1、控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录1丰富的运算控制功能丰富的运算控制功能 通过软件实现所需功能通过软件实现所需功能 带有自诊断功能带有自诊断功能 带有数字通讯功能带有数字通讯功能 具有和模拟控制器相同的外特性具有和模拟控制器相同的外特性 保持常规模拟式控制器的操作方式保持常规模拟式控制器的操作方式 2.3.数字式控制器数字式控制器Digital Controller控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录2数字式控制器类型数字式控制器类型：定程序控制器定程序控制器 可编程控
2、制器可编程控制器 混合控制器混合控制器批量控制器批量控制器控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录32.3.1.数字式控制器构成原理数字式控制器构成原理 数字式控制器组成数字式控制器组成:二大部分二大部分软软 件件包括包括系统程序和用户程序系统程序和用户程序 硬件电路硬件电路以微处理器以微处理器CPU为核心为核心控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录4 2.3.1.1.数字式控制器的硬件电路数字式控制器的硬件电路 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院
3、自动化系上页上页下页下页目目 录录5 用于实现仪表数据运算处理，用于实现仪表数据运算处理，各组成部分之间的管理各组成部分之间的管理 CPU完成数据传递、算术逻辑运算、转移控制等功能完成数据传递、算术逻辑运算、转移控制等功能;CTC的定时功能用来确定控制器的采样周期，并产生的定时功能用来确定控制器的采样周期，并产生串行通信接口所需的时钟脉冲；串行通信接口所需的时钟脉冲；计数功能主要用来对外部事件进行计数。计数功能主要用来对外部事件进行计数。主机电路主机电路ROM存放系统程序存放系统程序;EPROM存放用户程序存放用户程序;RAM 存放输入数据、显示数据、运算的中间值和结果值。存放输入数据、显示数
4、据、运算的中间值和结果值。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录6 I IO O接口接口是是CPUCPU同过程输入、输出通道等进同过程输入、输出通道等进行数据交换的器件，行数据交换的器件，它有并行接口和串行接口它有并行接口和串行接口两种两种:并行接口具有数据输入、输出双向传送和位并行接口具有数据输入、输出双向传送和位传送的功能，用来连接过程输入、输出通道，或传送的功能，用来连接过程输入、输出通道，或直接输入、输出开关量信号。直接输入、输出开关量信号。串行接口具有异步或同步传送串行数据的功能，串行接口具有异步或同步传送串行数据的功能，用
5、来连接可接收或发送串行数据的外部设备用来连接可接收或发送串行数据的外部设备 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录7 过程输入通道过程输入通道 模拟量输入通道模拟量输入通道 将多个模拟量输入信号分别转换为将多个模拟量输入信号分别转换为CPU所接所接受的数字量。受的数字量。多路模拟开关将多个模拟量输入信号分别连接到采多路模拟开关将多个模拟量输入信号分别连接到采样保持器。样保持器。采样保持器具有暂时存储模拟输入信号的作用采样保持器具有暂时存储模拟输入信号的作用 AD转换器的作用是将模拟信号转换为相应的数字量。转换器的作用是将模拟信号转换为
6、相应的数字量。利用利用DA转换器与电压比较器，按逐位比较原理来实现转换器与电压比较器，按逐位比较原理来实现模数转换的。模数转换的。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录8开关量输入通道开关量输入通道 将多个开关输入信号转换成能被计算机将多个开关输入信号转换成能被计算机识别的数字信号。识别的数字信号。开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻开头量指的是在控制系统中电接点的通与断，或者逻辑电平为辑电平为“1”与与“0”这类两种状态的信号。这类两种状态的信号。开关量输入通道常采用电耦合器件作为输入电路进行开关量输入通道常采用电耦合器件
7、作为输入电路进行隔离传输。隔离传输。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录9 过程输出通道过程输出通道 模拟量输出通道模拟量输出通道依次将多个运算处理后的数字信号进行数模转换依次将多个运算处理后的数字信号进行数模转换DA转换器起数模转换作用。转换器起数模转换作用。UI转换器将转换器将15V的模拟电压信号转换成的模拟电压信号转换成420mA的的电流信号。电流信号。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录10 开关量输出通道开关量输出通道 通过锁存器输出开关量（包括数字、脉冲量）通
