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装置-第四章-可编程调节器_图文

控制仪表及装置
第四章 可编程调节器

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第一节

概述

> 可编程调节器的特点

> 基本构成 第二节
> 组成 > 功能 > 编程方法和仪表投入 > 应用举例
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KMM可编程调节器

第一节 概述
? 可编程调节器-----是数字式控制仪表中较为新型 的一种。可编程调节器是以微处理机为运算和控 制核心,可由用户编制程序,组成各种调节规律 的数字式控制仪表。 ? 目前,我国从国外引进或组装、并广泛使用的产 品有DK系列的KMM调节器、YS-80系列的SLPC 调节器、FC系列的PMK调节器、VI系列的 VI87MA-E调节器等。

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第一节 概述
一、可编程调节器的特点
实现了仪表和计算机一体化。

具有丰富的运算、控制功能。 通用性强,使用方便。
具有通信功能,便于系统扩展。 可靠性高,维护方便 。 调节器还具有自诊断功能,随时监视各部件 工况,出现故障,指示操作人员及时排除。
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二、基本构成
(一)硬件系统
存储器
模 拟 量 输 入 开 关 量 输 入

多 路 开 关

采 样 保 持 输 入 缓 冲

A/D 输 入 接 口

微 处 理 器

D/A 输 出 接 口

多 路 开 关 输 出 缓 冲 通信接口

输 出 保 持

V/I

模 拟 量 输 出 开 关 量 输 出

键盘

键盘显示接口 显示器

发送 接收

通 信

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1.主机电路
由微处理器(CPU)、存储器(ROM、EPROM、 RAM)、定时/计数器(CTC)以及输入输出接 口(I/O)等组成, 完成数据传递、信息与程序 存储、定时计数、并行输入输出和异步或同 步串行通信的功能。

现在某些数字仪表常采用单片微机或专用集 成电路作为主机电路。单片微机包括了CPU、 ROM、RAM、CTC和I/O接口等, 与多芯片 组成的主机电路相比,具有体积小、连线少、 可靠性高、价格便宜的优点。
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2.过程输入输出通道 (1)模拟量输入输出通道
模拟量输入通道包括多路模拟开关、采样/保 持器(S/H)和 A/D转换器等,完成模数转换功 能。 有多种类型的 A/D,性能各异,位数有 二进制 8、10、12、16、20、24位及二-十进制 31/2 、41/2位。

模拟量输出通道包括 D/A转换器、多路模拟 开关、输出保持电路和V/I转换器 等, 完成数 模转换和电压/电流转换功能。 常采用电流型 D/A 芯片,有 8、10、12、16位等几种, D/A 输出端尚需加接运算放大器。
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(2)开关量输入输出通道
触点开关、无触点开关或逻辑器件的开关量 信号,通过输入缓冲电路或直接由输入接口 送至主机电路,经处理后通过输出锁存器输 出至开关器件。

3.人机联系部件
包括测量值、给定值显示器,输出电流显示 器, 运行状态(串级/自动/手动)切换按钮,给 定值增减按钮, 另有一些状态显示灯和设置、 指示各种变量的键盘、显示器。

显示器常使用动圈指示表、LED、LCD等器 件。

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4.通信部件
包括通信接口和发送、接收电路等。 通信接口将欲发送的数据转换成标准通信格 式的数字信号,由发送电路送至通信线路上; 同时通过接收电路接收来自通信线路的数字 信号,将其转换成能被主机接受的数据。

通信接口有并行和串行两种。
可编程调节器大多采用串行传送方式,一次 传送一位,连续传送,其特点是所用电缆少, 成本低,适于远距离传输。
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(二)软件系统
1.系统程序 调节器的主体部分,通常由监控程序和中断 处理程序组成:
系统初始化
键盘显示管理

键处理 定时处理 运算控制 通信处理 掉电处理
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监 控 程 序

中断管理 自诊断处理
运行状态控制

中 断 处 理 程 序

2.用户程序
作用:连接系统程序中各功能模块,以完成预
定的控制任务。

使用者编制程序实际上是完成功能模块的连接,
即组态。

编制程序采用表格式组态语言 (KMM调节器) 和助记符式组态语言(SLPC调节器)。本章以 前者为例予以介绍。

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2.用户程序
编程有“在线”和“离线”两种方法:

在线:编程器和调节器共用一个CPU, 用户 程序写入EPROM后,然后将其插入调节器 相应的插座上。 离线:编程器独立于调节器, 用户程序写入 EPROM,然后将写好程序的EPROM移至调 节器的插座上。
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3.PID控制算式
(1) PID算式的基本形式—完全微分型PID算式 可编程调节器的 PID 算式是对模拟控制器的 算式进行离散化得到的。
?Y ( s) 1 理想PID传递函数 W ( s) ? ? K P (1 ? ? TD s ) E ( s) TI s

模拟控制器的完全微分型(理想)PID算式为:
1 y (t ) ? K p [e(t ) ? TI

?

de(t ) e(? )d? ? TD ] ? y' 0 dt
t

y (t ) ? 控制器的输出 e(t ) ? 控制器的输入偏差(测量值和给定值之差) y '?控制器的输入偏差为 0时的输出初值
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离散化

向后差分代替微分
t

矩形法计算积分
n

积分项可表示为

∫e 0 (τ) dτ = TS ? e (i) i=0

d e (t) e (n) - e (n-1) 微分项可表示为 = TS dt 式中TS 为采样周期,n 为采样序号。
经替换得到完全微分型的位置型算式: TS n TD ? e(i) + [e(n) - e(n-1) ]} + y’ y(n) = Kp {e(n) + TI i = 0 TS 式中y(n)为第n次采样输出值, y’为输出初值。
对应于控制阀的开度,即与阀位一一对应
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y(n) = Kp {e(n) +

TS

TI i = 0

? e(i) +

n

TD TS

[e(n) - e(n-1) ]} + y’

同样可以得到第n-1次采样的PID算式
y(n-1) = Kp {e(n-1) + ? e(i) + [e(n-1) - e(n-2) ] } + y’ TI i = 0 TS 将第n次采样的算式减去第(n-1)次采样的算式,得到 完全微分型的增量型算式: ?yn ? yn ? yn?1
TS
n-1

TD

Ts TD ? K p (en ? en?1 ) ? K p en ? Kp (en ? 2en?1 ? en?2 ) TI Ts TS 式中: Ki = Kp ,调节器的积分系数 TI 表示执行机构(阀门) TD Kd = Kp ,调节器的微分系数 15 开度应改变的增量 TS

y(n) = Kp {e(n) +

TS

TI i = 0

? e(i) +

n

TD TS

[e(n) - e(n-1) ]} + y’

Ts TD ?y n ? K p (en ? en ?1 ) ? K p en ? Kp (en ? 2en ?1 ? en ? 2 ) TI Ts

注意:控制算法不同,输出控制量不同,两种 系统中所用输出通道的结构也就不同。
另有速度型算式:v (n) = ?y(n) / TS
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? 增量型算式的优点 (1)计算机只输出控制增量,即执行机构位 置的变化部分,误动作时影响小。 (2)增量型算式使用广泛。易于实现手/自 动之间的无平衡无扰动切换。

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(2)PID算式的改进
TI i = 0 TS 改进原因:完全微分型算式中的理想(完全)微分 作用存在以下两个问题。 y(n) = Kp {e(n) +

TS

? e(i) +

n

TD

[e(n) - e(n-1) ]} + y’

(1)理想微分作用只在偏差变化瞬时有输出信号, 微分作用很弱,控制效果不好,而非理想微分作用时 间较长,可加强对过程的控制。 (2)当瞬时偏差变化较大时,在一个采样周期内理 想微分输出数值可能很大,引起计算机溢出。

(3)理想微分抗干扰能力很差。
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(2)PID算式的改进
①不完全微分型(非理想)算式
不完全微分型算式的传递函数如下:
W ( s) ? Y (S ) 1 ? Kp(1 ? ? ? E (S ) TI s TD s ) T 1? D s KD

1 YPI ( s ) ? Kp(1 ? ) E (S ) TI s
TD s YD ( s) ? Kp E (S ) TD 1? s KD

差分算式 y (n) ? K (e(n) ? Ts PI p
TI

? e(i))
i ?0

n

微分方程

TD dyD (t ) de(t ) ? ? y D (t ) ? KpTD KD dt dt

差分方程

TD y D (n) ? y D (n ? 1) e(n) ? e(n ? 1) ? ? y D (n) ? KpTD KD TS TS

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TD y D (n) ? y D (n ? 1) e(n) ? e(n ? 1) ? ? y D (n) ? KpTD KD TS TS

