《集散系统》实验指导书.docx

1、集散系统实验指导书目 录第一部分 控制回路的组态1 1过散过程控制装置21 2控制组态软件31 3 ICC组态器的使用514 Compound/Block参数915 常用模块介绍11第二部分 面板的显示与操作2 1面板的显示与操作172 2显示组态与调用（Grp Disp Cfg）19第三部分 流程图的建立与组态3.1流程图的建立233.2流程图的组态25第四部分 FOXDRAW41操作界面2942 FoxDraw菜单介绍30实验一 设置系统时间37实验二 系统组态38实验三 CIO组态39实验四 画工艺流程图40实验五 流程图的组态41试验六 建立面板和趋势图42第一部分 控制回路的组态11

2、 分散过程监控装置111控制处理器（CP） 控制处理机是一个可选的容错站，和与它相连的现场总线组件（FBM）一起，按组态好的控制方案对过程进行控制。可实现连续控制、梯形逻辑控制和顺序控制等功能。完成数据采集、检测、报警和传送信息的功能。 CP对功能块的最快处理周期为0.05秒。对功能块的扫描周期可以是0.053600秒。这些功能块可任意组合，实现常规调节控制的功能块有51种，包括：输入/输出控制，信号处理，计算和转换以及报警和限幅等五大类。实现梯形逻辑和顺序控制的模块有6种。任何CP中的任意模块的参数都可以连接到其它任何CP中的任意模块上去，构成用户所要求的控制方案。112现场总线组件（FBM

3、） I/A系统的现场总线组件FBM（Field Bus Module）,可以连接到运行I/A综合控制软件的控制处理机或PC机上。现场总线组件可与控制处理机或PC机一起就地安装，也可以安装在远程的地方。 I/A的现场总线组件与工业现场的各种测量信号相匹配。而且这些组件是由软件组态的，所以品种要比以前的系统少的多。 现场总线组件分为模拟和数字两种信号类型，每个模拟组件有8个输入输出通道，数字组件为16个通道。数字现场组件可执行多种功能，如8序列监视、梯形逻辑控制和脉冲计数，具体执行何种功能由其装载的软件决定。对模拟信号输入，可组态其分辨率。所有现场信号与控制线路隔离，对模拟量输入/输出信号采用变压

4、器耦合与光电双重隔离，每路A/D和D/A转换独立，保证故障对系统的影响最小。现场总线组件可与I/A的智能变送器通讯。可用现场总线组件对现场变送器供电，省去了外接配电气的工作。 所有与现场总线组件之间的通讯是通过一个冗余的现场总线完成的。现场总线是一种单主站公用线串行数据通讯总线，使用同步通讯规范，遵循EIA标准RS-485。表列出了现场总线组件的型号和功能。型 号说 明点FBM01020mA直流输入8模入FBM02热电偶mV输入8模入（1个补偿信号输入）FBM03A0320电阻式温度计输入（3线）8模入FBM04020mA直流输入/输出4模入/4模出FBM05020mA直流输入/输出（冗余）4

5、模入/4模出FBM06脉冲（=12.5kHz）输入，020mA输出4脉冲入/4模出FBM07A24125V直流输入16数入（成对隔离）FBM08120V交流输入16数入FBM09A24125V直流输入/500mA输出8数入/8数出（成对隔离）FBM09D触点输入/10mA输出8数入/8数出（成对隔离）FBM10120V交流输入/输出（电流过载保护）8数入/8数出FBM11240V交流输入/输出（电流过载保护）8数入/8数出FBM12A24125V直流输入扩展16数入FBM13120V交流输入扩展16数入FBM14A24-125V直流输入/500mA输出扩展8数入/8数出FBM14B24-125

6、V直流输入/10mA输出扩展8数入/8数出FBM15120V交流输入/输出扩展8数入/8数出FBM16240V交流输入/输出扩展8数入/8数出FBM17A0-10V直流，125V直流输入/500mA输出4模入4数入/2模出4数出FBM17D0-10V直流，触点输入/10mA输出4模入4数入/2模出4数出FBM18智能变送器8入FBM20240V交流输入16数入 FBM224-20mA自动/手动站输入1输入/1输入FBM24125V直流或触点输入15-16数入FBM25125V直流或触点输入扩展15-16数入FBM26125V直流或触点输入/输出78数入/8数出FBM27125V直流或触点输入/