8、过锁存器输出开关量（包括数字、脉冲量）信号，以便控制继电器触点和无触点开关的接通与释放，信号，以便控制继电器触点和无触点开关的接通与释放，也可控制步进电机的运转。也可控制步进电机的运转。采用光电耦合器件作为输出电路进行隔离传输采用光电耦合器件作为输出电路进行隔离传输 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录11人机联系部件人机联系部件 正面板正面板测量值和给定值显示器，输出测量值和给定值显示器，输出电流显示器，运行状态（自动串级电流显示器，运行状态（自动串级手动）切换按钮、给定值增减按钮和手动）切换按钮、给定值增减按钮和手动操作按钮等，
9、还有一些状态显示灯。手动操作按钮等，还有一些状态显示灯。侧面板侧面板有设置和指示各种参数的键盘有设置和指示各种参数的键盘、显示器。、显示器。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录12通信接口电路通信接口电路 将欲发送的数据转换成标准通信格将欲发送的数据转换成标准通信格式的数字信号，经发送电路送至通信线路（数式的数字信号，经发送电路送至通信线路（数据通道）上；同时通过接收电路接收来自通信据通道）上；同时通过接收电路接收来自通信线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受线路的数字信号，将其转换成能被计算机接受的数据的数据。通信接口有并行和串
10、行两种：通信接口有并行和串行两种：并行传送是以位并行、字节串行形式并行传送是以位并行、字节串行形式 串行传送为串行形式，即一次传送一位，连续传送串行传送为串行形式，即一次传送一位，连续传送 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录132.3.1.2.数字式控制器的软件数字式控制器的软件 数字式控制器的软件分为系统程序和用户数字式控制器的软件分为系统程序和用户程序两大部分程序两大部分 系统程序系统程序:系统程序是控制器软件的主体部分，通常由监控系统程序是控制器软件的主体部分，通常由监控程序和功能模块两部分组成程序和功能模块两部分组成。控制
11、仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录14 系统程序系统程序 监控程序使控制器各硬件电路能正常工作并实现所监控程序使控制器各硬件电路能正常工作并实现所规定的功能，同时完成各组成部分之间的管理。其主规定的功能，同时完成各组成部分之间的管理。其主要完成的任务有：要完成的任务有：系统初始化系统初始化 中断管理中断管理 自诊断处理自诊断处理 键盘、显示管理键盘、显示管理 定时处理定时处理 通信处理通信处理掉电处理掉电处理 运行状态控制运行状态控制键处理键处理 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页
12、目目 录录15 功能模块功能模块提供了各种功能，用户可以选择提供了各种功能，用户可以选择所需要的功能模块以构成用户程序，使控制器所需要的功能模块以构成用户程序，使控制器实现用户所规定的功能。控制器提供的功能模实现用户所规定的功能。控制器提供的功能模块主要有块主要有:数据传送数据传送控制方式切换控制方式切换高值选择和低值选择高值选择和低值选择上限幅和上限幅上限幅和上限幅四则运算四则运算逻辑运算逻辑运算开平方运算开平方运算取绝对值运算取绝对值运算脉冲输入计数与积算脉冲输出脉冲输入计数与积算脉冲输出折线逼近法函数运算折线逼近法函数运算一阶惯性滞后处理一阶惯性滞后处理纯滞后处理纯滞后处理 移动平均值运
13、算移动平均值运算 PID运算运算控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录16用户程序用户程序 用户程序是用户根据控制系统要求，在系用户程序是用户根据控制系统要求，在系统程序中选择所需要的功能模块，并将它们按统程序中选择所需要的功能模块，并将它们按一定的规则连接起来的结果，其作用是使控制一定的规则连接起来的结果，其作用是使控制器完成预定的控制与运算功能。使用者编制程器完成预定的控制与运算功能。使用者编制程序实际上是完成功能模块的连接，也即组态工序实际上是完成功能模块的连接，也即组态工作作。用户程序的编程通常采用面向过程用户程序的编程通常采
14、用面向过程POL语言语言(Procedure-Oriented Language)。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录17 控制器的编程工作是通过专用的编程器进行的，控制器的编程工作是通过专用的编程器进行的，有有“在线在线”和和“离线离线”两种编程方法两种编程方法：在线在线:编程器与控制器通过总线连接共用一个编程器与控制器通过总线连接共用一个CPU 离线离线:编程器自带一个编程器自带一个CPU构成一台独立的仪表构成一台独立的仪表 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录18
