其它現(xiàn)場控制站

第4章其它類型的現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站是以微處理機(jī)為基礎(chǔ)的過程控制器，有單回路和多回路兩類型。本章主要內(nèi)容：4.1過程管理站PM及應(yīng)用4.2邏輯管理站LM4.3國產(chǎn)控制站SUPCONJX-300X4.1過程管理站PM及應(yīng)用過程管理站PM和邏輯管理站LM都是UCN設(shè)備，它們的出現(xiàn)標(biāo)志著TDC-3000系統(tǒng)的全面更新。隨著DCS的發(fā)展，PM又進(jìn)而發(fā)展成APM（AdvancedProcessManager）先進(jìn)過程管理站。本節(jié)簡要介紹它們的結(jié)構(gòu)和功能。4.1.1PM構(gòu)成

4.1.2

PM的功能4.1.3PM的應(yīng)用4.1.1

PM構(gòu)成PM（ProcessManager）是UCN系統(tǒng)工程的核心設(shè)備，它提供了靈活多樣的過程檢測和控制能力。

主要功能：數(shù)據(jù)采集和控制

構(gòu)成：過程管理模件PMM和I/O系統(tǒng)兩大部分組成，結(jié)構(gòu)見圖2.14。高性能過程管理器HPM

PM作為UCN系統(tǒng)的核心設(shè)備，具有豐富多樣的功能，歸納為三個方面：輸入/輸出處理功能控制功能報警功能4.1.2

PM的功能1、輸入/輸出功能過程管理站豐富的I/O功能是依靠選擇不同類型的I/O處理器即I/O卡實現(xiàn)的。PM的I/O處理器共有八種：(1)16通道高電平模擬輸入處理器(HLAI可冗余)(2)8通道低電平模擬輸入處理器（LLAI）(3)32通道低電平多路轉(zhuǎn)換器（LLMAI）(4)16通道智能變送器（ST3000系列）接口處理器（STI可冗余）(5)8通道模擬輸出處理器（AO可冗余）(6)32通道數(shù)字輸入處理器（DI）(7)16通道數(shù)字輸出處理器（DO）(8)8通道脈沖輸入處理器（PI）對以上的I/O處理器，用戶可根據(jù)需要任意選擇，最多40個；I/O處理器與現(xiàn)場端子板相連，對所有的現(xiàn)場I/O進(jìn)行處理；因為I/O處理和控制處理的分離，使I/O掃描速率與I/O數(shù)量、控制器的負(fù)載處理以及報警狀態(tài)沒有關(guān)系，這就有利于更高級控制處理器的應(yīng)用和I/O的進(jìn)一步擴(kuò)展。

(1)模擬輸入高電平與低電平模擬輸入處理器的功能就是將來自現(xiàn)場變送器或檢測元件的信號轉(zhuǎn)換成工程單位信號，以達(dá)到進(jìn)行監(jiān)視或供其他PM數(shù)據(jù)點（例如調(diào)節(jié)PV數(shù)據(jù)點、調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點）進(jìn)行進(jìn)一步運算、控制的目的。HLAI卡常用來接收變送器4-20mA信號，LLAI卡接收熱電偶或熱電阻信號，LLMAI用于多路熱電偶、熱電阻輸入，與LLAI相比，LLMAI的采樣周期較長，數(shù)據(jù)處理精度也較低，一般用在非重要場合。盡管模擬量信號輸入的類型各不相同，但它們要進(jìn)行的處理都是一樣的，包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、PV特性化處理、范圍檢查和PV值濾波、PV源選擇、報警檢查等。1）PVCHAR(PVCHARACTERIZATION)：是指PV的特性化處理。它共有四種方式：熱電偶(THERM)、熱電阻(RTD)、線性(LINEAR)、開平方(SQRROOT)。

2）PVSOURCE

：即PV源的選擇，在PM中PV來源可有多種方式：

①PVSOURCE=SUB，表示PV值來源于順控程序，即PV是一個通過計算得到的值，常用于高級控制。

②PVSOURCE=MAN，表示PV由操作員手動輸入或由CL/PM程序直接寫入，常用于調(diào)試過程或現(xiàn)場測量儀表出現(xiàn)故障時。

③PVSOURCE=AUTO，它表示PV值直接來源于現(xiàn)場測量儀表。

3）PVFORMAT

：是對PV值數(shù)據(jù)格式的確定，實際就是確定PV的小數(shù)點位置，如D0、D1、D2、D3。模擬輸入的處理

4）PNTFORM(POINTFORM)：是指數(shù)據(jù)點的形式，共有兩種：FULL和COMPONENT。PNTFORM=FULL，參數(shù)表中將顯示該數(shù)據(jù)點的全部參數(shù)，包括描述性參數(shù)和與報警有關(guān)的參數(shù)，該數(shù)據(jù)點將作為控制回路的主要操作界面。PNTFORM=COMPONENT，表示該數(shù)據(jù)點只是作為其他數(shù)據(jù)點的輸入或輸出值，描述性參數(shù)和報警有關(guān)參數(shù)都消失。

5）PVCLAMP

：決定是否要對PV值進(jìn)行箝位。PVCLAMP=CLAMP，需篏位當(dāng)PV＞PVEXEUHI，PV=上限值當(dāng)PV＜PVEXEULO，PV=下限值PVCLAMP=NOCLAMP，不需篏位當(dāng)PV超限時，提示“BADPV”（壞值）PM還具有豐富的報警功能，如PV值報警、PV變化率報警、PV偏差報警等。

