霍尼系统中文Performance MDControl UsersChinese.docx

1、霍尼系统中文Performance MDControl UsersChineseMD 控制用户手册 Service Operation Department, China(Jan 1st, 2003)目录 1 介绍 32 控制监视显示画面 52.1 停止所有控制 72.2 逻辑 82.3 状态 112.4 数据处理 132.5 设定值偏离限位 142.6 设定值范围限位 142.7 显示标题 152.8 输入 162.9 输入无响应 162.10 过滤器 172.11 偏差 182.12 偏差死区 182.13 偏差嵌位 192.14 阿尔发控制器 192.15 输出死区 202.16 输出超

2、时 212.17 串级回路 212.18 前馈回路 232.19 DDC 输出 242.20 输出监视画面 25 2.21 控制趋势图 27 3 控制调节过程 284 DDC 控制调节 294.1 A. 建立计算机 294.2 B. 产生必需的数据 294.3 C. 分析数据 314.4 D. 检查调试效果 31 1.介绍虚拟的输入输出 (VIO) 控制是单一输入单一输出的控制装置，它的控制变量是 标量值，而且被控制的变量是过程输出设备或者是下一级控制的设定值。在这个系 统设计的控制回路可以处理从简单的到复杂大范围的过程需求，并且不用在简单的程序里增加复杂的结构来支持更多的程序应用。为这目的，

3、设计非常标准,并且使用了可选的对象 (功能) 在回路中创建你所需要实现的功能。 控制器接受已定义的模拟输入为输入值；模拟输入可以是只存在数据库中适用模拟输入的行为 (如过滤, 有效测试和报警限位检查) 的任何浮点值的 local 输入。输入通常地来自一个现场的过程设备，例如流量计，热电耦或压力传感器。并且可以通过过程I/O PLC通讯链接在数据库中访问到。 设定值通常由上一级控制器给出或者由操作员在控制画面上给出。回路可以被组态为无扰动切换，此时，回路在第一次投入自动时设定值跟随实际输入值。上一级控制器包括来自模拟输入的任何前馈动作或者其他控制。如果回路处于闭环控制状态，设定值与输入值相比较产

4、生一个偏差值。偏差在进一步的处理中与输入死区进行比较，死区能用来抑制控制器输出保持在确定的噪声水平里面变化。提供给控制器算法的输入偏差再通过类型和参数已选择的控制器形成控制输出。控制器通常采用的是带死区补偿阿尔法可调的算法，同时带自适应延时补偿。如果回路处于开环控制状态，设定值将略过控制器直接转换成输出给到输出设备上。控制的差量输出会在进一步处理中与输出死区进行比较。输出死区是用来抑制输出设备没必要的微小动作的。 控制输出然后被转换到输出设备的单位 (% 或伏特) ；这些转换包括为输出设备的惰性，后座力和方向增益的补偿。可选的功能: 输出跟踪功能在回路处于手动状态时使输出维持在一个与定义的跟踪

5、输入相符合的水平。这样能使回路切换到自动时消除混乱。 二个控制回路能在需要的时候耦合在一起，( 例如, 在水分和定量两 个控制回路中，水分和定量的变化相互影响时。) 回路控制自动请求命令可以是外部硬件开关量 , 内在的软件开关量或两者。 死区和限位值能组态成设定值的百分比或者绝对的设定值。 控制显示支持由数据库驱动，而且能在线修改。 品种菜单支持设定值，限位值和控制器调节参数。 双速度输出切换可以适应设备高低速运转不同情况下的控制。 可选的输出超时测试功能可以在一个方向中的重复输出没有除去一种偏差情况时用来中止控制器。 (可能是输出设备出了问题) 可选的输入无响应测试功能可以在输入值出现零变化

6、时用来中止控制器。 (可能是输入的变送器或转换出错) 可选的在品种变化时预先设定控制器功能可以用来在更换品种时产生阶跃输出或者是视设定值变为一个绝对固定的值。 可选的自适应预设控制功能把回路的设定值储存到菜单中作为过程预设值的历史连续的品种管理。 程序报警支持反常状况的报告和记录。 回路能自动地解除上一级控制来避免由于控制或者过程响应滞后所产生的震荡。 回路能够组态许多其它控制器为前馈作用，前馈包括时间延迟和超前/滞后补偿。 可选的中间范围控制功能可以在当一个执行机构到达被定义的中间范围修正界限时由另一个执行机构来修正它。2. 控制监视显示画面控制监视Control Monitor)显示画面允