15、2.3.2.SLPC可编程控制器可编程控制器 SLPC可编程控制器是一种有代表性的、可编程控制器是一种有代表性的、功能较为齐全的可编程控制器，它具有基本功能较为齐全的可编程控制器，它具有基本PID、串级、选择、非线性、采样、串级、选择、非线性、采样PI、批量、批量PID等控制功能，并具有自整定功能，可使等控制功能，并具有自整定功能，可使PID参数实现最佳整定。用户只需使用简单的参数实现最佳整定。用户只需使用简单的编程语言，即可编制各种控制与运算程序，使编程语言，即可编制各种控制与运算程序，使控制器具有规定的控制运算功能。控制器具有规定的控制运算功能。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制
16、装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录19SLPC可编程控制器可编程控制器 SLPC还具有通信功能，可与上位计算机联还具有通信功能，可与上位计算机联系起来构成集散型控制系统；具有可变型给定系起来构成集散型控制系统；具有可变型给定值平滑功能，能够改善给定值变更的响应特性；值平滑功能，能够改善给定值变更的响应特性；具有自诊断功能，在输入输出信号、运算控制具有自诊断功能，在输入输出信号、运算控制回路、备用电池及通信出现异常情况时，进行回路、备用电池及通信出现异常情况时，进行故障处理并进行故障显示故障处理并进行故障显示 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自
17、动化系上页上页下页下页目目 录录202.3.2.2.SLPC可编程控制器的硬件电路可编程控制器的硬件电路控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录21控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录22 (1)主机电路主机电路 CPU采用采用8085AHC，时钟频率为，时钟频率为10MHz。ROM分为系统分为系统ROM和用户和用户ROM 系统系统ROM采用两片采用两片27256型型EPROM，32KB，用于存放监控程序和各种功能模块；用户用于存放监控程序和各种功能模块；用户ROM采采用一片
18、用一片2716型型EPROM，用于存放用户程序。，用于存放用户程序。RAM采用两片采用两片PD4464C低功耗低功耗CMOS存储器，存储器，8KB。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录23 (2)过程输入通道过程输入通道 SLPC控制器共有控制器共有5个模拟量输入通道，个模拟量输入通道，AD转换器是利用转换器是利用PC648D型高速型高速12位位DA转换器和比较器，转换器和比较器，X1输入通道具有输入通道具有备用方式备用方式，正常工作时的信息途径之外，正常工作时的信息途径之外，发生故障时，进行测量值指示发生故障时，进行测量值指示。控
19、制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录24 (3)过程输出通道过程输出通道 SLPC控制器共有控制器共有3个模拟量输出通道，其中一路个模拟量输出通道，其中一路Y1为为420mADC电流输出，两路电流输出，两路Y2、Y3为为15VDC电压输出，相互间也不隔离电压输出，相互间也不隔离。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录25 过程输出通道过程输出通道MVU 121II 32UU3IIO1111RMVRUI222RUUICC)/(122RRMVUUCC333RUUICC250)/(
20、3123120MVRRRMVRRRMVUUICCCC控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录26过程输出通道过程输出通道 P点输出电压用于判断是否有断线故障点输出电压用于判断是否有断线故障电流输出具有备用方式电流输出具有备用方式 工作时，工作时，为为D DA A转换器输出的电压转换器输出的电压 故障时，故障时，软手动操作输出软手动操作输出控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录27(4)开关量输入和输出通道开关量输入和输出通道 SLPC控制器有六个开关量输入和输出控制器有六个开关
21、量输入和输出通道，它们既可以当作输入也可以当作通道，它们既可以当作输入也可以当作输出，由使用者设定。开关量输入输出输出，由使用者设定。开关量输入输出通道都经过高频变压器隔离通道都经过高频变压器隔离 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录28 (5)人机联系部件人机联系部件 侧面板有触摸式键盘和数字显示器，侧面板有触摸式键盘和数字显示器，用以显示或修改输入、输出数据、用以显示或修改输入、输出数据、PID参数和其他数据，显示的项目由键操参数和其他数据，显示的项目由键操作来选择作来选择 正面板的布置类似于模拟式控制器，正面板的布置类似于模拟
