第1次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

第一章緒論

教學(xué)目的與要求

掌握分散控制系統(tǒng)的基本概念，分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，了解分散控制系統(tǒng)的發(fā)展

教學(xué)內(nèi)容

一、分散控制系統(tǒng)二、分散控制系統(tǒng)的發(fā)展三、分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四、分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)

重點(diǎn)

分散控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

難點(diǎn)

通信技術(shù)

作業(yè)

2

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1、介紹本課程的學(xué)習(xí)內(nèi)容、方法2、講授3、布置預(yù)習(xí)沈陽工程學(xué)院第1頁

第一章

緒論(Introduction)

本課程的地位：專業(yè)必修本課程學(xué)習(xí)方法：理論聯(lián)系實(shí)際、著重實(shí)際應(yīng)用一、什么是分散控制系統(tǒng)（DistributedControlSystem）以微處理器位基礎(chǔ)，采用控制功能分散、顯示操作集中、兼顧分而自治和綜合協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則的新一代儀表控制系統(tǒng)。二、分散控制系統(tǒng)的發(fā)展（ThedevelopmentofDCS）1、生產(chǎn)過程的需要2、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展DAS→閉環(huán)→集中→分散電力部推薦的DCS

序號產(chǎn)品名稱廠商1SymphonyABB2WDPF、OVATIONWestinghouse3Hiacs_5000/7000日立4MAX-1000Leeds&Northrup5Teleperm-Mesimens6Procontrol_PABB7I/ASeriesFoxboro8Controlnic-EH&B

三、分散控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)（TheconstructionofDCS）

DCS的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示

管理計(jì)算機(jī)CI工程師制站CI操作控制站CI

管理計(jì)算機(jī)CI工程師制站CI操作控制站CI

程學(xué)院CI

CI

數(shù)據(jù)采集站數(shù)據(jù)采集站現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站CI

CI

教案用紙生產(chǎn)過程生產(chǎn)過程外部系統(tǒng)外部系統(tǒng)CICI

CICI

現(xiàn)場控制站現(xiàn)場控制站

1.

過程控制階段指直接與生產(chǎn)過程相連接，承擔(dān)過程信號的輸入、運(yùn)算處理、控制量輸出的設(shè)備。2.

控制原理實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集中顯示操作與管理。ISO、EWS及通信設(shè)備。信息收集、處理。3.

數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)橋梁常用通信系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有：星型、環(huán)形、總線型。①星型主站、從站MAX—1000②總線型網(wǎng)絡(luò)一條開環(huán)無源通信電纜作數(shù)據(jù)高速公路。擴(kuò)展性好、可靠性高，以實(shí)現(xiàn)冗余Procontrol-pWDPFTDC-3000③環(huán)形網(wǎng)絡(luò)地位平等、可靠性高、但擴(kuò)展性略差信息傳輸控制技術(shù)，常用方法有查詢式、廣播式和存儲轉(zhuǎn)發(fā)式㈠查詢式有主節(jié)點(diǎn)㈡廣播式無總站、總線型、環(huán)形㈢存儲轉(zhuǎn)發(fā)式環(huán)形四、分散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)（TheCharacteristicofDCS）硬件積木化系統(tǒng)分散化軟件模塊化系統(tǒng)功能綜合化高可靠性維護(hù)、使用方便

參考書：INFI-90分散控制系統(tǒng)培訓(xùn)教材火電廠計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與系統(tǒng)作業(yè)：1.何謂DCS?其由哪幾部分組成？2.DCS有那些特點(diǎn)？

第2次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

Symphony系統(tǒng)概要

教學(xué)目的與要求

了解Symphony系統(tǒng)總貌，掌握Symphony系統(tǒng)各組成部分的功能

教學(xué)內(nèi)容

一、通信系統(tǒng)二、HCU三、HSI

重點(diǎn)

通信系統(tǒng)

難點(diǎn)

通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

作業(yè)

3

教具與掛圖

教學(xué)過程(組織與方法)

1.

復(fù)習(xí)2.