7、许用户检查及改变在系统中被控制回路 所应用的参数。显示大部分是按照控制回路的数据流向排列的，以便于故障的排除。 就像在前面系统功能流程图所描述的一样。对象(功能) 在每三排中的从左 边到右边排列,然后在下行中回到第一个对象。因为并不是所有的控制回路全部的功能, 空格是没有使用的功能，所以用箭头来指向下一个功能继续到下个功能。习惯上，在工程监视 （Engineering Monitor） 画面和设置 （Setup） 画面上,保存（Save)按钮用于将设置数据存储到一个永久保存文件里，使之在数据库重新编译时 （手动或在系统启始时)可以读得到。 与品种相关的数据也同时会存到当前调用品种的菜单里。2.

8、1 停止所有控制（Disable All Controls)这个开关用来在系统中停止所有的控制功能, 通常在紧急情况中使用。只有在 “suspend when loops killed”被置位时，才可以用此开关停止所有控制。(详情请参考逻辑部分的介绍） 控制回路选择 （“Control Loop Select”） 用来选择可控制的一种类型。他们按类型分为: DDC（Direct Digital Control) 回路,监控( Supervisory) 回路, 目标自适应（Target Adaptive)回路，比例回路。可控制回路的目录是每个系统唯一的。2.2 逻辑显示画面的左边大部分为被选择的

9、控制所包含的基本逻辑信息:手自动切换请求（Request) 控制的可视请求命令,通常在控制画面设置/清除 请求命令。也可以再次画面完成这些功能。开环运行（Run Open Loop) 将控制回路切换到开环控制状态(设定值将略过控制器直接转换成输出给到输出设备上）。如果这个开关没有选上， 回路将会在闭环状态中运行, 设定值和输入值将进行比较然后输出给输出设备。硬件请求(HW Request) 硬件请求状态; 只有在需要硬件请求时才用得上。他通常是外部硬件的触点输入或者是其他的系统逻辑。外部准备好(External Ready) 默认状态设定为真值。 ，它能被触点输入设置或清除来禁止控制回路（像控

10、制上的主开关)。它会指示阻止控制操作的任何其他情况。 (而不是那些在标准逻辑中的条件)准备好（Ready) 控制状态准备好,为回路的控制逻辑所决定。在控状态（On Control) 指示回路处于控制状态中。 ( 在准备好的状态下给出自动控制请求命令）闭环控制状态（On Closed Loop) 指示回路工作在闭环 DDC 控制状态中。 ( 比较设定值和输入值给出计算偏差)开环控制状态（On Open Loop) 指示回路工作在开环控制状态中。 (设置点变 化直接给到输出)无扰动切换（Bumpless Transfer) 无扰动切换开关， 如果设定 为1且使用闭环控制，当回路切换为自动控制时，设

11、定值将跟踪输入值。 否则， 将会跟踪初始设定值（ initial setpoint ）。初始设置定值点或者是闭环时 的最後设定值，或者是在品种菜单中预设的名义值（ nominal ）。输入正确（Input OK) 如果为真值，则显示输入能被控制有效的使用 和能被回路作为闭环操作的输入使用。如果不好（NOT OK),可能的原因 为:(取决于输入类型) 扫描架不扫描, 扫描架没有完成足够的扫描次数 ( 通常 2 或 3), 测量超出有效限位值( 通常是名义值的 +/-30% ),PLC 通讯失败， VIO: 超出有效限位值，超出控制限位值（ control limits (可选的)）。VIO 控制

12、: 没有投入自动控制。或输入对象的类型或ID被错误的分配。注意: 如果回路被选为开环操作，此项将被忽略。DDC 输出正确（DDC Output OK) 如果为真值，则显示DDC 输出是正确的 且能被控制有效的使用。 DDC输出正确必须为真值(好比对PLC 的通讯必须处 于工作状态).如果输出超过保护钳位（Protection Clamp),控制将会中止。 必须切换手自动请求，才可以重新恢复。点击逻辑“细节”（details) 按钮可以看到如下画面:逻辑细节 状态点包括上面定义的之外，还有如下内容:请求:HW 请求需要（HW Request Required) 如果需要来自外围硬件的自动控制请求