化简上式

TD ? [ y D (n) ? y D (n ? 1)] ? TS y D (n) ? KpTD [e(n) ? e(n ? 1)] KD

TD TD ( ? TS ) ? y D (n) ? KpTD [e(n) ? e(n ? 1)] ? y D (n ? 1) KD KD TD TD KD 所以,y D (n) ? Kp [e(n) ? e(n ? 1)] ? y D (n ? 1) TD TD ? TS ? TS KD KD

TD 即,y D (n) ? Kp [e(n) ? e(n ? 1)] ? ?y D (n ? 1) T*

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Ts y PI (n) ? K p (e(n) ? TI

? e(i))
i ?0

n

(4-9) (4-10)

TD y D (n) ? Kp [e(n) ? e(n ? 1)] ? ?y D (n ? 1) T*
合并上述两式,得不完全微分型PID算式

Ts y(n) ? K p {(e(n) ? TI

TD e(i)) ? [e(n) ? e(n ? 1)]}? ?yD (n ? 1) ? T* i ?0

n

不完全微分型算式较复杂,但其控制品质优于 完全微分型。
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②微分先行PID控制
测量值

PD
给定值

PI

输出I0,U0

如同微分先行的模拟控制器一样,它只对测量 值进行微分,这样在给定值变化时,不会产生 输出的大幅度变化。 这种算式适用于给定值经常变化的情况。

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③积分分离PID
在偏差大于一定值时,取消积分作用,而当偏 差小于该值时,才将积分投入,这样既可减小 超调,又可达到积分校正的效果(消除偏差)。

积分分离PID算式为
n

分离系数
D [e( n) ? e( n ? 1)]

y ( n ) ? K p e( n ) ? K L K I ?1, 式中,K L ? ? ?0,

? e(i) ? K
i ?0

当e(n) ? A 当e(n) ? A

预定阈值

?y(n) ? K p [e(n) ? e(n ? 1)] ? K L K I e(n) ? K D [e(n) ? 2e(n ? 1) ? e(n ? 2)]
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④带有死区的PID控制
带有死区的PID算式为:
? ??y(n), ?y(n) ? ? ? ?0, 当 e(n) ? B 当 e(n) ? B

这种控制方式适用于控制精度要求不太高,但 要求控制作用尽可能少变化的场合 。 还可采用其它方法改进PID算式,例如,自动 改变比例增益的PID控制、 模糊PID控制等 。
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第二节 KMM可编程调节器
概述:
? KMM可编程调节器是Dk系列仪表中具有 代表性的产物。 ? 硬件电路简单可靠,面板显示、操作方式 都与模拟仪表保持了连续性,具有丰富的 运算功能和控制功能模块。 ? 该调节器与一台工业过程控制计算机一样, 具有中央处理CPU,内存储器(ROM、 EPROM、RAM)及A/D和D/A转换芯 片等主要部分。
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KMM可编程调节器

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?KMM调节器面板
? 面板上具有测量值 (SP)和给定值 (PV)指示、输出 指示、异常指示、 各种操作按钮和指 示灯。

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AL:下限报警指示灯

AH:上限报警指示灯 联锁指示灯和复位按钮 通信指示灯 仪表异常指示灯

SP给定值指针 记忆指针 PV测量值指针 输出指示表 及输出指示指针

给定值调整按键 按 ▲给定值↑,按 ▼ 给定值↓,同时按▲ ▼ 给定值不变
运行方式切换按钮 按钮上带指示灯,A表示 自动,M手动,C串级

输出手动按钮增、减 28

?仪表内部装有数据设定器、电路板、备用 手操器和电源单元。
? 数据设定器:设定和修改控制、运算所必需的变 量,并将给定值、测量值、输出值和运算结果以 数字方式显示。 ? 电路板:包括主机,模拟量输入、输出电路,数 字量输入、输出电路以及各种接口电路。 ? 备用手操器:仪表的主要芯片异常情况下使用, 此时,可以通过手操器上的升降按钮来改变仪表 的输出电流。 ? 电源单元:把24V直流电源电压转换成机器内部所 需的+5V和±15V的直流工作电压。