講授沈陽工程學(xué)院第1頁CentralRingCentralRingControlNetworkControlNetworkRemoteRingPlantLoopControlNetworkSymphony系統(tǒng)概要(GeneralviewofSymphony)RemoteRingPlantLoopControlNetworkSymphony系統(tǒng)是ABB貝利于九十代末期推出的，融過程控制和企業(yè)管理為一身的新一代分布式過程控制系統(tǒng)。?第一代（80年）DCS系統(tǒng)：Network-90?第二代（87年）DCS系統(tǒng)：Infi-90?第三代（94年）DCS系統(tǒng)：Infi-90Open??第四代（98年）DCS系統(tǒng)：Symphony

Symphony系統(tǒng)的組成

?現(xiàn)場控制單元HarmonyControlUnit(HCU)；?人系統(tǒng)接口HumanSystemInterface(HSI)；?系統(tǒng)組態(tài)、維護(hù)工具Composer；?計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的接口NetworkComputerInterface(ICI)；?通信網(wǎng)絡(luò)CommunicationNetwork一、通信網(wǎng)絡(luò)CommunicationNetwork由于分布式數(shù)字過程控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)，無時(shí)不在傳遞著過程變量、控制要求和有關(guān)報(bào)警報(bào)告及組態(tài)等過程控制及企業(yè)管理的各種信號，所以通信網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行著極為重要的數(shù)據(jù)交換任務(wù)，成為分布式過程控制系統(tǒng)，決策管理系統(tǒng)的主要硬件、軟件結(jié)構(gòu)。分布式控制系統(tǒng)之所以能成為分布式，而區(qū)別于集中控制系統(tǒng)，其關(guān)鍵就在于它具有一個(gè)完善的通信系統(tǒng)，Symphony系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)分為四個(gè)層次。?企業(yè)數(shù)據(jù)管理層：操作網(wǎng)絡(luò)OperationNetwork(Onet)?過程數(shù)據(jù)管理層：控制網(wǎng)絡(luò)ControlNetwork(Cnet)?過程控制數(shù)據(jù)層：控制通道Controlway(C.W)?過程I/O數(shù)據(jù)層：I/O擴(kuò)展總線I/OExpanderBus(X.B)

1、控制網(wǎng)絡(luò)：—環(huán)型網(wǎng)絡(luò)

中心環(huán)CentralRing?通信方式：存儲轉(zhuǎn)發(fā)?子環(huán)/工廠環(huán)、HCU、ICI?10Mbaud、250個(gè)節(jié)點(diǎn)、同軸電纜，節(jié)點(diǎn)距離1,000－2,000m?子環(huán)Ring?HCU、ICI?10Mbaud、250個(gè)節(jié)點(diǎn)、同軸電纜，節(jié)點(diǎn)距離1,000－2,000m?工廠環(huán)PlantLoop?HCU、ICI?0.5Mbaud、63個(gè)節(jié)點(diǎn)、同軸電纜，節(jié)點(diǎn)距離1,000－2,000m

2、控制網(wǎng)絡(luò)：—總線型網(wǎng)絡(luò)

?采用的總線結(jié)構(gòu)(C.W/X.B)–Controlway(C.W):連接處理器的串行總線;?通訊方式：自由竟?fàn)?1Mbaud?可帶32個(gè)處理器––I/OExpanderBus(X.B)：連接I/O模件的并行總線;?通信方式：主從?0.5M字節(jié)?可帶64個(gè)子模件

3、控制網(wǎng)絡(luò)：—通信技術(shù)?例外報(bào)告：在過程控制中所產(chǎn)生一些涉及測量、狀態(tài)、操作、報(bào)警及管理等方面信息，經(jīng)過一定的技術(shù)處理，而形成的一種只反映某一時(shí)間間隔的發(fā)生顯著變化的信息的專門報(bào)告。例外報(bào)告的三要素：例外報(bào)告死區(qū)用DB表達(dá)；最小例外報(bào)告時(shí)間用tmin表達(dá)；最大例外報(bào)告時(shí)間用tmax表達(dá)；

?數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)：??使所傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)入標(biāo)題幀和數(shù)據(jù)幀格式；?把具有地址的多個(gè)數(shù)據(jù)壓縮在一個(gè)信包內(nèi)；?數(shù)據(jù)幀的長度可變(取決于NPM的采集)；?確認(rèn)重發(fā)技術(shù)：?–在數(shù)據(jù)幀內(nèi)包括ACK/NAK確認(rèn)字段；–信息包被目的節(jié)點(diǎn)接收后將NAK改為ACK；–信息包未被接收依舊保持NAK；–該信息包返回原節(jié)點(diǎn)將校驗(yàn)確認(rèn)字節(jié)：–表達(dá)為ACK將引起源節(jié)點(diǎn)撤銷信包；–表達(dá)為NAK將引起源節(jié)點(diǎn)重發(fā)信包；