(2)模擬輸出模擬輸出處理器對輸出參數(shù)OP提供獨立的D/A轉(zhuǎn)換，輸出4-20mA的電流信號，用于控制現(xiàn)場的調(diào)節(jié)閥或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)。OP值的來源可以是PM調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點的輸出、應(yīng)用模塊AM調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點的輸出、操作員手動給定或由用戶程序?qū)懭?。無論OP值來自何處，都要經(jīng)過輸出正、反作用選擇和非線性化處理。輸出正、反作用選擇(OPTDIR，OUTPUTDIRECTION)實質(zhì)上是選擇輸出顯示的正、反作用。OPTDIR=DIRECT時,4mA=0%，20mA=100%；OPTDIR=REVERSE時，4mA=100%，20mA=0%。輸出特征化處理(OPCHAR，OUTRUTCHARACTERIZATION)是對輸出信號進(jìn)行五段折線處理用戶只需在組態(tài)表中填入6個折點的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)參數(shù)值：OPIN0~OPIN5與OPOUT0~OPOUT5，即能進(jìn)行非線性處理。用于簡單的非線性控制場合或調(diào)節(jié)閥特性畸變較嚴(yán)重時，用來校正調(diào)節(jié)閥的流量特性。模擬輸出的處理智能變送器接口（STI）處理器是Honeywell的智能變送器系列的數(shù)字接口。每個STI處理器最多可接收16個智能變送器的數(shù)字信息。它們之間的雙向通信采用的是位串行式，Honeywell的DE（DEGITALENHANCED）協(xié)議，具有許多開放通信正在發(fā)展的現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的特性。

1）智能變送器的類型包括：①ST3000測量差壓、表壓、絕壓的智能壓力變送器.②STT3000測量溫度、毫伏和電阻的智能溫度變送器.③MagneW3000智能電磁流量計.④SCM3000智能科里奧利質(zhì)量流量計.(3)智能變送器接口輸入

2）STI的主要特點：

①最大的特點是能與智能變送器接口STIIOP之間進(jìn)行雙向數(shù)字通信.②允許用戶在萬能操作站上組態(tài)監(jiān)視和修改變送器的數(shù)據(jù)庫，調(diào)整變送器的量程，支持標(biāo)定命令，顯示變送器的系列號、版本和標(biāo)識號，顯示詳細(xì)的變送器狀態(tài)信息。③

智能變送器具有第三參數(shù)測量的特點，即利用一組信號線可同時測得2個參數(shù)，既提高了精度（用第二參數(shù)進(jìn)行測量補償），又節(jié)省了接線費用。3）STI讀主要參數(shù)如下：①UPV和LRV：定義變送器的校準(zhǔn)量程，即實際使用的量程。②UVL和LRL：變送器的最大和最小極限值。③DAMPING：PV的阻尼時間。④STITAG：變送器的標(biāo)識號。⑤STISWVER：變送器的軟件版本。⑥SERIALNO：變送器的系列號。⑦SECVAR：第二變量。⑧PVCHAR：PV值的線性化處理選擇，包括Linear、SquareRoot、Thermocouple、RTD、RTDohms等。⑨DECONF：通信方式選擇，有五種：·ANALOG：無通信·PV：只有PV值通信（4字節(jié)格式）·PV-SV：PV和第二變量SV通信（4字節(jié)格式）·PV-Db：PV和數(shù)據(jù)庫均進(jìn)行通信（6字節(jié)格式）·PV-SV–Db：PV、第二變量和數(shù)據(jù)庫均進(jìn)行通信(6字節(jié)格式)⑩CJTACT：冷端補償（僅用于STT3000）。

數(shù)字輸入處理器將來自現(xiàn)場的數(shù)字輸入信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，用以指示現(xiàn)場過程設(shè)備的狀態(tài)，供其他PM數(shù)據(jù)點使用。數(shù)字輸入的處理過程包括：PV值、正/反作用選擇、PV值累積、PV源選擇和PV報警。

1）數(shù)字輸入正、反作用選擇INPIDIR（DIGITALINPUTDIRECTION）：用來對輸入信號的方向進(jìn)行確定，這對數(shù)字狀態(tài)顯示具有實際意義。INIPIDIR=DIRECT現(xiàn)場接點閉合，正常指示塊點亮，報警指示塊熄滅。INIPIDIR=REVERSE現(xiàn)場接點斷開，正常指示塊點亮，報警指示塊熄滅。(4)數(shù)字輸入

2）數(shù)字輸入的類型DITYPE（DIGITALINPUTTYPE）共有三種：狀態(tài)輸入（STATUS）、穩(wěn)態(tài)輸入（LATCHED）和脈沖輸入（ACCUM）。

①狀態(tài)輸入用來指示現(xiàn)場工藝狀況的變化。②穩(wěn)態(tài)輸入常用來指示操作臺上的按鈕輸入。

③脈沖輸入常用于對現(xiàn)場的脈沖信號進(jìn)行計數(shù)。

3）事件報告的選擇EVTOPT（EVENTREPORTINGOPTION）是指EIP和SOE兩類事件報告的選擇。

①EIP事故觸發(fā)處理（EVENTINITIATEDPROCESSING）當(dāng)數(shù)據(jù)點狀態(tài)變化時，會啟動歷史模塊AM或計算機(jī)模塊CM中的一個數(shù)據(jù)點，執(zhí)行某一動作。

②SOE順序事件處理是指當(dāng)數(shù)據(jù)點狀態(tài)發(fā)生變化時，過程對這狀態(tài)變化的記錄。數(shù)字輸出處理器是向現(xiàn)場切斷閥、機(jī)泵等設(shè)備提供數(shù)字式輸出的驅(qū)動。其處理包括：輸出形式的選擇、輸出作用方向的選擇輸出形式的選擇DOTYPE（DigitalOutputType)包括以下兩種：①脈沖寬度調(diào)制PWM，對來自PID調(diào)解回路數(shù)據(jù)點輸出值進(jìn)行調(diào)制，包括脈沖寬度、周期參數(shù)及正、反作用。②狀態(tài)輸出STATUS（5）數(shù)字輸出（6）脈沖輸入PI脈沖輸入處理器接收來自現(xiàn)場的透平流量計、渦街流量計、橢圓齒輪流量計等的頻率信號，頻率范圍為0~20kHz。PI處理器可以進(jìn)行工程單位的轉(zhuǎn)換、報警檢查、濾波和數(shù)據(jù)有效性檢查等，與模擬輸入信號的處理過程類同。過程管理站PM所有的控制處理都由PMM完成。PMM完成連續(xù)控制、邏輯控制和順序控制，采用的控制工具有專用的調(diào)節(jié)控制軟件包、聯(lián)鎖邏輯功能以及面向過程的高級控制語言CL/PM。PMM中共有8種類型的數(shù)據(jù)點:調(diào)節(jié)PV點、