22、式控制器，显示器可显示主被控变量的测量值、给显示器可显示主被控变量的测量值、给定值，控制器输出值，故障显示灯和报定值，控制器输出值，故障显示灯和报警灯警灯 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录29 (6)通信接口电路通信接口电路 采用半双工、串行异步通讯方式采用半双工、串行异步通讯方式 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录30 2.3.2.3.SLPC可编程控制器的软件部分可编程控制器的软件部分 包括系统程序和功能模块:系统程序用于保证整个控制器正常运行，这部分用户是不能
23、调用的 功能模块提供了各种功能，用户可以根据需要选用，以构成用户程序，功能模块以指令形式提供 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录31程序的构成程序的构成功能模块功能模块连接语句连接语句解释说明解释说明LODESTOREEND信号流程信号流程输入：输入：各种参数自动转换成内部数据存入相应的寄存器各种参数自动转换成内部数据存入相应的寄存器运算：运算：启动用户程序，完成符合需要的运算和控制。启动用户程序，完成符合需要的运算和控制。输出：输出：进入寄存器的数据自动转换成模拟或状态信号进入寄存器的数据自动转换成模拟或状态信号主程序最多主程序
24、最多240步，子程序最多步，子程序最多99步。步。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录32 指令对各种寄存器进行操作，寄存器实际上是对应于随机读写存储器RAM中各个不同的存储单元，只是为了使用和表示方便，才特地定义了不同的名称和符号。指令都与五个运算寄存器S1S5有关。这五个运算寄存器以堆栈方式构成.功能模块-以指令形式提供控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录33输入寄存器输入寄存器模拟：模拟：数字：数字：Xn n=15DIn n=16输出寄存器输出寄存器 模拟：模拟：Y
25、n n=16数字：数字：其中：其中：Y1 电流输出，电流输出，Y2_ Y3电压输出，电压输出，Y4 Y5 Y6 用于通讯，无对应端子。用于通讯，无对应端子。DOn n=116其中：其中：n=16 对应有输出端子，但与输入端总数不能超过，对应有输出端子，但与输入端总数不能超过，编程时由编程时由DIOn的设定值决定的设定值决定如：如：DIOn=端子作输出用端子作输出用DIOn=端子作输人用端子作输人用n=编号编号 端端n=16无对应端子，存输出变量。无对应端子，存输出变量。DIO=对应对应DO4 DIO=0对应对应DI4 各寄存器功能各寄存器功能控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东
26、石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录34可变参数寄存器可变参数寄存器Pn n=139存各种整定参数，存各种整定参数，运行中可修改。运行中可修改。固定常数寄存器固定常数寄存器Kn n=116存固定参数，存固定参数，运行中不可修改。运行中不可修改。中间参数寄存器中间参数寄存器 Tn n=116存中间运算结果存中间运算结果功能扩展寄存器功能扩展寄存器An n=116Bn n=139FLn n=132模拟量模拟量整定参数整定参数状态量状态量运算寄存器运算寄存器Sn n=15完成各种运算和控制功能，具有堆栈结构。完成各种运算和控制功能，具有堆栈结构。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制
27、装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录35加算加算X1X2Y11、LDX12、LDX23、4、STY1控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录36输入、输出信号与内部数据的变换输入、输出信号与内部数据的变换输入输入15V0.0001.000(0%100%)误差误差0.2%输出输出420mA0.0001.000(0%100%)16位寄存器的运算范围位寄存器的运算范围运算范围：运算范围：-7.999+7.999 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录37 指令类型指
28、令类型 指令有指令有4种类型种类型 1、信号读取指令、信号读取指令LD用于把输入或输出等数据用于把输入或输出等数据S1 2、信号存储指令、信号存储指令ST用于把用于把S1中的数据中的数据有关寄存器有关寄存器 3、程序结束指令、程序结束指令END将控制无条件地转移出用户程将控制无条件地转移出用户程 序，结束本控制周期内的一切运算序，结束本控制周期内的一切运算 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录38 指令类型指令类型 4、功能指令、功能指令完成各种指定功能完成各种指定功能 基本运算基本运算+、-、等等 带设备编号的运算带设备编号的运算