二、Symphony系統(tǒng)的過場控制單元（HarmonyControlUnitofSymphonySystem）過程控制站HCU是Symphony系列實(shí)現(xiàn)過程控制的主要現(xiàn)場設(shè)備。其主要功能有：?–數(shù)據(jù)采集與處理；–閉環(huán)控制；–順序邏輯控制；–數(shù)據(jù)通信?現(xiàn)場控制單元的組成：機(jī)柜；電源系統(tǒng)；模件安裝單元；端子安裝單元；現(xiàn)場端子盤；功能模件。1、機(jī)械安裝結(jié)構(gòu)過程控制站HCU是一柜式的現(xiàn)場設(shè)備主要包括：·CAB系列機(jī)柜，主要用來支撐系統(tǒng)內(nèi)其它安裝結(jié)構(gòu)和對系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)。·模件安裝單元MMU主要支持過程控制站的有關(guān)模件和通信通道。·現(xiàn)場端子盤NFTP01可安裝端子單元。2、過程控制站內(nèi)的電源系統(tǒng)

為支持HarmonyControlUnit系列模件、現(xiàn)場I/O通道的運(yùn)行，HCU系統(tǒng)配置了模塊化的，獨(dú)立的電源系統(tǒng)它向HCU系統(tǒng)提供：5V、-15V、+15V、24VDC等級的運(yùn)行電壓和現(xiàn)場用電壓。MPSIII包括：PEP電源輸入盤，它把外部電源接入系統(tǒng)。電源安裝架，它支持塊狀電源及電源的輸出端子。風(fēng)扇組件，它支持系統(tǒng)風(fēng)扇及門風(fēng)扇。塊狀電源，它將根據(jù)需要提供系統(tǒng)電源及現(xiàn)場電源。?模件類型?通信模件NIS/NPM??控制模件MFP/BRC??子模件CIS12、AIS13/23、FEC11/12、DSI12/13/14、DSO14、DSM04FCS01、HSS03三、人系統(tǒng)接口HumanSystemInterface

在Symphony系統(tǒng)中，處于系統(tǒng)和過程顯示、操作、管理、數(shù)據(jù)存儲地位的設(shè)備是人系統(tǒng)接口等系列產(chǎn)品。目前，這一系列產(chǎn)品包括：ConductorNT、ConductorVMS。

1、人系統(tǒng)接口硬件組成

主機(jī)AlphaStation255/233、驅(qū)動單元、彩色監(jiān)視器、鍵盤接口板鍵盤、ADP報(bào)警顯示盤、磁盤驅(qū)動器、電源輸入盤。2、?人系統(tǒng)接口功能 過程監(jiān)視和控制 報(bào)警管理 趨勢和調(diào)整 系統(tǒng)診斷 數(shù)據(jù)采集和報(bào)表 開放系統(tǒng)連接作業(yè)：1、Symphony系統(tǒng)有哪幾部分組成？2、Symphony主要采用了哪些通信技術(shù)？3、Symphony系統(tǒng)通信系統(tǒng)分哪幾個(gè)層次？

第3次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

多功能處理器

教學(xué)目的與要求

掌握多功能處理器的組成原理及幾個(gè)部分作用，掌握MFP設(shè)置及狀態(tài)

教學(xué)內(nèi)容

一、MFP的組成二、MFP的技術(shù)參數(shù)三、多功能處理器的軟件環(huán)境四、MFP開關(guān)的設(shè)置五、MFP的運(yùn)行六、多功能處理器的端子單元

重點(diǎn)

MFP的設(shè)置

難點(diǎn)

特殊操作

作業(yè)

1

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1.回顧Symphony系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.講授3.布置作業(yè)沈陽工程學(xué)院第1頁