調(diào)節(jié)控制點、數(shù)字復(fù)合點、邏輯點、過程模件點、數(shù)值點、

狀態(tài)標(biāo)志點、定時器點.調(diào)節(jié)PV點和調(diào)節(jié)控制點實現(xiàn)連續(xù)控制；數(shù)字復(fù)合點和邏輯點實現(xiàn)邏輯控制；過程模件點實現(xiàn)順序控制；數(shù)據(jù)點、狀態(tài)標(biāo)志點、定時器點是PM的內(nèi)部數(shù)據(jù)點。2.控制功能(1)調(diào)節(jié)PV點regulatoryPV：是對模擬輸入信號進(jìn)行多功能運算的數(shù)據(jù)點。與模擬輸入數(shù)據(jù)點相比，多了一個算法處理。這些算法處理常用的有以下幾種:1）數(shù)據(jù)采集DATAACQ(DataAcquisition)，它用來采集PV處理過程中各個階段的中間結(jié)果，以供其他數(shù)據(jù)點和算法使用。2）流量補償FLOWCOMP(FlowCompensation)，用于進(jìn)行流量補償。PM中提供了5種標(biāo)準(zhǔn)算法，分別對理想液體、理想氣體、水蒸氣和容積法測得的氣體流量進(jìn)行補償。對實際應(yīng)用中遇到的其他情況，用戶可另行編寫流量補償程序。

3）三個輸入信號取中MIDOF3(MiddleofThreeSelect)：在三個輸入信號中取中間一個進(jìn)行輸出，當(dāng)只有二個輸入時，按算法的不同輸出高值、低值或二者的平均值。

4）最高值、最低值或平均值HILOAVG(HighSelector，LowSelector，Average)：用來在6個輸入信號中選擇最高值、最低值或平均值輸出。5）累加SUMMER：用來累加至多6個輸入信號，累加計算時可對每個信號加以放大。

6）超前-滯后補償VDTLDLG：用于前饋控制中的超前-滯后時間補償。7）時間區(qū)間累加TOTALIZER：用來進(jìn)行一定時間范圍內(nèi)的PV值累加，而SUMMER是多個PV瞬時值的累加。

8）線性化GENLIN

：對非線性輸入進(jìn)行12段線性化處理。

9）計算CALCULTR

：這一算法允許用戶自編計算程序，對最多6個輸入值進(jìn)行計算，并可產(chǎn)生4個中間運算值。(2)調(diào)節(jié)控制點regulatorycontrol：是進(jìn)行連續(xù)控制的數(shù)據(jù)點。它將來自模擬輸入數(shù)據(jù)點或調(diào)節(jié)PV數(shù)據(jù)點的信號按指令算法進(jìn)行運算，并將計算結(jié)果通過模擬輸出數(shù)據(jù)點送至現(xiàn)場調(diào)節(jié)閥（見表2.17）。

常用：PID、帶前饋的PID和比率控制等算法。圖2.15是調(diào)節(jié)控制點的功能框圖。下面分別介紹其重要的組態(tài)參數(shù)。

1)控制算式標(biāo)識符CTLALGID(ControlAlgorithmIdentifier)：是一個對控制算式進(jìn)行選擇的參數(shù)。

2)遠(yuǎn)程串級選擇RCASOPT(RemoteCascadeOption).PM有4種遠(yuǎn)程串級控制方式：SPC、DDC、DDCRSP和RSP。①RCASOPT=SPC用CL/AM程序直接寫入調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點的SP值，此時數(shù)據(jù)點需為串級方式。SP值受上、下限幅值的限制。②RCASOPT=DDC用CL/AM程序直接改寫串級回路的輸出值，且不受輸出限幅值的控制。

③RCASOPT=DDCRSP用CL/AM程序可改寫串級回路的輸出，又可寫入SP值。這種方式只適用于PID算法的調(diào)節(jié)控制數(shù)據(jù)點（輸出和設(shè)定值受限制的情況同上）。④RCASOPT=RSP通過AM調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點的輸出改寫PM中調(diào)節(jié)回路數(shù)據(jù)點的設(shè)定值。SP的受限制的情況同前。

3)擺脫方式和擺脫時間（秒）SHEDMODE(ShedMode)和SHEDTIME(ShedTime).這是PM在進(jìn)行SPC和DDC控制時提供的一種保護(hù)手段。

4)

PM的控制方式和按US上NORM鍵后的控制方式MODE&NMODE(MODEANDNORMALMODE).設(shè)置NMODE是為了方便操作。兩種情況下的可選操作方式都是以下四種：MAN（MANUAL）手動AUTO（AUTOMATIC）自動CAS（CASCADE）串級BCAS（BACKUPCASCADE）備用串級方式

5）控制方式屬性和按下NORM鍵后的控制方式屬性MODATTR&NMODATTR(ModeAttribute&NormalModeAttribute)控制方式屬性有兩種：一種是操作員屬性(Operator)，另一種是程序?qū)傩裕≒rogram）。參數(shù)MODATTR規(guī)定了控制方式及相關(guān)參數(shù)的修改權(quán)屬于誰。可改變的參數(shù)是以下5個：

①SP—設(shè)定值；

②OP—輸出值；

③MODE—控制方式；

④RATIO—比率；

⑤BIAS—偏置。當(dāng)MODATTR=ORERATOR時，操作員可以改變以上5個參數(shù)，當(dāng)MODATTR=PROGRAM時，程序可以改變它們。NMODATTR是指按下NORM鍵后的控制方式屬性。6）PV跟蹤PVTRACK（PVTRACKINGOPTION）是指SP=PV。這一操作只對PID算法有用。logicPoint：共有26種可供組態(tài)的邏輯算法。它與數(shù)字復(fù)合數(shù)據(jù)點組合使用，可實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能。26種算法如表2.18所示。其中AND、OR和NAND、NOR每個門最多可有3個輸入，且每個輸入均可選擇倒置。邏輯點由邏輯塊、輸入連接、輸出連接、狀態(tài)標(biāo)志、數(shù)值以及用戶說明構(gòu)成。邏輯點最多可以有12個輸入連接、16個邏輯塊和12個輸出連接。每點的具體容量由LOGMIX參數(shù)決定，即：

