第3章 控制组态

I/A’s 系统及应用 3－1 第三章 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， 这样就可以开车了。 I/A‟s 提供了一些缺省的显示操作方法。在这一章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，如需深入了解看请随机资料。

图 3－1 水塔液位控制 1. 组合模块（Compound）和模块（Block）的概念 图 3－1 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（或模块组合）。 控制回路由控制处理机中的组合模块和模块构成。组合模块是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）。

IOM_ID = AIO001 PNT_NO = 4

1 2 3 4

5 6 7 8

IOM_ID = AIO0001

PNT_NO = 8

PID AIN AOUT FBM AIO001 第三章 控制组态

3－2 图 3－2 Compound 和 Block 的关系（虚线内表示 CP） 2. 组合模块（Compound）和模块（Block）的功能 组合模块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。至于详细的用法和参数请参考资料 B0193AX《I/A Series Integrated Control Block Descriptions》。 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过程的工况而改变。 它有 5 个布尔输入 PR_INj ( j=1~5 ) 第 j 个为“1”时， 就将I/A’s 系统及应用 3－3 第 j 级优先级从 PRIOUT 输出。 当 PR_INi 与 PR_INj （iPRIOUT＝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 第三章 控制组态 3－4 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 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。