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?主要性能指标:
?模拟量输入5点,输出4点;
?数字量输入5点,输出4点; ?采样周期100~500ms; ?运算模块45种; ?可编程模块30个。

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一、组成 (一)硬件部分

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主机电路:
CPU(中央处理单元) :KMM调节器的核心。采 用8位微处理器8085A ,完成接收指令、数据传送、 运算处理和控制功能。 系统ROM(只读存储器):容量为10K,存放系统 程序。系统程序由制造厂家编制,用来管理用户程 序、功能子程序、人机接口及通讯等,一般用户是 无法改变的。 用户ROM:容量2K,采用EPROM芯片,存放用户 编制的程序。 RAM(随机存储器):容量1K,用来存放调节器 输入数据、显示数据、运算的中间值和结果等。
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主机电路:
WDT(监视定时器):用来监视调节器的运行状 态,一旦CPU出现异常情况,则立即用软件使其暂 停,并发出报警信号,使调节器进入手动操作。 CTC(定时/计数器):定时器采用8253,有定时/ 计数功能。 ?定时功能用来确定调节器的采样周期,产生串行 通讯接口所需的时钟脉冲; ?计数功能主要对外部事件进行计数。 后备电源:电源电压异常时,切入后备电源,以保 护RAM内数据。
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模拟量输入、输出电路:
? 模拟量输入电路:由缓冲器、A/D转换电路(逐次 比较型A/D )等构成。 有5个模拟输入信号(1~5VDC),它们经过缓冲器, 在CPU的控制下由多路开关输入A/D转换成数字量 信号。 ? 模拟量输出电路:由D/A转换器、多路开关和保持 器等组成。 数字信号经D/A转换输出1~5V DC和4~20mADC 模拟信号,同时还输出PV、SP模拟电压值至面板供 测量和给定值显示之用。
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数字量输入、输出电路: ?数字量输入电路:由晶体管阵列和门控电路组 成。面板按钮和外部数字量信号经晶体管阵列 和门控电路送入输入接口。
?数字量输出电路:包括锁存器和晶体管阵列。 来自输出接口的数字信号通过锁存器和晶体管 阵列送至外部开关电路。此外,还送出PV、SP 模拟值至面板,供显示测量、给定值之用。
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输入输出接口: I/O 接口包括可编程并行接口电路8255和可编 程键盘显示控制器8279。 8255的三组I/O端口分别作为D/A的输入口、数 字信号的输入、输出口;

8279用于数据设定器的数据修改和LED数码管 的显示。

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(二)软件部分
KMM调节器软件包括系统程序和用户程序(应用程序)。 系统程序:系统程序包括基本程序、输入处理程序、 输出处理程序和运算程序。 ?基本程序:是程序的主体部分,由监控程序和中断 处理子程序组成。

?输入处理程序:由一系列子程序构成,包括折线处 理、温度压力补偿、开方处理和数字滤波处理等子程 序。 ?运算程序:由一系列子程序构成,包括算术运算、 逻辑运算、PID运算等45种子程序。每个子程序完成 一种特定的功能,称之为一个“运算模块”,用户最 37 多能从中选择30种运算模块进行组态。

(二)软件部分
用户程序(应用程序 ):用户程序又称控制数 据,由使用者自行编制, KMM调节器采用 表格式组态语言(面向过程语言POL)编制 程序,其语句是一些起连接作用的控制数据。

将这些数据填入规定的表格中,即构成表格 式用户程序,再用编程器将程序写入 EPROM中。

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? 用户程序的控制数据种类:(7类) ? 基本数据F001(用来指定调节器的类型、运算周 期、是否与上位机连接等) ? 输入处理数据F002(指明输入处理的种类等) ? PID运算数据F003(确定PID运算的类型、控制参 数等) ? 折线数据F004(决定折线表形式) ? 可变参数F005(确定运算处理中使用系数、常数 等) ? 运算模块数据F101~F130(指定运算种类、运算 单元的连接方式等) ? 输出处理数据F006(指定输出信号) 39

? 控制数据由四部分组成,结构如下:

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二、功能 KMM可编程调节器具有: ? 输入处理功能 ? 运算处理功能 ? 输出处理功能 ? 自动平衡功能 ? 自诊断功能 ? 通信功能
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(一)输入处理功能

42

(一)输入处理功能
KMM调节器可对5个模拟输入信号(AIR)进行处理----折线处理(TBL)、温度补偿(T.COMP)、压力补偿 (P.C0MP)、开平方(SQRT)和数字滤波(D.F)。 结果为AI,见下图:
0 0 1

AIR
3

1 2

0

TBL1

1

T COMP

P COMP

0
1

SQRT

DIG FILT

AI

TBL2

TBL3

图中的开关若打在“0”,表示不进行该项处理。

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折线处理:可用于非线性校正。有三个折线表: TBL1~3。根据用户需要定义折线表中折点的坐 标值(xi ,yi),然后填入相应的数据表。
温度补偿:用于气体或蒸气流量信号的温度补偿:
补偿后的流量信号 =
设计温度 + 常数 实际温度 + 常数 ? 流量信号

实质上是把反应流量大小的压差信号Δp折算成设计 温度下的压差信号Δpd,即:

t d ? c1 ?p d ? ? ?p t ? c1
编程时,将有关数值填入输入处理数据表中。
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压力补偿:用于气体或蒸气流量信号的压力补偿:
补偿后的流量信号 =

实际压力 + 常数 设计压力 + 常数

? 流量信号

实质上是把反应流量大小的压差信号Δp折算成设计 压力下的压差信号Δpd,即:

p ? c2 ?p d ? ? ?p pd ? c2
编程时,将有关数值填入输入处理数据表中。
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开平方:用于对节流装置的流量信号进行开平方 处理。它具有小信号切除功能,编程时将切除值 填入数据表中,切除范围可在输入量程的0.0 ~ 100.0%任意选定。
数字滤波:用来消除输入信号中的随机干扰, 为 一阶滞后环节:
输出 = 1 TS + 1 ? 输入

式中T 为滤波时间常数,范围:0.0 ~ 999.9。编程 时将T 值填入数据表中。
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(二)输出处理功能 有模拟输出信号(AO1~3),数字输出信号(DO1~3)。 AO1:1—5 V和4—20mA AO2、3: 1—5 V 哪些信号送到输出端,在输出处理数据表中予以规 定,即只需填写相应的内部信号名称。

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(三)运算处理功能
KMM 具有45种算法即运算模块(见表4-1) ,用 户最多可选用30个进行组合。

模块表示:
四个输入端:H1、H2、 P1、 P2; 一个输出端:Un; 模块序号:n
H1 n

H2 P1 P2

名称
Un

运算关系:Un = f (H1、H2、 P1、 P2)

软端子

一个运算单元可以放置任何一种运算式。每个运算单 元原则上有4个输入端子(H1、H2、P1、P2)和一个 输出端子Uo,运算式不同,使用的端子数亦不同。 (参考表4-1)

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KMM有118种内部信号(如表4-2)。
内部信号是指运算单元软端子(虚拟代号如H1、 H2、Pl、P2等)之间的联系信号。

运算模块的输入和输出信号分为百分型(%)、开 关型(ON/OFF)和时间型。 ? 在运算模块端子上分别用“○”、“ ? ”、“●” 表示; ? 在内部信号表中分别用“P”、“F”、“T”表示。
运算模块分为7类:一般运算类、调节类、监视限 制类、选择类、逻辑类、时间类和折线处理类。
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1.PID 运算模块
包括PID1和PID2,都具有常规PID运算规律和 微分先行运算规律,其模块符号如下:
当 P2 = ON时,U(n) = P1 + ?U(n) 此时微分不起作用, P1为P1端 输入电压信号, ?U(n)为第n次 采样偏差的PI运算增量值。 当 P2 = OFF时,U(n) = U(n-1) + ?U(n)
H1 H2

PID

P1
P2

U

U(n-1)为前一次采样输出值; ?U(n)为第n次采样 偏差的常规PID运算增量值。
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2.手动操作模块MAN
常与 PID运算模块组合使用, MAN 模块只能 使用一次,其输出必须接到AO1端。模块符号 和内部结构如下: A/C输入 跟踪输入
H1 H2 输出 增/减
?MV A/C 方式切换 跟踪切换