29、 十段折线函数运算十段折线函数运算等等 条件判断条件判断 上下限报警、逻辑运算、转移跳转上下限报警、逻辑运算、转移跳转等等 寄存器移位寄存器移位 S寄存器交换、寄存器交换、S寄存器循环移位寄存器循环移位 控制功能控制功能 BSC、CSC、SSC 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录39运算指令运算指令控制指令控制指令基本运算基本运算带设备号运算带设备号运算逻辑运算逻辑运算寄存器移位寄存器移位1、基本运算、基本运算四则运算四则运算“”：S2 S1 S1“”：S2 S1 S1开方运算开方运算E符号：符号：切除点切除点运算指令运算指令输入
30、输入切除点切除点输出输出=0输入输入切除点切除点输出输出=如小信号不切除如小信号不切除输入输入1%输出输出=10输入输入输入输入1%输出输出=程序程序控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录40程序程序X12、1X4、CMP3、LDK011、LDX1K011XS1S2说明说明K01=0.10/11X1X0.1，S1置置11X0.1，S1置置05、GIF 111X6、LDX1X11X7、LDK02K02=2.0008、9、LDK03K03=5.00010、K02X12X1 K032X1 10X1 11、STY110X1 1X控制仪表和计算
31、机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录41绝对值绝对值ABS选择选择限幅限幅HSL 高值高值LSL 低值低值HLM 上限限幅上限限幅LLM 下限限幅下限限幅练习：练习：12112)(YKKXX没被选中的信号消失没被选中的信号消失利用限幅可使调节器的输出利用限幅可使调节器的输出被钳制在一定范围内，克服被钳制在一定范围内，克服积分饱和。积分饱和。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录422 2、带设备号运算、带设备号运算一阶惯性一阶惯性LAGnn=18)(11)(sXSsYSsX1)()()1
32、()(tXetYt S1 X1 S2 结果结果 S1=0100S对应内部数据对应内部数据 0%100%微分微分LEDnn=12)(1)(sXSTSTsYdddTteXtY1)(微分微分+一阶惯性一阶惯性完全微分：完全微分：实际微分：实际微分：)(11)(1sXSSTKsYdddKT微分时间常数微分时间常数控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录43十段折线函数十段折线函数FXnn=12用折线逼近曲线。用折线逼近曲线。将输入将输入10等份，设定出对应的输出值等份，设定出对应的输出值输入、输出必须为单值函数输入、输出必须为单值函数F1F11
33、F2任意折线函数任意折线函数FXnn=34将输入任意分将输入任意分10段，输入、输出都需设定段，输入、输出都需设定纯滞后纯滞后DEDnn=1311XeYS=01000S对应内部数据对应内部数据 0%100%输入输入输出输出纯滞后指令可连续使用三次。纯滞后指令可连续使用三次。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录44移动平均运算移动平均运算 MAVnn=13)(2011901XXYX0现在值现在值X1X19设定时间设定时间设定时间设定时间01000S变化率运算变化率运算VELnn=13Y(t)=现在输入现在输入秒后的输入秒后的输入=X(
34、t)X(t)e-s=X(t)（1 e-s）=01000S对应内部数据对应内部数据 0%100%秒前的输入秒前的输入现在输入现在输入输出输出控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录45变化率限幅变化率限幅 VLMnn=16状态变化检出状态变化检出CCDnn=18当输入当输入DI1由由01时，输出时，输出DO1为为1当输入当输入DI1由由10或不变时，输出或不变时，输出DO1为为0DI1DO1控制周期控制周期3、逻辑运算、逻辑运算逻辑运算逻辑运算 AND()OR()NOT()（条件）转移（条件）转移条件：条件：GIFnnS1=1，转向，转向
35、nn步步S1=0，顺序执行，顺序执行指令后指令后S1内容消失内容消失S2 S5上弹上弹无条件：无条件：GOnn无条件转向无条件转向nn步步指令后指令后S1内容不变内容不变控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录46比较比较CMPS2S1，S1=1S2S1，S1=0指令后指令后S1内容消失内容消失 S2不变不变报警报警HALnn=14上限报警上限报警LALnn=14下限报警下限报警滞区宽度滞区宽度 正常正常0异常异常1上限设定上限设定下限设定下限设定PF键、键、PF灯灯用用PF键产生状态信号控制键产生状态信号控制PF灯灯PF键键PF灯灯程