LOGMIX參數(shù)輸入連接數(shù)量邏輯塊數(shù)量輸出連接數(shù)

12-16-41216412-8-8128812-0-1212012(3)邏輯點表2.18邏輯塊算法名稱分類邏輯AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、QUALFIED-OR2、QUALFIED-OR3、EQ

COMPARE、REAL、NE、GT、LT、LE延時ONDELAY、OFFDELAY、DELAY脈沖FXPULSE、MAXPULSE、MINPULSE監(jiān)視定時器WATCHDOGTIMER觸發(fā)器FILP-FLOP壞值檢查CHECKforBAD切換開關(guān)SWITCH變更檢測器CHANGEDETECT

1)邏輯塊(LogicBlock)是邏輯算法的執(zhí)行者，它的輸入最多可有4個，分別為S1~S4，輸出為S0。

2)輸入連接(InputConnection)提供參與邏輯運算的輸入信號，它有三種類型:一種是來自PMM的布爾量、整數(shù)、枚舉量、用戶自定義的枚舉量或?qū)崊?shù)；另一種是同一PM中I/O系統(tǒng)的DI點的輸入?yún)?shù)；第三種是I/O子系統(tǒng)中除了DI點的輸入?yún)?shù)之外的其他參數(shù)，只限4個。為了確?？刂葡到y(tǒng)的安全聯(lián)鎖，邏輯點輸入有異常處理功能，即在未取到輸入值或發(fā)現(xiàn)有壞值時，有以下特殊的措施。①如果未取到輸入值，則該輸入值由LIBADOPT參數(shù)的組態(tài)決定：LIBADOPT=ON未取到輸入值的輸入用ON代替；LIBADOPT=OFF未取到輸入值的輸入用OFF代替；

LIBADOPT=HOLD未取到輸入值的輸入用上次值代替。

②如果不能取到實數(shù)輸入，則該輸入值默認(rèn)為NaN，如果需要還可用“檢查壞值（CHECKforBAD）”邏輯算法檢查該輸入。③如果檢出任何輸入有壞值，則“FLAGFL（5）”設(shè)定為ON。

3)輸出連接（OutputConnection）邏輯點的輸出通過LODSTN參數(shù)來指定目的地址。邏輯點輸出可以接到PMM中的任何布爾量或?qū)崊?shù)，不是同一PMM的也可以。還可連接到同一PM中的IOP的任何布爾量或?qū)崊?shù)（最多8個）。

4)狀態(tài)標(biāo)志（Flag）每個邏輯點提供12個

Flag:FL(1)～FL(12).

FL（1）-FL（5）由PM管理，不允許用戶修改，但可作為邏輯點輸入，或由用戶程序讀?。籉L（7）-FL（12）可由用戶改變。

5)數(shù)值(Numerics)每個邏輯點有4個NumericsNN(1)-NN(4)用來作為比較邏輯算法的參考值。數(shù)字復(fù)合點是為泵、馬達(dá)、電磁閥、電動控制閥等間歇裝置提供多點輸入、多點輸出的接口，數(shù)字復(fù)合點的輸入、輸出狀態(tài)是完全獨立的，可以按用戶的要求進(jìn)行組態(tài)。輸入、輸出可連接到同一PM的I/O點或FLAG點。數(shù)字復(fù)合點可在相關(guān)的顯示畫面中提供聯(lián)鎖條件的顯示，還可以與其他數(shù)字點、邏輯點組合，實現(xiàn)復(fù)雜的聯(lián)鎖邏輯。

1）數(shù)字復(fù)合點的狀態(tài)數(shù)字復(fù)合點在組顯示畫面中的狀態(tài)描述如圖2.16所示，它有三個正常狀態(tài)：狀態(tài)0、狀態(tài)1、狀態(tài)2，用以控制三位置的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如果執(zhí)行機(jī)構(gòu)是兩位式的，則只有狀態(tài)0和1。

2）數(shù)字復(fù)合點的聯(lián)鎖數(shù)字復(fù)合點的輸出具有兩種聯(lián)鎖方式：允許聯(lián)鎖和強制聯(lián)鎖。

①允許聯(lián)鎖決定是否允許操作員或用戶程序?qū)敵鲞M(jìn)行切換，允許聯(lián)鎖信號本身不會引起輸出的改變。②強制聯(lián)鎖它能將復(fù)合數(shù)據(jù)點的輸出強制置成指定狀態(tài)，強制聯(lián)鎖參數(shù)I0~I2由邏輯點的輸出提供。(4)數(shù)字復(fù)合點(DigitalCompositePoint)過程模件數(shù)據(jù)點用于運行CL/PM程序，它是CL/PM程序的駐留地，又是CL/PM和系統(tǒng)的一個接口。一個PM可以處理多達(dá)5000條CL/PM語句。所有的過程模件程序可以共享系統(tǒng)的公共數(shù)據(jù)庫，還可以訪問UCN系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的信息，并且具有多級異常狀況的處理能力。它的主要組態(tài)參數(shù)有以下幾個。

1)CL/PM程序的裝入容量SEQSLTSZ(SequenceSlotSize)在CL/PM程序進(jìn)行下裝的時候，必須知道該程序大概需要占有的內(nèi)存空間,即填寫內(nèi)存單元MU（MEMORYUNITS）的數(shù)量。

2)寫入數(shù)據(jù)的鍵鎖位置CNTLLOCK(ControlLock)該參數(shù)規(guī)定CL/PM執(zhí)行過程中相關(guān)參數(shù)允許執(zhí)行修改的主體。

(5)過程模件數(shù)據(jù)點

(ProcessModule)