MAN

+

M

U

自动方式(A)时, U = H1
跟踪方式(F)时,U = H2 手动方式(A)时, U = 先前值 + ?MV 。

U接AO1

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3.运行方式切换模块MOD
用于调节器运行方式的切换。模块符号和切换 特性如下: ON
H1 H2 P1 P2 H1 H2 P1 P2
OFF ON OFF

OFF
ON

MOD

ON
OFF M A

C

A

F

A

M

当H1 = ON时,调节器处于跟踪方式(F);

当H1 = OFF时,调节器恢复跟踪前的方式;
当H2 = ON时,调节器为手动方式(M); 当P1 = ON时,调节器为自动方式(A);

当P2 = ON时,调节器为串级方式(C);

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3.运行方式切换模块MOD
用于调节器运行方式的切换。模块符号和切换 特性如下: ON
H1 H2 P1 P2 H1 H2 P1 P2
OFF ON OFF

OFF
ON

MOD

ON
OFF M A

C

A

F

A

M

注意:

(1)当H1 = OFF时,调节器恢复跟踪前的方式;
(2)当H2 、P1 、P2 端同时为 ON,调节器控制方式优 先顺序为手动方式(M)、 自动方式(A)、串级方式(C)。
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4.控制变量更换模块PMD
用于修改PID模块控制变量, 有PMD1和PMD2。 模块符号:
H1 P1

PMD

三个输入端:H1、P1和EXT.NO输 出无意义。 当 P1 = ON时,可改变PID变量; 当P1 = OFF时,不能改变PID变量。

EXT.NO

百分数型变量由H1直接确定; 时间型变量TI 、TD 等于0.2048 ? H1 (min)。 更改什么变量由EXT.NO指定,见教材表4 - 3。
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5.超前/滞后模块L/L
常用于需要前馈动态补偿的控制系统。超前滞 后的模块符号和算式如下:
H1 P1 P2

L/L

1 + P 1S ? H1 (S) U(S) = 1 + P 2S P1 — 超前时间; P2 — 滞后时间。

U

该模块对P1、 P2有限制: 当P2小于采样周期TS时,自动限制P2 = TS ; 当P1大于16 P2时,自动限制P1 = 16 P2 。
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6.高、低值监视模块HMS和LMS
HMS的模块符号和算式如下:
H1 H2

当 H1 ≥ H2时, U = ON ;
当 H1 < (H2 – P2)时,U = OFF 。
P2

HMS

式中 P2 为滞后宽度。

U

LMS的模块符号和算式如下:
H1 H2

当 H1 < H2时, U = ON ; 当 H1 ≥ (H2 + P2)时,U = OFF 。
P2

LMS

式中 P2 为滞后宽度。
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U

10.折线模块TBL1~3、TBR1~3
又称折线表,模块符号和算式如下:
H1

x 、y均须大于0,且xn > xn-1 。 当 H1 ≤ x1时, U = y1 ; 当 H1 ≥ x10时,U = y10 。
U

TBL

H1

TBR是TBL的逆折线表,从y求x, 要求 xn > xn-1 , yn > yn-1 。

TBR

当 H1 ≤ y1时, U = x1 ;
U

当 H1 ≥ y10时,U = x10 。
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(四)控制类型及无扰动切换
控制类型分为0、1、2和3型四种(见图4-20~23)。 编程时,将所选类型填入基本数据表中。
0型调节器只用一个PID运算模块, 且按内给定 值(LSP)进行控制,无外给定输入端(RSP) 。

1型调节器只用一个PID运算模块,但具有内外 给定切换开关,可按内或外给定值进行控制。
2型调节器使用两个PID运算模块,PID1用内给 定LSP1, PID2用RSP2, PID1的输出作为RSP2值。 3型调节器也使用两个PID运算模块, 与2型不同, PID2具有内外给定切换开关, 开关置“A” 时,PID2按内给定控制,置“C”时两PID组成串 级控制。 58