7、输出扩展78数入/8数出FBM43双波特智能变送器（波特率4800/600）8入FBM44双波特智能变送器4入/4模出12控制组态软件 这一节将介绍Compound、Block的基本概念和一些重要的模块参数。1 2.1 功能组合模块（Compound）和模块（Block）的概念图1-1 水塔液位控制图1-1 构成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模块根据控制要求计算阀门开度，最后由AOUT模块将控制阀门开度的数字量转换成模拟信号通过FBM的第八通道送到现场。在这个控制回路中用到了AIN、PID、AOUT三个模

8、块，这三个模块在回路中有密切的关系，通常我们把相互有联系的模块放在一个集合中，并把这个集合称为组合模块（Compound）.控制回路由控制处理机中的组合模块和模块组成。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1-2表示组合模块和模块的关系CONFIGURATOR COMPOUND 1COMPOUND 3COMPOUND 2BLOCKPROCESS图1-2组合模块和模块的关系（虚线内表示CP）122组合模块（Compound）和模块(Block)的功能下表为I/AS常用的模块类型及基本功能模块类型基本功能ACCUM（积算模块）计算模拟型输入信号的累计值AIN

9、（模拟信号输入模块）处理从模拟量输入类型的现场总线组件的单点输入信号，也可接受其它模块的信号AINR（冗余的模拟信号输入模块）处理冗余的模拟量输入类型的现场总线组件或来的单点输入信号，也可接受二个其它模块的信号AIMPRI（报警优先级更改模块）动态地更改某个模块的报警点的优先级。AOUT（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AOUTR（冗余的模拟信号输出模块）其功能与AOUT模块基本相同BIAS（偏置模块）输出测量值（MEAS）和偏置（BIAS）之和BOOL（布尔变量模块）用来存储用户程序的布尔变量给其他控制模块使用CALC（计算模块）提供50步顺

10、序执行的算术和逻辑运算CHARC（非线性函数模块）对非线性函数用分段线性化来近似模拟的功能CIN（开关信号输入模块）对来自数字型FBM、FBC的一个单点的开关接点提供送往CP的一个接口COUT（开关信号输出模块）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DEP（非独立顺序模块）提供顺序控制DGAP（二位间隙式控制模块）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来控制开关阀DTIME（纯滞后补偿模块）输出比输入滞后一定的时间，用于补偿过程控制中的纯滞后作用EXC（例外型顺序模块）独立型顺序模块（IND）和非独立顺序模块（DEP）类似FBTUNE（反

11、馈自整定模块）作为PIDA的辅助模块，用于PIDA模块的反馈自整定FFTUNE（前馈自整定模块）是PIDA的辅助模块，是前馈自整定LIM（位置和速度限制模块）对一个实型输入信号进行高/低限位（HOLIM/LLIM），以及对输入信号的变化速率（ROCOPT/ROCLIM）进行限制LLAG（超前/滞后动态补偿模块）对输入信号的变化，用输出动态的超前/滞后于输入进行动态补偿MAIN（多点模拟信号输入模块）模块功能与AIN模块相同，最多可处理同一个模拟型FBM上输入的8点模拟输入信号作标度转换MCOUT（多点开关信号输出模块）最多可将16个开关逻辑信号送往同一个数字型FBMMEALM（测量值报警模块）

12、提供三种类型的报警：高/低报警、高高/低低报警、速率报警MON（监视模块）对过程状态或条件进行监视OUTSEL（输出选择模块）二个输入信号中作出高选或低选PID（比例一积分一微分控制模块）执行传统的PID调节功能PIDA（高级的PID模块）在常规的PIDA模块功能上，可以附加FBTUNE或FFTUNE模块，执行反馈自整定或前馈自整定控制PIDE（带自整定功能的PID控制模块）在常规的PID模块功能 上增加了P、I、D参数的自整定功能PIDEX（带扩展功能的PID控制模块）在常规的PID模块功能的上增加了非线性增益补偿、采样工作方式、批量控制以及输出跟踪的功能PLB（可编程逻辑控制模块）在数字型

13、FBM中执行梯形逻辑以实现逻辑控制PTC（比例型时间宽度控制模块有二个脉冲型的输出，实现比例一时间型的开关调节器的功能RAMP（斜坡信号发生模块）是一个斜坡信号发生器，其输出为一斜坡信号RATIO（比值模块）用于比值控制，输出是输入的测量值的乘积并加以标度转换SIGSEL（信号选择模块）对多达8个模拟输入信号作高选、低选、中选或求平均值，所选择的结果输出SWCH（信号切换模块）模拟单刀双掷开关的功能，根据控制输入端的状态，选择二个独立输入信号中的一个作为输出信号TIM（定时控制模）含有四个独立的定时器，每个定时器均可被设置初值，可被其他模块激活进行计时13 ICC组态器的使用131控制组态程序

