SLPC可编程调节器基本使用Word文档下载推荐.docx

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难点：

SLPC可编程调节器的合理操作。

解决办法：

教师操作演示的知识学习——学生动手实践的能力提高。

参考资料

[1]高志宏主编，《过程控制与自动化仪表》，浙江大学出版社，2006年

[2]厉玉鸣主编，《化工仪表及自动化》，化学工业出版社，2004年.

[3]王森等主编，《仪表工试题集》，化学工业出版社，2003年第二版.

[4]解怀仁、杨彬彦主编，《石油化工仪表控制系统选用手册》，北京，中国石化出版，2004年

[5]吴勤勤主编，《控制仪表及装置》，化学工业出版社，2002年第二版.

课前准备：

多媒体课件制作、演示实验设备调试、以4人/小组进行分组。

一、课程导入（问题引出）（15分钟）

通过前面四个项目的学习，同学们已经掌握了单回路的过程控制技术，从而也就达到了本课程的基本要求。

但是对照本课程总的目标——电加热锅炉的开发与实施，我们还尚未完全解决问题：

实际的电加热锅炉控制目标是要产生符合要求的蒸汽，而我们前面所完成的锅炉控制都是对液位的控制，是对问题的简化；

同时，由于锅炉本身的工艺特点，这使得实际锅炉的控制方法有其特殊性。

要真正解决电加热锅炉的控制问题，先要实现蒸汽流量的正确测量，以便实现对锅炉液位的准确控制与安全运行。

由于蒸汽流量与温度、压力有直接关系，必须对流量进行温度、压力补偿处理。

其运算公式如下：

式中——差压信号

Q——补偿后换算成标准状态下的流量

——气体测量压力

——气体用孔板设计的基准压力（绝对压力）

——气体测量温度

——气体设计基准温度

但要实现流量的温压补偿测量运算，如用智能仪表就需要较多的专用仪表，如乘法器、除法器和开方器，至少要3个乘法器、1个除法器和1个开方器才能完成补偿运算。

显然使用很不方便。

其次，当控制系统更为复杂时，需要进行必要的控制算法时，如果仍然采用智能仪表进行控制时，显然难于具体实现，是否有更简便的运算方法？

——采用可编程调节器。

二、产品知识——SLPC可编程调节器（45分钟）

近年来，随着数字计算机技术的飞速发展，使过程控制仪表及控制系统发生了深刻的变化，出现了各种以数字计算机为核心的新型过程控制仪表，并由此构建了新型数字控制系统，在过程控制中发挥了巨大作用。

