ?? ?? ?? 六角长杆螺丝刀 (Hex Driver) Letterbug 镊钳 (Letterbug Tool) 系统安装图纸 系统安装手册 这些物品一般作为 I/A 系统的附属品随机发运。六角长杆螺丝刀和 Letterbug 镊钳是安装I/A 设备要用到的专用工具。 另外,用户还需要自备一 套一字或十字螺丝刀。系统安装图纸说明了用户特定的 I/A 系统中各设备的位 置安排、 相互连接、 电源分配说明和接地说明。 图纸上各设备均标有设备号 (Part Number)。设备号由字母和数字组成,各设备上均粘贴有设备号标签,可以对应 查找。 (1)通电步骤 安装完毕后, 即可通电。 通电前, 请检查市电是否正常, UPS 工作是否正常, 各电源接线是否准确, 检查完毕: 先对 CRT、打印机等设备上电自检。 随后,对装有站组件的机柜上电。 开启 AW工作站,注意与该 AW 相连的 DNBI 组件的红绿灯闪烁情况,一开 始, 红灯亮, 绿灯有规律地闪动, 组件自检结束后, 工作站进入工作软件装载时, 组件上将只亮绿灯。 接着, 再开启其他工作站和 FBM 组件机柜。 经过一段时间的自检和启动, 所有组件均显示绿灯, 所有 CRT 上均显示画面, 系统即投入正常工作中。 系 统开启后首先要设置时钟。

注意: 在开机柜电源时, 必须先开主电源, 后开副电源。
(2) 关机步骤 I/A 使用的是一个多用户多任务的操作系统, 因此即使没有人在使用计算 机也不能随意切断电源, 必须按下述步骤关机, 否则有可能损坏文件系统或硬 盘。 进入过程工程师环境, 依次选择 [SftMnt] →Shutdown/Reboot?→ Shutdown。 等待出现关机信息后才可断电。 70系列的 Windows 平台左下角有 一Start 按钮, 用鼠标点取它可出现一菜单项, 其最后一条菜单也是 Shut Down, 请不要用该菜单关机。 因为该菜单只关 C: 盘上的 NT, 不关 D: 盘上 的 I/A, 导致死机。

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第八章 系统维护

8.3 系统管理软件概要
I/A 系统提供了一套用于本系统工作情况监测的软件包, 我们称之为系统 管理软件 (System Monitor)。 I/A 启动后, 该软件即自动投入运行。 利用它 和它的人机界面, 我们可以方便地了解和响应系统中各设备的运行和系统通讯情 况。 (1)启用人机见面 70 系列中,左上角的 SYS 就是 Sys_Mgmt。用鼠标点击,数秒钟后,屏幕 上弹出如下一幅画面(见图 1), 这就是操作员与系统管理软件对话的人机界 面。 要退出该人机界面,按菜单栏上的 CLOSE 键。 注意:Sys_Mgmt 所在位置可能会因用户提出的环境设置要求而改变, 请询问设 计人员它的确切所在。 (2)时间设置 在人机界面画面下方,选择 TIME 键。屏幕上出现如图 2 的画面。 点按大小箭头,调整时间至你所需时间。 选择 RETURN-SET,可以确认你所设置的时间,回到上一幅画面。 选择 RETURNCANCEL,将不改变系统原来的时间,回到上一幅显示画面。 注意:在I/A 系统开机后,必须用此时间设置功能,确认系统时间。否则,即使 系统时间是正确的,有些软件还是没有激活,如 CIO 组态器,历史进程等。

图 1

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第八章 系统维护

图 2

(3)故障响应 系统中任何设备发生异常时,例如:打印机的打印电缆脱落,现场智能变送 器与 I/A系统的通讯中断,都将引起系统管理软件的报警响应。 I/A 菜单栏上 的 SYS 键区域将会翻红并闪烁。 同时, 事先指定的打印机上也会输出报警信息。 SYS 区域在每个环境中都会存在。它有以下四种颜色状态,指示不同的系统硬件 的当前情况。 固定的绿色 闪烁的绿色 闪烁的红色 固定的红色 A 故障查找 系统管理软件在各个管理画面中利用组件的 Letterbug 名的颜色变化和边 框的颜色变化来指示各组件设备的当前状态和系统通讯情况。 白色边框 红色边框 灰色 Letterbug 白色 Letterbug 正常状态,系统通讯正常 系统中存在通讯故障 该组件不应出现在系统中 组件工作正常
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正常 曾经出现过故障又恢复了正常,但未确认过。 有故障,尚未确认。 故障尚未解决,但已经确认。