14、可编的工作区域控制组态程序可编辑的工作区域是组态文件（Configueation File）和粘贴缓冲区(Paste Buffer)。组态文件有库文卷(Library Volume)。站文件（Stantion File 或Station Volume）和便捷式工作文卷（Work Volume）。库文件卷和工作文件卷是离线的组态文件，可用它离线编辑控制方案（即组态Compiund 和 Block）然后再拷贝装入控制处理机中。站文件是安装在控制处理机中的控制数据库文件，可用它对控制处理机中的Compound 和Block进行在线编辑。粘贴缓冲区是一个临时的工作区借助于它我们可以将组态文件在库卷和站

15、之间转移。132进入CIO控制组态的操作步骤依次选择SysChange_EnvProc_Eng_EnvConfigControl_cfg进入以下子菜单CIO_ConfigCIO_AP_CfgCIO_STN_CfgCIO_VOL_CfgCOI_Seq_Edt上述子菜单中，CIO_Seq_Edt选择在编辑顺序模块时，用户使用的编辑工具是vi，还是ICE编辑器。CIO_Config 进入控制组态的功能块组合（Compound）总貌访问(CSA_Compound Summay Access)画面，再从CSA画面选择要组态的控制站（STATION）或文件卷（VOLUME）。CIO_STN_Cfg、CIO

16、_VOI_Cfg、CIO_AP_Cfg让操作人员可直接进入某个控制站、某个文件卷或某个HOST AP，而不必通过CSA画面绕圈子。 在CSA中选择VOL则可进一步选择在线编辑到控制站中去（选择Station）或离线编辑到文件卷上（选择Volume）. 从CSA进入编辑功能块组合（Compound）/功能块（BLOCK）画面，图1-3。控制组态程序提供了顶部菜单.图1-3133 CIO组态器顶端菜单介绍（有星号的顶端菜单，其他为各顶端菜单的下拉菜单）* HELP 对当前的控制组态的功能给出简要说明* SHOW 当选择此菜单时出现一个下拉菜单，可在画面的右方显示一系列的表， 其下拉菜单为：Avai

17、lable CPs 显示系统所组态的CP的逻辑名Available FBMs 显示系统所组态的现场总线和现场总线组件Block Type Names 显示控制软件中所有的控制模块的类型名字Diskette Directory 显示默认驱动器中盘片上的目录Available WPs 显示系统所组态的WP的逻辑名Available Printers 显示系统中所组态的打印机的逻辑名Available Historians 显示系统中所组态的历史数据的名字CP Processing Periods 显示CP中的模块可选用处理周期GW Processing Periods 显示网间连接器(Garewa

18、y)中的模块可选用的处理周期Configured ECBs 组态的EBCLegal FBM/ECB combos FBM与ECB的组合关系* FBM 现场总线组件Fix ALL 将系统所组态的现场总线和现场总线组件加到控制组态数据库，并校正组态数据使与控制处理机的软件接口（ECB）的定义一致。Ladder Assignmet 列出与PLB所连的FBM，以及它们所连的最多8个PLB的Compound:Block 名字。CANCEL 关闭FBM下拉菜单。*PRINT 在指定的打印机上按所选的方式打印Compound,Block名和参数，其下拉菜单如下：Parms of AII Blocks in

19、a Xompound 打印某一Compound中所有模块的参数Parms of One Compound or Block 打印某一Compound 或某一模块的参数Parms of ALL Compounds and Blocks 打印所有Compound 和所有模块的参数Name of ALL Compounds 打印所有Compound的名字Name of ALL Blocks in a Compound 打印某一Compound 中所有模块的名字CANCEL 关闭下拉菜单* NEW 关闭并保存当前组态文件，回到CSA 画面以选择另一个组态文件，当选择一个新的组态文件时，Past Buf

20、fer 中的内容仍然保留，但删除区的内容将丢失。* CHECKPOINT 当组态文件是控制站（Station）文件，选择CHECKPOINT使得该控制站中的当前所有Compound 、 Block 和Parameter的值存入CHECKPOIT文件。当控制站重新启动时，该文件被装载到控制处理机。* MAINT 该顶部菜单提供如下拉菜单：Load All 将制定软盘驱动器中盘片上的控制组态内容状如当前组态文件Save All 将当前CP站组态文件存入指定驱动器的盘片Save All w/Fmt 先软盘格式化，再将当前CP站的组态文件存入指定驱动盘中Shrink 在组态文件中压缩由于做过Delet