13、，则需要选为真值。(为可选项,通常是来自过程输入输出中的触点输入) 。如果此项选为真值，HW请求将会使回路形 成准备好状态，如果没有，回路将会保持在中止模式。回路被强制停止时中止（Suspend when loops killed) 如果设定为真值 ,则表明 回路要参与 停止所有控制（Disable All Controls)功能, 该通常功能用于在 操作员显示画面启动或者停止系统中的所有控制。在任何回路中清除此设置，将会使回路排除在所有中止操作的功能之外。区域运行需要（Section Run Required) 如果设定为真值,回路在进入准备好状态之前，被值定的某区域的设备必须处于运转状态。

14、这通常用在需要设备运行速度大于零的闭环控制中。举例来说，如果某设备不运转,当螺杆速度改变时，扫描传感器测量值将不变，所以要使控制有效必须要有让该设备运转起来。在菜单中装入设定值（Setpoint load at recipe) 如果设定为真值,在品种变化时设定值将跟随菜单中的名义值。 名义值通常 是输入对象的正常要求值。(从传感器测量或模拟输入)。如果使用此功能，则不能使用无扰动切换功能并且回路必须运行再无预设的状态。否则， 设定值管理会 采用其他的方法。复制输入值为设定值（Copy setpoint to input) 如果你想将输入值设定为设定值，将此项设为真值。初始化(Initializ

15、e) 通常在程序控制之下为真值,能在此设定为真来做测试。它将会引起控制器历史纪录和设定值的初始化。 ( 使用时注意污染动切换功能是否已投入使用)负向增益（Negate gain) 这也是可选项，用来使控制器以标准逻辑相反的方向执行。它能被系统程序或者外部触点输入来设定或清除。这有时在轧机弯辊系统中与液压系统非标准接口方法中被用到。你能在这个画面上尝试着设定或清除此标志。2.3 状态(Statue)在控检测（On control one shot) 当控制最初投入自动的时候 , 被控制逻辑设定为真值一次。你很可能在画面上看不到切换的变化，这取决于显示刷新时间和控制运行的频率。不控检测(Off c

16、ontrol one shot) 当控制最初被撤掉的时候 , 被控制逻辑设定为真值一次。你很可能在画面上看不到切换的变化，这取决于显示刷新时间和控制运行的频率。闭环在控检测(On Closed loop one shot) 当控制最初进入闭环控制的时候 , 被控制逻辑设定为真值一次。你很可能在画面上看不到切换的变化，这取决于显示刷新时间和控制运行的频率。开环在控检测(On open loop one shot) 当控制最初进入开环控制的时候 , 被控制逻辑设定为真值一次。你很可能在画面上看不到切换的变化，这取决于显示刷新时间和控制运行的频率。区域运行(Section Running) 显示控制

17、要求的区域设备正在运转。 (超过最小速度, 没有中断和 被激活) 在某些控制回路中是此选项必须真值。-请参考“区域运行需要”部分。到达控制距离（Control dist.Reached) 这指示与回路相关的新品种在程序部分被装载。品种被装载后，监控回路会被中 止，除非到达随后控制时间所需要的距离。这由基于区域速度和被定义距离的 普通逻辑 来计算。距离开始将不计算直到预先设定是完全的是否预先设定是在 你的系统中并且被把打开在时间菜单被装载。如果你的系统有预设功能,能在预设监视显示检查此信息。如果没有采用 区域运行需要选项，此项功能将会被忽略。Casc.回路在控（Casc.loops on con

18、trol) 这指示所有的串级回路 ( 如果定 义过) 是在自动控制状态。只有在串级回路处于自动时，该回路才会显示准备好状 态。如果此回路没有下一级串级回路，此功能将会被忽略。输入无响应（Input not responding) 如果输入无响应计数超时，则被控制逻辑设定为真值。 如果被设定为真 值，则控制会不动，除非自动请求被撤掉。撤掉控制请求就可以清除这种情况。输出超时(Output timeout) 如果输出超时,则被控制逻辑设定为真值。如果被设定为真值，则控制会不动，除非自动请求被撤掉。撤掉控制请求就可以清除这种情况。从下面的三项只有在把传感器测量作为输入时才会显示 (i.e., 不是

19、VIO 模拟输入):扫描不够(Insuff scans) 如果这是真值，它将会抑制闭循控制的操作。这指示扫描头不是没有扫描就是没有达到被定义的充分的扫描 的次数。 ( 通常为 2 或 3)传感器错误(GSP error) 如果这是真值，它将会抑制闭循控制的操作。只有在传感器测量出现严重问题时，才会被设定为真值 (标准化出错,错误的修正测量等)。数据无效(Invalid data) 如果这是真值，它将会抑制闭循控制的操作。如果传感器测量超出测量限位值，他将被设定为真值。典型地,测量必须在名义值的+/- 30%范围内。对某些回路， 这些极限可以更宽一些。输入存在(Input exists) 如果输