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第八章 系统维护

黄色 Letterbug 红色 Letterbug

该组件下属设备中有工作不正常者,或冗余组件里有一 方工作不正常 该组件出现故障

闪烁的文字和星号代表系统中有未经确认的故障存在。 如果在设备名后有 “<” 符号,说明此设备的报警被人为禁止。 在 EQUIP CHG 里,可以选择恢复 该设备的报警。 当系统报警后,进入系统管理软件的人机接口界面,交替使用 NEXT LEVEL 和双向上箭头, 根据上述的颜色定义就能查找到发生故障的设备, 采取诊断措施, 查找故障原因。 对于各种可能的故障原因以及处理办法请参考资料 B0193AD System Maintenance。 B 故障确认 查找到了故障设备,可以向系统表明我们已经了解了系统的报警原因。 表 明的方式如下: 对于系统通讯报警,可以用画面菜单栏上的 ACK CBL 来确认。 对于设备报警的确认有二种方式: 全体确认:在初始画面里选择 ACK ALL 可以对所有设备的报警进行确认。 个别确认:在各个设备的 EQUIP INFO 画面里选择 ACK 可以对该项的报警 给予确认。 确认后,报警颜色将不再闪烁。

8.4 操作员行为记录
I/A 系统的安全一直是大家所关心的问题。环境组态与保护级明确了各个 操作人员的责任, 但能否监督操作人员的随意行为?在 I/A 中有一个类似于黑匣 子的工具, 它能记录下工作站上的每一个动作, 这个工具称为 “操作员行为记录” (以后我们简称为:记录)。系统启动以后它并不是立即就投入工作的,要由过程 工程师来启动它。 操作步骤: 在过程工程师环境下依次选择 [Config]一 OperActJoumal 见图 3

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第八章 系统维护

图 3

Report Printer Report Duration Report Filters

指定记录下来的报表输出的打印机。(windows 平台无 本项) 记录所要监视的起始时间和结束时间。 记录所要监视的工作站名,功能块组合名,模块名。 星号表示适配所有的字符。例如仅在模块名上打入 “B*” ,另两个仍是“*” ,记录所有站所有组合中模块 名的第一个字母为 B 的所有模块。

Report File Actions 现在要将记录下来的报表输出的方向。有三种选择: 输出到新建立的文件(文件名及路径在 File To Create 中指定)/打印/建立文件并打印。(windows 平台无 本项) Historian Log 历史库的逻辑名,并选择 Enabled 或 Disabled,决定 是否要激活。缺省的名字为 qualdb,建议改为系统的 历史库名,在我们的实验室中是 histpc。 Printer Log 打印机的逻辑名,如果激活的话,操作员的每个操作 动作立即在指定的打印机上输出。
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I/A 系统

第八章 系统维护

File To Create/Print

要建立的文件名,每执行一次 File To Create

就将历史库中记录的数据送到在此指定的文件中。 (windows 平台无本项) Done Cancel 接受组态数据并退出。记录就开始监视指定的站,组合或模块。 放弃并退出。

现在每个工作站上的任何一个操作都会被记录下来, 在有必要的时候只要到 数据库中查阅就行了。 文件的位置: 缺省的历史库逻辑名为 qualdb,由于系统中并未建立该数据库因此就需要 另外做许多工作。最简单的办法把它改为已有的数据库 histpc,在该数据库中 有一名为 optaction 的表格,记录收集来的数据存放在该表格中。在历史组态中 我们已知如何把表格中打印输出。 在做行为记录的 Report File Actions 一栏里提供了 Print File 菜单,每 选择一次该菜单就打印输出一份表格中的数据。选择 Create File 就将表格中记 录的数据输出到一个文本文件,该文件存放在/usr/fox/reports 目录下,缺 省的文件名为 PCAT00.oaj,这是因为我们的 PW 逻辑名是“PCAT00” ,也可以另 外指定一个文件名。

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