21、e操作留出的空区，以节省存储空间。Shrink将需一定的时间，建议过程离线时作，当Shrink结束时，自动回到CAS画面。 Initialize 清除当前组态文件中的所有Compound和Block包括顺序模块和PLB模块的源代码文件Upload 将控制处理机中的Compound和 Block包括EBC中所有可设置参数的当前值存入控制组态文件Format Floppy 将制定的软盘驱动器上的盘片格式化Eject Floppy 对50系列AP所连的软盘驱动器，推出其中的盘片。Cancel 关闭MAINT拉下菜单* BUFFER 将编辑区在组态文件和粘贴缓冲区Paste Buffer之间转换，利用

22、Paste Buffer可将Compound从一个组态文件拷贝到另一个组态文件，也可对模块改名 EXIT 推出控制组态。，自动保护组态文件并清除删除区内容。13.4 Compound编辑菜单View Blocks/ECBs in this Compound-进入编辑功能块菜单（Block Functions）Insert New Compound-建立一个新的Compound,并插入到所选位置之前。Edit Compound Parameters 对所选的Compound进行编辑即修改其参数。Copy to Paste Buffer-给指定的Compound 起一个新的名字并考贝到Paste

23、Bbuffer缓冲区。在缓冲区中，除具有编辑功能外，还可以对功能块进行改名。Copy and Append to Paste Buffer 当 Paste Buffer中已有Compound时，将另一个所选的Compound拷贝到缓冲区并加在缓冲区中已有的Compound 之后。Paste from Paste Buffer 将缓冲区中的全部Compound 加到本组态文件Compound List 中当前选中Compound 之前。Save to Diskette -将所选的一个Compound 保存到指定软盘驱动器中的盘片上。Load from Diskette 将指定的软盘驱动器中盘片上

24、一个Compound 装到组态文件。Select to Move-本菜单项与下面三个菜单项配合用来调整Compound的位置。Move Group-与Select to Move菜单项配合使用，将当前选种的Compound ,以及跟其随后的Compound顺序移动到新的位置前，每敲击一次移动一个Compound.End Move-结束Move Group.Upload Compound Parameters-将控制处理机中的Compound 和它的Block中的可设置参数值送到组态文件，使组态文件中的这些值与实际值一致。Delete 将所选的 Compound删除。135 Block编辑菜单在

25、Compound 编辑菜单中选择View Blocks/ECBs in this Compound 就进入模块编辑菜单，屏幕左边列出所选择的Compound 中的所有功能块。如图1-4图1-4View Compound List-转到Compound 编辑菜单Insert Mew Block/ECB 建立一个新的模块并将它插入所选的位置Edit Standard Block/ECB Parameters- 编辑模块的除可选参数外的标准参数Edit All Block/ECB Parameters 编辑模块的所有参数，（标准参数和可选参数）Edit Ladder Logic 对可编程逻辑模块（P

26、LB）编辑梯型逻辑Edit Sequence Logic-对顺序模块（MON，EXC，DEP，IND）编辑顺序逻辑Rename Block/ECB-在粘贴缓冲区（Paste Buffer） 中修改名字Select to Move- 将当前选种的Block作为要移动的Block.Upload Block/ECB Parameters-将控制处理机中的所选模块的可设置参数的当前值送到组态文件。Delete-将所选模块删除。14.Compound/Block参数14.1参数及属性在控制软件中，每个模块完成一个特定的控制算法，在模块设计时从通用方便这一目的考虑，留有很多参数，分为输入、输出、可选三大类

27、。当我们要具体使用某个模块时就要为输入参数和可选参数赋值（也不是所有参数都要赋值，很多参数有缺省值，多数情况下可以使用他们的缺省值）。赋值的方法有三种：一种可以让过程操作员在显示面板上赋值，或其它程序对其进行改写。这类参数称为可设置参数；一种只能由过程师CIO组态软件赋值，这就是不可设置参数；还有一种参数的值要在模块运行时从其它模块上取来，称为可连接参数。在前二种参数中有些可以连接；有些不可连接。输出参数仅在模块手动状态时才可设置。参数值的类型有实型（Real），整型（Integer），布尔型（Boolean），或字符串型（String）每个参数都有指定的值与范围。14.2参数的连接模块通过参数相互连接。每个连接由可连接的源参数和可连接的目的参数组成，所有的输出参数都是可以连接的，它们可作为源参数。而连接的输入 参数可以是目的参数或源参数。参数间的连接方式是在目的参数处指定源参数的路径名。目的地参数名 功能模块组合名：模块名.参数名这我们称为全路径名。如果二个模块在同一个组合块中，则组合块名可以省略，写成目的地参数名： 模块名。参数名注意冒号不可省。访问组合块参数值可用指定功能块组合名.参数名的方式。功能块组合名。参数