SLPC是日本横河电机株式会社1980年推出的YS-80系列中的一个代表产品。

西安仪表厂自1985年引进生产YS-80系列产品，现已大量生产，国内有广泛的应用。

YS-80系列中的代表产品是SLPC可编程单回路控制器，它有5个模拟量输入和3个模拟量输出，6个输入/输出状态点。

可进行算术运算、逻辑运算和多种控制功能。

它不仅可以独立的构成各种规模的控制系统，还可与DDZ型仪表混合使用。

同时，带有通信接口的调节器可方便地与集散系统YEWPACKⅡ或CENTUM相联，作为集散控制系统中的过程控制单元。

1、SLPC的硬件结构

图2是SLPC的硬件结构图。

其主要组成部分如下：

（1）主机电路

主机电路主要由CPU、ROM、RAM、D/A转换器和定时器组成。

SLPC*E中的CPU采用8位微处理器8085A，时钟频率达到10MHZ。

系统ROM采用1片27256型EPROM存储器，能提供32KB的存储空间用于存放系统管理程序和各种功能模块。

用户ROM为一片具有2KB存储空间的EPROM存储器。

RAM是具有8KB容量的低功耗存储器。

（2）模拟量输入/输出电路

SLPC*E共有5个模拟量输入端口X1～X5，可同时接受5路直流信号。

输入信号先由RC滤波缓冲，经多路选择开关、A/D转换后，存入系统RAM中。

有三路模拟量输出Y1、Y2、Y3。

其中只有Y1输出是1～20mA直流电流信号，可推动执行器工作。

另两路输出Y2、Y3为1～5V直流电压信号。

输出电流表指示Y1的数值。

（3）状态输入/输出电路

SLPC*E共有6个状态输入/输出端子，采用脉冲变压器进行电路隔离。

各状态端子可以通过编程方式指定输入、输出用途，缺省时指定1～3号端子为输入DIO1～DI03，4～6号端子为输入DOO1～DO03。

图7-7为端子号排列示意图。

状态输入信号规格为：

接点信号：

ON，200Ω以下；

OFF，100kΩ以上。

电平信号：

ON，－1～+1V，DC；

OFF，+1～30V，DC。

状态输出电路为集电极开路晶体管输出，只能外接直流负载，负载额定值为200mA和30V，DC。

当接继电器类电感性负载，应加接保护二极管。

（4）故障处理电路和报警输出电路

SLPC*E具有自诊断功能，能自动监视和诊断控制器的运行状态，并通过正面板的指示灯FAIL、ALM进行报警。

报警内容可使用侧面板上的CHECK键和ALARM键显示。

当有重大异常现象发生而使控制器无法继续工作时，就点亮指示灯FAIL和输出报警接点信号。

同时，保持输出状态不变，控制方式自动切换到手动方式，指示表及操作电流输出切换到后备电路，允许手动增减输出电流。

ALM指灯亮表示有不影响仪表正常工作的异常现象发生。

（5）显示器键盘和通信接口电路

对侧面板的显示器与键盘的控制采用专用键盘/显示接口芯片以动态扫描方式进行。

串行输入、输出信号经光电耦合元件隔离后与上位系统进行通信。

（6）电源电路

外部供电的电源，不管是直流电源还是交流电源，都由同一组电源线接入。

SLPC有两种电源规格供选用——100V或220V。

每一种规格都可随意用规定范围内的直流或交流电源，不需在调节器上进行DC/AC电源切换操作。

2、SLPC的功能模块

SLPC具有46功能模块，能完成复杂的函数运算和控制功能。

其中包括：

数据传送模块、基本运算模块、带编号运算模块、逻辑功能模块、控制功能模块。

其功能如下（控制功能未列出）：

（1）数据传送模块

序号

运算模块

运算符号

功能

1

输入

LD

将其它寄存器的数据取入S1中

2

输出

ST

将S1中的数据传送到其它寄存器中

3

S寄存器交换

CHG

S1与S2中的数据交换

4

S寄存器旋转

ROT

S1内的数据进入S5中，S2～S5中的数据依次上推到S1～S4

（2）基本运算模块

四则运算

+－×

÷

对S1、S2中的数据进行四则运算，结果存入S1中

开平方运算

SQT或√

将S1中的数据开平方后存入S1，S2～S5的内容不变

可变切除点的开平方运算

SQT或

低值切除点可变的开平方运算

绝对值运算

ABS

将S1中的数据取绝对值后送入S1中

5

选择运算

HSL高选择；

LSL低选择

从S1、S2中的数据分别选取高值或低值，结果存入S1中

6

限幅运算

HLM高限幅；

LLM低限幅

将S2中的变量幅值限制在S1寄存器规定的上、下限范围之内

（3）带编号运算模块

SLPC的运算模块可以分为两类：

一类是没有使用次数限制的基本运算模块，另一类是有使用次数限制的带编号运算模块。

带编号运算模块由于运算时需要过去的数据，必须在系统中开设专用的存储区域，占用一定的内存空间，所以对它的使用次数加以限制。

为了区别于基本运算模块，称它为带编号运算模块。

一般一种模块在用户程序只能使用一次，而且，不同编号的功能模块最多可用3次。

10折线函数运算

FX1、FX2

将S1中的数据经10折线函数变换后，运算结果存入S1中

任意折线函数

FX3、FX4

将S1中的数据经任意折线函数变换后，运算结果存入S1中

一阶惯性运算

LAGnn=1～8

对输入变量进行一阶惯性运算

微分运算

LEDnn=1～3

对输入变量进行一阶微分运算

纯滞后运算

DEDnn=1～3

对输入变量进行延迟作用。

运算前，S2存放输入变量，S1存放延迟时间，运算结果存入S1中。

变化率运算

VELnn=1～3

对输入变量在一定时间间隔内的变化幅度进行运算

7

移动平均运算

MAVnn=1～3

应用纯滞后运算，对当前值和前19个输入值相加后取平均值

8

变化率限幅

VLMnn=1～6

限制输出的变化率幅度，以减少对过程的冲击影响

9

状态变化检出

CCDnn=1～8

检测输入状态的正跳变情况

10

定时器

TIMnn=1～4

用于累计动作的执行时间

11

程序设定

PGM1

这是一种时间函数发生器，能按一定的时间变化规律得到输出值

12

脉冲计数器

PICnn=1～4

当输入值在相邻两个控制周期内由0变为1时，计数器进行加1计数

13

积算脉冲输出

CPOnn=1、2

对输入变量进行累计运算

14

上、下限报警

HALnn=1～4上限报警；

LALnn=1～4下限报警

（4）逻辑功能模块

逻辑运算与、或、非、异或

AND或OR、非NOT异或EOR

对存放在S1、S2中的两个量进行相应的逻辑运算

无条件转移

Gonn

无条件地转移到nn程序号

条件转移

GIFnn

当S1的内容为1时，程序转移到nn步

比较

CMP

比较S1、S2的内容，结果存入S1中

信号切换

SW

根据信号对两个输入值进行切换

子程序调用

GOSUBnn

无条件地转移到nn子程序

子程序条件调用

GIFSUBnn

当S1的内容为1时，程序转移到nn（1～30）子程序

程序结束

END

用户程序结束

三、SLPC的结构认识（基本操作演示）（40分钟）

（一）各部分结构和功能认识

1、正面板

（1）FAIL指示灯

调节器异常时点亮。

（2）ALM指示灯

报警功能发生作用时点亮。

数据保护用电池的电压过低时闪光。

（3）测定值指针

指示控制功能的测定值。

图3仪表正面图

图4仪表侧面图

（4）给定值指针

指示控制功能的给定值。

（5）给定值调整键

调整控制功能的给定值。

运转方式为A或M时，可进行调整。

给定值：

键操作时，给定值增加。

键操作时，给定值减少。

（同进操作时，给定值停止。

）

（6）C·

A·

M运转方式切换开关

通过操作相应的按键，选择符合要求的运转方式。

指示灯点亮。

C方式：

自动控制。

给定值用运算功能或通信数据给定。

A方式：

给定值用SET按钮开关给定。

M方式：

手动操作。

可以用手动操作杆增减操作信号。

（7）输出指示表

指示电流输出信号。

左端：

4mADC；

右端：

20mADC；

（8）手动操作杆

调整控制功能的操作信号。

在M运转方式时间可以调整。

操作：

将操作杆推至左侧时，信号减少。

将操作杆推至右侧时，信号增加。

微调整：

如果将操作杆从中间位置瞬时向▶，◀操作，则操作信号每次移动0.1%。

在执行串级控制和选择控