36、序程序控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录474、寄存器移位、寄存器移位 E A B C DS寄存器交换寄存器交换CHGCHG E B A C DS寄存器移位寄存器移位 E A B C DROTROT E A B C D5、子程序、子程序GIF SUBnGO SUBnRNT 返回返回n=130，不可编写控制功能，总步长，不可编写控制功能，总步长控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录48基本运算指令与带设备号运算指令的区别基本运算指令与带设备号运算指令的区别1、在总步许可范围
37、内、在总步许可范围内基本运算指令基本运算指令可多次重复使用，可多次重复使用，带设备号运算指令带设备号运算指令受使用次数的限制受使用次数的限制2、参加运算的信号在、参加运算的信号在 S中位置固定中位置固定运算在运算在S内进行内进行结果结果 S1输入输入 S2，时间常数时间常数 S1结果结果 S1控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录49控制功能指令的基本功能控制功能指令的基本功能 n 基本控制指令基本控制指令BSC：内含一个控制单元：内含一个控制单元CNT1，相当于模拟仪表中的一台相当于模拟仪表中的一台PID控制器；控制器；串级控制指令
38、串级控制指令CSC：内含两个串联的控制单：内含两个串联的控制单 元元CNT1、CNT2，可组成串级控制系统，可组成串级控制系统 选择控制指令选择控制指令SSC：内含两个并联的控制单：内含两个并联的控制单 元元CNT1、CNT2和一个单刀三掷切换开关和一个单刀三掷切换开关CNT3，可组成选择控制系统可组成选择控制系统 每台每台SLPC控制器只能选用其中的一种，控制器只能选用其中的一种，且同一应用程序中只能使用一次且同一应用程序中只能使用一次 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录50控制功能指令的基本功能控制功能指令的基本功能控制仪表和
39、计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录51模块模块BSCBSC的回路连接的回路连接输入寄存器理处入输 nXX1 LD输出寄存器nY1A12A/DD/A 理处出输 算运制控 Y1 ST系统管理程序执行系统管理程序执行用户程序执行/AUTCASMANMV1SPV1SCNT1CSVSVPVMV3SVAGSETBSC 模块SLPCSLPC控制控制回路连接及控制策略回路连接及控制策略 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录52控制功能指令的基本功能控制功能指令的基本功能 被控变量接到模拟量输入通
40、道X1，实现单回路PID控制的程序如下(1)LD X1 读入测量值读入测量值X1(2)BSC 基本控制基本控制(3)ST Y1 控制输出控制输出MV送送Y1(4)END控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录53组成组成 功能模块：功能模块：BSC CSC SSC控制要素：控制要素：CNT1CNT5功能扩展寄存器：功能扩展寄存器：A B FL控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录54I-PD（定值控制）（定值控制）KPVSKTSTDVSTPVPMVDDDI)11(100当给定变
41、化时，输出不会发生急剧变化。当给定变化时，输出不会发生急剧变化。定值控制定值控制 PI-D（偏差控制）（偏差控制）KPVSKTSTDVSTDVPMVDDDI)11(100偏差控制偏差控制 当给定变化时，输出迅速响应。当给定变化时，输出迅速响应。给定给定 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录55 控制功能指令的功能扩展控制功能指令的功能扩展 基本控制指令BSC的功能扩展的功能扩展 BSC指令的主要作用是把运算寄存器S1里的数据与设定值相减，得到偏差，再经过由CNT1所决定的控制算法运算后，把结果再存入S1。BSC指令的功能还需要进行扩
42、展 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录56基本控制指令BSC的功能扩展的功能扩展 1.A寄存器(模拟量功能扩展寄存器)提供八种功能；2.FL寄存器(状态量功能扩展寄存器)提供七种功能。（a）实现内、外给定的切换实现内、外给定的切换 （b）输出跟踪输出跟踪 （c）自动、手动切换自动、手动切换（d）输入报警或偏差报警输入报警或偏差报警（e）输入和输出补偿输入和输出补偿（f）引入可变增益引入可变增益 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录57（1）BSC控制控制2、基本控制功能
43、、基本控制功能使用使用CNT1（2）功能扩展）功能扩展外部串级设定外部串级设定A01输入补偿输入补偿A02输出补偿输出补偿A04可变增益可变增益A03输出跟踪输出跟踪A09 FL09切换切换FL10 FL11报警报警FL01 FL04控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录58例：用例：用BSC要求实现外部串级设定要求实现外部串级设定X2，输出补偿输出补偿X3，输入上下限报警输入上下限报警程序：程序：1、LD X22、STA013、LD X34、STA045、LD X16、BSC7、STY18、LDFL019、STDO0110、LDFL