3)設(shè)定參數(shù)的鍵鎖位置SPLOCK(SetPointLock)該參數(shù)的含義及可選值與CNTLLOCK完全相同，只是修改的參數(shù)不同，SPLOCK可修改的是CL/PM內(nèi)部的狀態(tài)標(biāo)志和數(shù)據(jù)點，即127個FLAG和80個NUMERIC。

4)重新啟動方式RSTROPT（RESTARTOPTION）該參數(shù)規(guī)定了重新啟動的方式：RSTROPT=OFF，表示該程序只有通過操作員才能啟動。RSTROPT=RESTART，表示程序隨PM的啟動而啟動。一般對通訊程序都選“RESTART”，而對需要操作員確認(rèn)工藝狀況后才能重新啟動的程序應(yīng)選“OFF”。(6)狀態(tài)標(biāo)志數(shù)據(jù)點狀態(tài)標(biāo)志數(shù)據(jù)點是PM的內(nèi)部數(shù)據(jù)點，用來反映過程的狀況，在過程中并不處理，也不占據(jù)PU和MU，只是在被程序或操作員操作時才改變狀態(tài)。每個PM可有1023個FLAG數(shù)據(jù)點。它的表示形式有三種：一種是位號；另一種是！BOX?FL(i)，即UCN節(jié)點號?FLAG序號；第三種是$NMXXNYY?FL(i)，即NIM在LCN上的節(jié)點號?FLAG序號。FLAG數(shù)據(jù)點的類型亦有二種:FULL和COMPONENT。只有在作主要操作界面時PNTFORM=FULL，否則為COMPONENT。狀態(tài)標(biāo)志的FL（1）~FL（128）具有報警功能。(7)數(shù)值數(shù)據(jù)點數(shù)值數(shù)據(jù)點(Numeric)用來存儲一些批量或配方的數(shù)據(jù)或計算中間結(jié)果；每個PM有2047個數(shù)據(jù)點；用！BOX?

nn(i)或者$NMXXNYY?nn(i)(8)定時器點定時器點(Timer)是用來計時的數(shù)據(jù)點，供定時操作之用；定時器點以系統(tǒng)時鐘為計時基準(zhǔn)；每個PM中有64個時間數(shù)據(jù)點，可供同一個LCN網(wǎng)絡(luò)上的任一PM使用；定時器點的最大設(shè)定范圍是32000min。3.報警功能PM具有完備的報警功能和豐富的報警操作參數(shù)，使操作員能得到及時、準(zhǔn)確而又簡潔的報警，從而保證了操作安全.PM數(shù)據(jù)點具有報警功能的前提是數(shù)據(jù)點類型必須組態(tài)成“FULL”方式。PM中模擬信號的報警參數(shù)組態(tài)包括報警類型、報警限值和報警優(yōu)先級三個方面：報警類型有絕對值報警（PV報警）、偏差報警（DEV報警）和速率報警（RO報警）。報警的限值參數(shù)（TP）有上限（HI）、上上限（HH）、下限（LO）、下下限（LL）等。報警優(yōu)先級（PRPRIORITIESRANK）控制參數(shù)共有三個，分別是報警優(yōu)先級參數(shù)、報警鏈中斷參數(shù)和最高報警選擇參數(shù)。該參數(shù)表示報警限值參數(shù)的優(yōu)先級別，因此，它是與報警限值參數(shù)相對應(yīng)的。報警優(yōu)先級共分五級，由高到低依次是:EMERGENCY危險級，報警信號在所有的報警總貌畫面中顯示；

HIGH高級，報警信號在區(qū)域報警畫面和單元報警畫面中顯示；

LOW低級，報警信號只在單元報警畫面中顯示；

JOURNAL報表級，報警信號只在報表中記錄，并不送往操作站；NOACTION不需要報警。

與報警參數(shù)相對應(yīng)的還有許多報警狀態(tài)標(biāo)志參數(shù)，例如PVLOFL，PVHHFL等。這些狀態(tài)參數(shù)指示數(shù)據(jù)點處在何種報警狀態(tài)，可用于邏輯點、順控程序或聯(lián)鎖。

(1)報警優(yōu)先級參數(shù)

(2)報警鏈中斷參數(shù)CONCUT

報警鏈中斷參數(shù)CONCUT(ContactCutOut)用于給出主要報警源。當(dāng)某一關(guān)鍵參數(shù)報警而引發(fā)出一系列報警時，為使操作員能及時找準(zhǔn)報警源，作出正確處理，CONTCUT參數(shù)及時切斷一系列次要的報警信號，為操作員提供正確的關(guān)鍵報警信息。(3)最高報警選擇參數(shù)HIGHAL最高報警選擇參數(shù)HIGHAL（HighestAlarmDetected）當(dāng)某一個數(shù)據(jù)點的幾個報警參數(shù)同處報警狀態(tài)時，HIGHAL參數(shù)會確定最危險的那一個報警參數(shù)在報警畫面中顯示。這種情況同時組態(tài)了PV值報警、PV變化率報警、BADPV（PV壞值）報警的場合。4.1.3PM應(yīng)用PM過程管理站具有豐富的控制功能，包括連續(xù)控制、邏輯控制、順序控制、批量控制，都是通過數(shù)據(jù)點的綜合應(yīng)用實現(xiàn)的。1.單回路控制

2.帶有輸入預(yù)處理的控制回路

3.位置式控制系統(tǒng)

4.順序控制

1.單回路控制一個單回路控制系統(tǒng)通常由模擬輸入點、調(diào)節(jié)控制點、模擬輸出點三個數(shù)據(jù)點構(gòu)成，這里調(diào)節(jié)控制點作為主要的操作數(shù)據(jù)點，其PNTFORM=FULL，使它的描述字、關(guān)鍵字、與報警相關(guān)的點參數(shù)都提供給操作員，便于控制，而對輸入、輸出數(shù)據(jù)點由于在操作過程中不起主導(dǎo)作用，所以其PNTFORM=COMPONENT。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2.17。2.帶有輸入預(yù)處理的控制回路對于需要進(jìn)行流量信號(差壓)的溫度壓力校正的系統(tǒng),可選調(diào)節(jié)PV數(shù)據(jù)點、調(diào)節(jié)控制數(shù)據(jù)點和模擬輸出數(shù)據(jù)點構(gòu)成，結(jié)構(gòu)如圖2.18。