20、入在数据库中被找到，设定为真值。如果输入没被找到,控制将无法运行在闭环状态，而且 输入正确 也会是假值（False)。Casc 回路数(Casc Source Counts) 指示监控此回路的监控回路的个数，通常为1或者0。但是在一些特殊控制中可能会大于1，在其中多个监控回路给出输出给另一个控制回路。2.4 数据处理（Process Data)数据处理部分显示是一些本控制回路的关键数据。这些数据定义是:类型 (Type)，通常是DDC or Supv (也可以是 Ratio或者TAD)。回路类型通 常决定了回路在画面上显示的颜色。名义值（Nominal）通常在回路输入的品种菜单中定义。他是回路

21、设定值的标准值或者正常值。在品种变化时, 如果setpoint load option”被选上的话，设定值将跟随名义值。否则,设定值将时一个常数，除非在系统菜单或者通讯中对设定值有明确的定义。最大设定值(Setpoint Max) 设置点将会在回路操作所允许的最大设定值。也是控制中能输入的最大设定值。如果你在回路控制中使用 设定值偏离极限位(setpoint deviation limits) 或 设定值范围限位(setpoint range limits) 选项时，这能被计算出来。设定值(Setpoint) （如果在闭环状态）设定值是控制通过输出使输入值靠近的值。换句话说，就是输入的最终需要

22、达到的状态。如果在开环控制下，设定值只是由操作员或其他的控制给出的一个变化值。最小设定值(Setpoint Min) 设置点将会在回路操作所允许的最小设定值。也是控制中能输入的最小设定值。如果你在回路控制中使用 设定值偏离限位(setpoint deviation limits) 或 设定值范围限位(setpoint range limits) 选项时，这能被计算出来。PV值（Process Value), 通常从输入值复制得来(参考输入部分描述）。这也是对控制器的反馈值 ( 如果使用的话) 。初始设定值（Init.Setpoint） 初始设定值是在回路第一次投入闭环操作并且不采用无扰动功能时

23、被复制到设定值的数值。在闭环控制中,这个值是被保存的设定值的副本。如果回路被中断(例如，切换到了开环),回路能以一个好的设定值重新开始操作。2.5 设定值偏离限位(setpoint deviation limits)设定值偏离极限能用来根据回路的名义值和偏离值自动地计算设定值的限位。偏离值可以是绝对也可以是相对的。在输入了偏离值后，点击重新计算（Recalc）可以得到计算出的最大和最小设定值。重新计算也可能发生在更改品种时，因为新的名 义值在此时可能被装载了。2.6 设定值范围限位(setpoint range limits）设定值范围限位,用于在回路处于串级模式（设定值由上一级回路给出）时，

24、限制设定值的变化量。这能用来在回路第一次进入串级时，对称的在设定值上加上或者减去限位值。只有在串级时这些限位才起作用。如果你需要永远保存此限位值，点击SAVE。否则，在系统重新启动之后，他将恢复为前面所保存的值。2.7 显示标题显示画面的最上面区域为控制回路一般信息。区域(Section) 回路相关的区域。区域 (如缝隙 1,涂布2,等) 通常被定义到 不同控制和扫描架的组里。区域可以是运行或者不运行的,激活或无效的。控制能知道这些状态并因此而有所反应。另外一个主要目的是用来决定调用新品种到预设起作用所需要的时间。ID 控制回路的名字缩写。Units 单位, 如果有的话, 他是用来描述回路的输

25、入，设定值和其他的数据。 例如 mm, fpm, microns, psi等。他仅仅作为显示目的，不影响被显示的数值。非标准执行(Non Standard Exec) 如果回路通过程序运行而不是标准的VIO 控制，此项设为真值。例如，自适应控制。非标准逻辑(Non Standard logic) 如果回路逻辑通过程序运行而不是标准的VIO 控制，此项设为真值。停止回路执行（Disable loop exec),如果被设定为真值，控制将 无法运行。使用时要小心。停止回路逻辑(Disable loop logic) 如果被设定为真值，控制逻辑 将无法运行。使用时要小心。显示状态(Display S