44、0211、STDO0212、END控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录59（3）运转方式及切换）运转方式及切换运转方式运转方式CAM串级串级自动自动手动手动给定方式给定方式C：A：M：A01的值的值上位机上位机MODE2=1MODE2=2SET键键SET键键方式之间的切换方式之间的切换手动手动程序程序上位机上位机C A M除除M向向C切换应先切换应先切换到切换到A再到再到C外，外，其余可直接进行其余可直接进行FL10=01A方式方式C方式方式FL11=01M方式方式C/A方式方式上位上位 机机 程程 序序 手手 动动 优先顺序：优先
45、顺序：控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录603、串级控制功能、串级控制功能（1）CSC控制控制使用使用CNT1,CNT2（2）功能扩展）功能扩展外部串级设定外部串级设定A01输入补偿输入补偿A02 A06输出补偿输出补偿A04 A08可变增益可变增益A03 A07输出跟踪输出跟踪A09 FL09切换切换FL10 FL11报警报警FL01 FL04 FL05 FL08控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录611.CSC的基本功能的基本功能 指令：指令：CSC，由，由CNT1
46、、CNT2构成构成CNT1主调节器主调节器，有三种规律可选，有三种规律可选CNT2副调节器，副调节器，有二种规律可选有二种规律可选CNT1、2的正反作用、的正反作用、PID参数，侧盘设定参数，侧盘设定运算前；运算前；PV1S2 SV1=LSV 或或 A01 PV2S1 SV2=MV1 或或SV2 侧盘设定侧盘设定 MODE1=0（1、2）决定）决定A/C方式，方式，CSVMODE3=0（1）决定决定SV2=MV1或或SV2内内运算后：运算后：MV2S1例：加热炉温度串级控制系统。例：加热炉温度串级控制系统。控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页
47、目目 录录62加热炉温度控制系统加热炉温度控制系统 CSC构成简图构成简图 步序步序指指 令令S1S1S2S2说说 明明1 12 23 34 45 5 LD X1LD X1 LD X2 LD X2 CSC CSC ST Y1 ST Y1 END END X1X1X2X2MVMVMVMVMVMVX1X1读取读取PV1PV1读取读取PV2PV2CSCCSC控制运算控制运算MVMV输出到电流输出端输出到电流输出端Y1Y1程序结束程序结束用户程序用户程序 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录632.CSC的运转方式的运转方式1 1、串级闭合
48、：、串级闭合：“C C方式方式”2 2、串级开路：、串级开路：“O O方式方式”3 3、CSCCSC的运转方式的设定方法的运转方式的设定方法 侧盘设定（和侧盘设定（和 MODE3MODE3）用户程序设定（用户程序设定（FL12=0/1 C/OFL12=0/1 C/O）控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录64串级控制功能的运行方式MODE3 MODE3 运运行行方方式式主主 回回 路（路（CNT1CNT1）副副 回回 路（路（CNT2CNT2）给给 定定 值值测测量量值值操操 作作 输输 出出给给 定定 值值测测量量值值操操作作输输出
49、出0 0C CA1A1的信号的信号在在正正面面盘盘指指示示自动控制（自动控制（A A）CNT1CNT1的输出的输出（串级闭合）（串级闭合）M MA AA A用用SETSET键给定键给定自动控制自动控制A AM M用用SETSET键给定键给定跟踪跟踪CNT2CNT2的测量值的测量值M M1 1C CA1A1的信号的信号跟踪跟踪CNT2CNT2的测量值的测量值用侧面盘上的用侧面盘上的SV2SV2给定（开给定（开环）环）A AA A用用SETSET键给定键给定M M用用SETSET键给定键给定控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录653.C
50、SC的扩展功能的扩展功能 可利用可利用An、Bn、FLn寄存器寄存器来进行来进行CSC控制功能的扩展控制功能的扩展 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录662.3.2.4.SLPC可编程控制器的应用可编程控制器的应用 带温压补偿的气体流量控制系统带温压补偿的气体流量控制系统 控制仪表和计算机控制装置控制仪表和计算机控制装置广东石油化工学院自动化系上页上页下页下页目目 录录67 带温压补偿的气体流量控制系统带温压补偿的气体流量控制系统 己知仪表参数如下：孔板设计压力 Pd=600 kPa 孔板设计温度 Td=300 流量测量范围 08