3.位置式控制系統(tǒng)對執(zhí)行機(jī)構(gòu)是位置式的控制系統(tǒng)，例如電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)，需要控制其正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止三個狀態(tài)，可用數(shù)字復(fù)合點和邏輯點來構(gòu)成。結(jié)構(gòu)如圖2.19所示。PV和SP比較，PV＞SP，正轉(zhuǎn)；PV=SP，停轉(zhuǎn)；PV＜SP，反轉(zhuǎn)4.順序控制PM實現(xiàn)順序控制是采用CL/PM語言所編的順序程序?qū)崿F(xiàn)的。順序程序在順序SLOT中執(zhí)行。一個順序程序稱為一個過程模件數(shù)據(jù)點，PMM中最多有160個過程模件點。除了能實現(xiàn)順序控制外，還具有批量控制、過程報警、聯(lián)鎖處理、特殊算法的數(shù)據(jù)處理及調(diào)節(jié)，提供操作信息以及歷史記錄和數(shù)據(jù)通訊等功能；還具有很強的異常條件處理能力。操作者利用控制語言的特點，設(shè)計出相關(guān)保護(hù)程序。(1)順序程序的結(jié)構(gòu)同MC中的順序程序一樣，CL/PM程序也由順序名稱、定義部分和執(zhí)行部分組成，執(zhí)行部分包括階段（PHASE）、步(STEP)和語句，程序由END語句結(jié)束。一個CL/PM程序至少有一個PHASE，PHASE再分各個STEP，對于同一個PHASE，STEP是唯一的。(2)CL/PM的異常程序遇到異常情況，CL/PM程序自動轉(zhuǎn)向執(zhí)行非正常程序，異常情況的觸發(fā)可以由操作員啟動、事件啟動或者程序啟動。異常情況的處理分三種類型：EMRGENCY(緊急停車)、SHUTDOWN(停車)和HOLD(保持)。在CL/PM程序中是通過ENB（ENABLE）語句來實現(xiàn)的，假如沒有ENB語句，即使編寫了完整的異常處理程序，事故發(fā)生時也不會轉(zhuǎn)入異常處理。(3)CL/PM程序舉例（帶有故障處理的反應(yīng)器順控系統(tǒng)）

圖2.20為對A、B兩溶液進(jìn)行加料和反應(yīng)控制的工藝流程圖。FVL21和FVL22分別為A、B進(jìn)料，由復(fù)合數(shù)據(jù)點來操作；TIC和FIC構(gòu)成反應(yīng)釜溫度和蒸汽流量串級控制系統(tǒng)；DVL2300為出料閥。當(dāng)系統(tǒng)要求加料時，無論A閥或B閥出現(xiàn)故障，均應(yīng)能啟動非正常程序。反應(yīng)釜加熱系統(tǒng)出現(xiàn)溫度上限報警時，應(yīng)緊急停車。程序如下:4.2邏輯管理站LMLM是UCN網(wǎng)絡(luò)的邏輯控制器，主要用于順序控制和緊急聯(lián)鎖。本節(jié)主要介紹其構(gòu)成、功能和組態(tài)4.2.1LM的構(gòu)成4.2.2LM的功能4.2.3LM的應(yīng)用軟件組態(tài)4.2.4LM的工作狀態(tài)4.2.5LM與其它UCN模塊的通信4.2.6LM和PM的應(yīng)用舉例4.2.1LM結(jié)構(gòu)

LM是IPC620-35加上LMM(LogicManagerModule)組成。IPC620-35是DATAHIWAY網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品。LM包括以下9種模塊。

（1）邏輯管理器模塊（LMM）：是一個連接IPC620-35與UCN網(wǎng)絡(luò)的通信接口模塊，具有冗余結(jié)構(gòu)。LMM可與IPC620-35進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，采集邏輯控制器和梯形程序的信息，并將它們轉(zhuǎn)換成TDC-3000的數(shù)據(jù)格式，同時進(jìn)行工程量轉(zhuǎn)換、報警處理、狀態(tài)報告、診斷和點對點通信等UCN網(wǎng)絡(luò)的控制功能。

（2）MM存儲器模塊：它是存放梯形程序的存儲器，存儲容量為24K字，這是LM中唯一的存儲器。

（3）RM寄存器模塊：RM是邏輯控制器的I/O數(shù)據(jù)表，邏輯控制器和LMM之間的數(shù)據(jù)通信都是通過該數(shù)據(jù)表的，寄存器容量是4K×4k。（4）SCM系統(tǒng)控制模塊：是處理模塊的擴(kuò)充功能模塊，協(xié)調(diào)處理各功能模塊的工作。（5）PM處理器模塊：執(zhí)行存儲于MM中的控制程序，并進(jìn)行數(shù)學(xué)運算和數(shù)據(jù)傳遞。（6）IOCMI/O控制模塊：協(xié)調(diào)邏輯管理模件和621I/P系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信，I/O控制模塊可控制2048個I/O點。（7）PSM電源模塊：這是處理器的供電模塊，另有一后備電池作MM和RM備用電源。（8）SLM串行連接模塊：是處理器和遠(yuǎn)傳串行I/O系統(tǒng)的接口處理模塊，每個LM至少有一個SLM模塊。（9）PLDM并行連接驅(qū)動模塊：它可通過多位開關(guān)控制處理器模塊的狀態(tài)，不論邏輯管理器選用串行或并行方式，PLDM都會在I/O系統(tǒng)的管理上起作用，因此無論是采用串行通信方式還是采用并行通信方式都必須選用PLDM模塊。4.2.2LM功能LM的主要功能是實現(xiàn)順序控制和緊急聯(lián)鎖等邏輯處理，同PM一樣，LM也是以數(shù)據(jù)點為基礎(chǔ)實現(xiàn)不同的功能。它們的類型和容量如表2.19。同PM一樣，LM在實際使用過程中，各類數(shù)據(jù)點的總數(shù)也有一定的容量限制，一個LM最多可有2800個處理單元（PU），用戶可按數(shù)據(jù)點的實際用量計算出PU總數(shù)，只要小于2800，系統(tǒng)就認(rèn)為數(shù)據(jù)點用量合理。與PM不同的是LM的數(shù)據(jù)點要同寄存器模塊（RM）中數(shù)據(jù)庫的I/O點建立起對應(yīng)關(guān)系，這是通過LM數(shù)據(jù)點組態(tài)表中的PCADDRESS參數(shù)來實現(xiàn)的，用戶只要在PCADDRESS欄內(nèi)填寫數(shù)據(jù)點在RM中的地址，就可建立起兩者的對應(yīng)關(guān)系。4.2.3.LM的應(yīng)用軟件組態(tài)LM應(yīng)用軟件組態(tài)包括數(shù)據(jù)點組態(tài)和梯形邏輯組態(tài)兩個方面，在組態(tài)之前必須首先進(jìn)行數(shù)據(jù)點的分配。