(五)运行方式
运行方式分为正常运行方式和异常运行方式。 正常运行方式: 手动(MAN)方式; 自动(AUTO)方式; 串级(CAS)方式; 跟踪(FOLLOW)方式;
异常运行方式:
联锁手动(IM)方式。当调节器出现A组诊断异 常时进入本运行方式, 操作功能与手动方式相同。
后备(S)方式。当调节器检出B组诊断异常时进 入本运行方式,输出由后备手操器控制。

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(六)自诊断功能
KMM调节器在每一个运算周期内都要对各个 回路和各种处理功能进行故障检查。 一旦调节器发生异常情况就立即由自动切换到 执行自诊断程序,若检出异常则显示故障代码, 并自动切换到联锁手动(IM)或后备(S)状态。
自诊断有两种类型:A组和B组

A组是指在输入异常、运算溢出或过载的故障。 B组是指在ROM、RAM异常、采样时间、A/D 转换异常或输出反馈异常的故障。
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(七)通信功能
具有与上位机通信的能力,有三种通信类型:

类型0:不通信; 类型1:通过S-LINK(通信链)与局部操作站 等进行通信,即与上位机有通信,但上位机 不能对调节器进行操作控制 ; 类型2:与上位机通信,完成SPC和DDC控 制,即与上位机有通信,上位机可对调节器 进行操作控制。
用户使用哪一种通信类型,应在填写“基本数据表 (F001)”时确定。
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三、编程方式和仪表投入
设计控制系统先确定方案和控制流程,然后按 功能要求绘制组态图,填写控制数据表。设计 过程如下:
按控制方案画出控制流程图 确定对可编程调节器的要求 绘制组态图 填写控制数据表 用编程器制作用户EPROM

EPROM装入仪表,调试投运
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编程实例
一天然气压力控制系统,要求对罐内压力进行 单变量定值控制, 并检测天然气流量(需温压补 偿)。输出AO1控制阀门,AO2送上位机的PIU。
PIU
AO2 AIR1

PIC
AO1 I/P

AIR2

P

AIR3

天然气储罐

T

F

压力控制系统流程图
63

(一)组态
温度
AIR1
输入处理

按流程图和控制要求绘出组态图:
压力
AIR2
输入处理

流量 (差压)
AIR3
输入处理

LSP1 1 PID1

AI1

AI2

AI3 (接AO2)

OFF PPAR1 0.0 2 LLM PPAR2 100.0% 3 HLM

SP1 5 DMS

PPAR3 15% PPAR3 0.0

MSW
7 OR

6

NOT

OFF 4 MAN 9 MOD

ASW 8 AND

OFF
AO1

64

控制要求:
当调节器的给定值SP和测量值PV之偏差超过给 定的监视值(15%)时, 调节器自动切换至手动(M) 方式,当偏差恢复正常后,切入自动(A)方式。

切换说明:
根据系统要求,超偏差时调节器应能自动切换至 手动,即与面板手操方式构成“或”的关系;偏 差恢复正常才切入自动,即不超差状态和面板自 动方式应构成“与”的关系。 故不能单独由M、 A按钮决定调节器工作方式。现用 “MOD” 方 式切换模块, 或门的输出接MOD模块H2端, 与门 的输出接MOD模块P1端, P2端接OFF。
65

(二)填写控制数据表
基本数据表:用于规定调节器的采样周期、编号 和控制类型等。 输入处理数据表:规定折线处理、温度补偿、 压力补偿、开方处理和数字滤波等项的有关数据。
PID数据表:规定 PID 操作类型以及比例度、积 分时间和微分时间等控制变量。 折线数据表:规定折线表中折点的坐标值。 可变变量表:有百分型和时间型可变变量。

数据处理数据表:规定模拟输出信号和数字输 出信号从何模块引来。 运算模块数据表:规定模块类型及模块间连接。
66

(三)制作用户EPROM
根据数据表中所填写的代码和数据用程序装入 器进行编程,按表格次序逐项输入,亦可方便 地修改,编程完毕即可进行写入EPROM操作。

(四)整机校验和仪表投入
将EPROM插入KMM相应插座,按仪表背面端 子正确接线,提供电源和标准信号,对调节器 的模拟输入、输出,PV、SP表头等进行校核。 KMM接入系统,上电后总是先进入联锁手动 运行方式, 按下复位按钮“R”,解除联锁, 调节器转入手动方式,然后再切至所需工作状 态。
67


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