26、tatue) 这显示的是出现在操作员控制显示画面上的控制回路状态。它由控制逻辑所决定。 计算机(Computer) =自动控制状态,预备好状态(Ready)=已准备好投控， 没有准 备好状态(Not Ready)=准备好控制请求不满足,也许输入或输出设备有问题, 中止(Suspend)=在没有准备好的情况下投控。最大显示值(Display Max) 当浏览控制回路的曲线图时，所显示的最大值。例如控制面板将会把设定值输入框限制在此最大值以内，同时趋势图也会以此数为最大的Y轴。最小显示值(Display Min) 当浏览控制回路的曲线图时，所显示的最小值。例如控制面板将会把设定值输入框限制在此最小

27、值以内，同时趋势图也会以此数为最小的Y轴。下面我们来看一看控制监视画面的 功能块流程图 部分。我们按从左到右的顺序画一条新线:这主要是为了便于故障排除和按照逻辑顺序设置和调整控制参数。每个对象 (运算) 依次描述如下:2.8 输入(Input)输入就是控制器获取过程值的输入设备。如果控制器要在闭环模式中运行, 输入是必需的。否则，输入是可选择的，不管它是否被显示出来了。类型（Type), 通常是 measurement(扫描架传感器器测量值) 或VIO(虚拟I/O,为模拟输入)。也是在输入值中查找ID时能找到的数据表名。ID 输入装置唯一识别的字符串。 它必须与记录在type的表格 中的ID的

28、值相同。Value 输入的返回值。如果值是 NaN( 不是一个数字),输入不明确或类型 或ID应该被改正。注意: 对于TAD 控制而言,返回值代表边界值。 ( 超出这 个值的测量百分比)2.9 输入无响应（No Response）输入无响应测试能用来输入值停止变化时中止控制执行。这有助于测量装置冻结他们的读数, 例如光学传感器能被外不物体挡住。撤掉控制请求可以清除这种情况。限位(limit) 是 输入值最小的有效改变量。 如果输入值改变量低于此极限次数超过计数器限位（Counter limit)，则控制 中止。如果输入值的噪声很小，这个字应该设得更小一点（以便减少 输入无响应 造成报警的可能性

29、)。计数器限位（ Counter limit) 控制器引输入无变化而中止的最大计数值。设定这个数为稳定状态下控制器不中止的足够小的数。计数（Counts) 输入值无变化的当前计数。状态（Satus) 如果输入无变化超过限位，则被设定为真值。如果为真值，控制被中止，只到请求命令被中止。撤掉控制请求清除这种情况。2.10 过滤器(Filter)为指数过滤器，用来消除输入的噪声。FF（Filter Factor)过滤因子，用如下公式在需要的时候消除噪声： FV = FF * input + (1 - FF) * FV, 在这里 FF是过滤因子，, 0FF1FV是滤波后的值, input是新的没有被过

30、滤的值.过滤器因子必须在 0.0 和 1.0 之间。越靠近零，过滤的程度越深。注意: 变更过滤因子会影响控制器看到的时间常数。过分的过滤会损害控制器的性能。 使用过滤因子达到驱除必需的输入噪声就可以了，不能过度。有些噪声频率是不能够被过滤器消除掉的。Value 被过滤后的值,传递到偏差计算。2.11 偏差（Error)用来在回路运行在闭环模式中时计算偏差。Value 偏差值,当在闭环控制上计算时: error=setpoint input(绝对偏差), error = (setpoint - input)/setpoint (规格化，即相对偏差)Previous 前一个偏差值, 用于观察控制器

31、的执行情况。Normalize(规格化) 如果设定为真值，error=(setpoint- input)/setpoint。 否则,error=setpoint input。 这选项通常地输出百分比变化与输入百分比变化相同的控制中。例如,10% 的挤出机的速度改变就会产生膜片在厚度方面10%的改变。这允许使用者调节控制时不需要考虑增益 (挤出机速度改变量与厚度改变量的比值)。2.12 偏差死区（Error DZ）用于设定偏差死区，当偏差小于死区限位(limit)时可以认为偏差为零。 这用来避免小偏差干扰控制器。它通常地被设为小于或者等于稳定状态时输入值的标准偏差。警告: 如果死区太大,控制将无法纠正实际产生偏差值。限位（Limit） 死区限位是将会被传给输出设备最小的绝对偏差值。它可能是一个分数,此时他是设定值的倍数。 小于这个限位值的偏差将都被视为是零。缺省值为0.0,这样就有效地将死区功能给旁路掉了。它通常地被设为小于或者等于稳定状态时输入值的标准偏差。警告: 如果死区太大,控制将无法纠正实际产生偏差值。分数化（Fractional） 如果被设定为真值，在衡量偏差时死区的限位将是设