1.LM數(shù)據(jù)點的分配LM的寄存器（RM）容量為4K×4K，其中一部分是過程I/O（即REALI/O）點駐留地，另一部分是內(nèi)部I/O點駐留地和內(nèi)部數(shù)據(jù)的存儲地。前一部分的容量取決于I/O控制模件（IOCM）的容量，它一般為1K或2K，因此允許的過程I/O點最多1024或2048，也就是說，過程I/O點在RAM中的地址為000～1023或2047，這也稱數(shù)據(jù)點的地址。

數(shù)據(jù)點地址的分配間隔一般是“2”的冪，最小是8，再大是16、32。實際應(yīng)用中取32為多，因為目前LM的I/O卡數(shù)據(jù)點的容量最大為32，即第一塊I/O卡的地址分配是0000～0031，第二塊I/O地址是從0032～0063，這樣分配對系統(tǒng)的擴(kuò)充很有益處，可在不改變原有程序的情況下完成系統(tǒng)的擴(kuò)展。

在地址分配中有些地址需保留作特殊用途，如時間寄存器或系統(tǒng)狀態(tài)寄存器等，這些地區(qū)在數(shù)據(jù)點分配和程序編制過程中應(yīng)特別注意。2K的50CM和4K×4K的RM，0～2047是過程I/O地址，2048～4095是內(nèi)部I/O地址，二部分中都有些特殊地址不能使用，例如4095～4111是保留用做0.01s時間寄存器，4111～8191用做16位數(shù)據(jù)寄存器。應(yīng)用工程師一般將1～2000作為REALI/O地址，5000～8000用做INTERNALCOIL（內(nèi)部線圈）和數(shù)據(jù)寄存器，其他地址段盡量少用。2．?dāng)?shù)據(jù)點的組態(tài)

LM數(shù)據(jù)點組態(tài)同PM完全一樣，只是當(dāng)LM用做緊急聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制時，它應(yīng)成為一個相對獨立的系統(tǒng)，操作員不允許去干預(yù)和聯(lián)鎖相關(guān)的數(shù)據(jù)點的狀態(tài)，例如關(guān)斷閥門等。實現(xiàn)要求的方法是將MODE參數(shù)置成手動，即MODE=MAN，控制方式屬性置成“程序”，即MODATTR=PROGRAM，且MODEPERM(ModePermit)=NOTPERM，即不允許操作員手動改變輸出數(shù)據(jù)點的狀態(tài)。3．梯形圖程序的編制梯形圖又稱階梯圖，它是以輸入接點、內(nèi)部邏輯和輸出接點的形式來完成復(fù)雜的邏輯控制。LM階梯圖程序的編制包括系統(tǒng)冗余程序編制和應(yīng)用程序編制兩部分。

(1)系統(tǒng)冗余程序的編制對于硬件部分冗余的LM,必須編制一個與硬件配置相適應(yīng)的用戶冗余控制程序,才能真正實現(xiàn)冗余。

(2)應(yīng)用程序的編制編制階梯圖程序時應(yīng)充分考慮程序的易讀性、易維護(hù)性和易操作性和安全性。用于緊急聯(lián)鎖控制時，應(yīng)注意聯(lián)鎖控制系統(tǒng)的獨立性。邏輯管理器有四種工作狀態(tài):RUN，PROGRAM，RUN/PROGRAM和DISABLE。(1)RUN運行狀態(tài)這是LM的主要工作方式，此時處理器模塊將掃描執(zhí)行存放于MM中的用戶程序，掃描完畢，“返回至程序頭”可通過用戶編程實現(xiàn)。遇到“返回主程序頭”或“內(nèi)存已掃描完”時，LM就結(jié)束這一掃描周期。(2)PROGRAM編程狀態(tài)此時系統(tǒng)輸出信號可以選擇保持輸出、清零或接收編程器上強制信號，用戶可在編程狀態(tài)編寫階梯程序，并裝入系統(tǒng)。(3)RUN/PROGRAM運行編程狀態(tài)允許用戶在線修改程序，此時處理器模塊進(jìn)行程序處理，但I(xiàn)/O接口仍可受控于編程器的強制信號。(4)DISABLE禁止?fàn)顟B(tài)禁止輸出信號隨強制命令或其他信號改變，只能根據(jù)PLDM并行連接驅(qū)動模塊上的設(shè)定取“保持”或“清零”的狀態(tài)。4.2.4LM的工作狀態(tài)4.2.5LM與其他UCN模塊的通信LM與其他模件間的通訊是通過連接數(shù)據(jù)點LINKAGE實現(xiàn)的。每個LMM最多允許有14個連接數(shù)據(jù)點，每個連接數(shù)據(jù)點有12個輸入連接點和12個輸出連接點。輸入連接點獲取來自UCN的信息，輸出連接點將LMM的數(shù)據(jù)送往UCN。輸入輸出數(shù)據(jù)點的連接對象可通過組態(tài)確定，數(shù)據(jù)的表達(dá)方式可以是“位號+參數(shù)”的形式或者是“直接書寫地址”的方式，后者僅限LMM數(shù)據(jù)點。4.2.6LM和PM的應(yīng)用舉例目前的一體化工廠必須做到分散的工藝裝置之間過程數(shù)據(jù)和控制策略的協(xié)調(diào)，萬能控制網(wǎng)絡(luò)（UCN）的點對點通訊方便地解決了這一問題。該通訊性能有助于在實體分開而內(nèi)部相關(guān)的若干生產(chǎn)裝置之間執(zhí)行協(xié)調(diào)的邏輯和調(diào)節(jié)控制策略。下面的例子說明邏輯管理站（LM）和過程管理站（PM）如何通過點到點的通訊方式，對一個簡單熱化學(xué)反應(yīng)的過程進(jìn)行過程的監(jiān)視和控制。圖2.22進(jìn)料反應(yīng)器控制簡圖原料經(jīng)泵1送入反應(yīng)器，當(dāng)反應(yīng)器中的液位達(dá)到設(shè)定值后，泵1關(guān)閉；此時打開蒸汽閥對反應(yīng)器進(jìn)行加熱，當(dāng)達(dá)到反應(yīng)要求后，停止送蒸汽；開啟泵2進(jìn)行出料。其間涉及到的液位報警、泵的開關(guān)以及各信號間的聯(lián)系，均由LM和PM完成。過程控制站（PM）完成的控制功能有：原料輸送速率的設(shè)定和輸送量的累計。當(dāng)達(dá)到預(yù)定輸送量時，流量控制閥關(guān)閉，輸送泵停止運轉(zhuǎn)。如果反應(yīng)器中液位達(dá)到高限報警值時，流量調(diào)節(jié)控制形式設(shè)為手動，輸出設(shè)為0%。按照預(yù)先制定的反應(yīng)器升溫加熱曲線，對進(jìn)入反應(yīng)器加熱套中的蒸汽流量進(jìn)行控制。當(dāng)達(dá)到規(guī)定的反應(yīng)周期后，停止蒸汽流量，然后開動輸送泵2。邏輯管理站（LM）完成的控制功能有：泵1馬達(dá)控制的啟動聯(lián)鎖，并有下列條件：(1)原料液位達(dá)到預(yù)定的值；(2)反應(yīng)器中有足夠的空間來容納新的進(jìn)料；(3)泵2處于非運動狀態(tài)；(4)馬達(dá)許可運轉(zhuǎn)，條件正常。泵2馬達(dá)控制的啟動聯(lián)鎖，并有下列條件：(1)切斷反應(yīng)器加熱套中蒸汽流量；(2)確認(rèn)輸送目的地的條件；(3)馬達(dá)許可運轉(zhuǎn)，條件正常。過程管理站點與邏輯管理站點通訊有下列信號：過程管理站（PM）到邏輯管理站（LM）(1)原料罐液位；(2)反應(yīng)器液位；(3)到加熱套中的蒸氣流量；(4)泵啟動和停運命令。邏輯管理站（LM）到過程管理站（PM）(1)反應(yīng)器液位高限值；(2)泵運行狀態(tài)；(3)馬達(dá)聯(lián)鎖。4.3國產(chǎn)控制站SUPCONJX-300X

控制站是系統(tǒng)中直接與工業(yè)生產(chǎn)過程先連接的I/O處理單元，完成整個工業(yè)生產(chǎn)過程的實時監(jiān)控功能。通過軟件設(shè)置和硬件的不同配置可構(gòu)成不同功能的控制結(jié)構(gòu)，如過程控制站(PCS)、邏輯控制站(LCS)、數(shù)據(jù)采集站(DAS)?？刂普局饕蓹C(jī)柜、機(jī)籠、供電單元和各類卡件（如模入模出卡件）組成，其核心是主控制卡。

4.3.1控制站的特點4.3.2控制站組成4.3.3控制卡件類型4.3.4控制站電源系統(tǒng)和機(jī)械結(jié)構(gòu)圖2.23JX-300XDCS控制站結(jié)構(gòu)圖4.3.1控制站的特點控制站是JX-300X系統(tǒng)實現(xiàn)過程控制的主要設(shè)備之一，主控制卡是關(guān)鍵部件。其特點如下：

1.全智能化設(shè)計

控制站所有的卡片，都按智能化要求設(shè)計，即均采用專用的工業(yè)級、低功耗、低噪聲微控制器，負(fù)責(zé)該卡件的控制、檢測、運算、處理以及故障診斷等工作，系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn)了全數(shù)字化的數(shù)據(jù)傳輸和信息處理。系統(tǒng)卡件基本結(jié)構(gòu)如P87圖2.24。2.卡件可以任意冗余配置

JX-300X集散控制系統(tǒng)控制站的主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和模擬量卡，均可按不冗余或非冗余要求配置（開關(guān)量卡不能冗余），從而在保證系統(tǒng)可靠性和靈活性的基礎(chǔ)上，降低用戶的費用。系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件建議用戶一般都按冗余要求配置，如主控制卡、電源、通訊網(wǎng)絡(luò)、I/O總線等。3.信號處理能力進(jìn)一步增強JX-300X集散控制系統(tǒng)控制站新增加了多種7/8開關(guān)量輸入/輸出處理卡，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的開關(guān)量信號的處理能力。同時，系統(tǒng)還采用新型集成和隔離技術(shù)，重新設(shè)計了一系列模擬量卡件，使得模擬信號處理在精度和穩(wěn)定性方面得到大幅度的增強。

4.采用開放性網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

JX-300X的過程控制網(wǎng)SCnetⅡ，采用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，符合TCP/IP傳輸協(xié)議，實現(xiàn)了系統(tǒng)的開放性，其實時性和可靠性都達(dá)到了DCS的現(xiàn)場應(yīng)用要求。5.與其他系統(tǒng)的互連JX-300X通訊管理站（包括數(shù)據(jù)公路接口、網(wǎng)間連接器等）可將其它公司生產(chǎn)的系統(tǒng)或智能設(shè)備接入SCnetⅡ，成為JX-300X系統(tǒng)的子系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)站點，使系統(tǒng)的資源得到最大限度的利用。通訊管理站具有數(shù)據(jù)緩沖功能，完成不同