多功能處理器模件MultiFunctionProcessor在過程控制單元內(nèi)，可以配置多個(gè)以CPU為核心的智能控制器模件。在系統(tǒng)中的主模件是多功能處理器MultiFunctionProcessor（MFP）。MFP模件運(yùn)行控制組態(tài)，并通過它自己的子總線與子模件連接，進(jìn)行相應(yīng)的過程控制功能。多功能處理器是一個(gè)單印刷電路板，占MMU一個(gè)槽位的主模件。多功能處理器具有前面板，支持LED、STOP/RESET開關(guān)。其后部具有P1、P2、P3等板邊連接器，用于連接邏輯電源、控制通道、子總線。處理器模件MFP是一個(gè)系列產(chǎn)品包括：IMMFP11、IMMFP12等模件。一、多功能處理器的組成CompositionofMFP多功能處理器主要包括：CPU、三種存儲器、數(shù)據(jù)傳輸通道、開關(guān)、模件面板上的I/O等部分。多功能處理器的功能方塊圖，其方塊圖中的功能塊如下特性：·微處理器：模件的核心部件，由它處理各種數(shù)據(jù)和進(jìn)行多種運(yùn)算；·機(jī)器故障計(jì)數(shù)器：一個(gè)普通的計(jì)數(shù)器，模件正常運(yùn)行時(shí)，它不斷被周期復(fù)位，一旦出現(xiàn)故障，計(jì)數(shù)器不被復(fù)位將會溢出，促使模件停止運(yùn)行；·ROM：存放模件固件即：操作系統(tǒng)及功能碼數(shù)據(jù)庫；·RAM：運(yùn)行控制組態(tài)及中間結(jié)果；·NVRAM：存放用戶的控制組態(tài)；·子總線接口：與子總線接口，完成I/O模件的連接；·I/O部分：它允許處理器讀模件上的有關(guān)開關(guān)，通知處理器進(jìn)行相應(yīng)的操作及改變運(yùn)行方式，維持和改變LED顯示等；·DMA：存儲器直接存取部份DMA包括：冗余鏈其通信速率為：1Mbaud；控制通道其通信速率為：1Mbaud、容量32個(gè)地址；站鏈其通信速率為：40kbaud、容量64個(gè)地址；二、多功能處理器的主要技術(shù)參數(shù)MainTech-parameterofMFP1參數(shù)型號IMMFP11IMMFP12處理器32位32位時(shí)鐘16MHz16MHzROM512k512kRAM265k512kNVRAM64k256k外部接口RS-232/RS-232RS-232/RS-485RS-232/RS-232RS-232/RS-485帶載能力64子模件64子模件功能碼近200種近200種功能塊5,000個(gè)塊地址10,000個(gè)塊地址

2、多功能處理器的功能·多功能處理器的功能包括：數(shù)據(jù)采集及處理、過程控制、通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等功能。其中：過程控制包括：回路控制、順序控制、分批控制、優(yōu)化控制等。數(shù)據(jù)處理包括：現(xiàn)場設(shè)備所具有的數(shù)據(jù)及狀態(tài)，各種效率及優(yōu)化運(yùn)算等。協(xié)議轉(zhuǎn)換包括：與其它第三方計(jì)算機(jī)、PLC、控制系統(tǒng)的物理連接及軟件溝通?！と哂喙δ埽篗FP可以設(shè)置成1：1冗余。其冗余方式為：主處理器處于運(yùn)行執(zhí)行方式；冗余處理器處于熱備跟蹤方式；同時(shí)，它通過模件的冗余，還能夠?qū)崿F(xiàn)在線組態(tài)或相應(yīng)的組態(tài)修改。·帶載能力：一個(gè)MFP通過本身的子總線接口連接64個(gè)各種類型的子模件；·接口能力：MFP具有兩個(gè)接口，可有兩種組合方式：1個(gè)RS-232，1個(gè)RS-485；2個(gè)RS-232；·帶站能力：MFP可帶64個(gè)IISAC01手動控制站（需同時(shí)選擇IMCIS12子模件及端子）；·自診斷能力：MFP自動判別軟、硬件故障；·執(zhí)行段：MFP的程序可分段執(zhí)行，其運(yùn)行速度分為8個(gè)檔次，控制程序可在不同的速度下運(yùn)行；三、多功能處理器的軟件環(huán)境SoftwareofMFP對多功能處理器組態(tài)的主角是被稱為具有標(biāo)準(zhǔn)特性的控制算法即功能碼?！すδ軌K式語言：功能塊具有三要素即：功能碼、塊地址、規(guī)格參數(shù)；功能碼：具有特定功能的標(biāo)準(zhǔn)子程序；塊地址：調(diào)用功能碼時(shí)所賦予的塊號；規(guī)格參數(shù)：功能碼的輸入?yún)?shù)；·Basic、C語言解釋程序：用上述程序編寫的控制組態(tài)或通信接口程序；·Batch－90：用高級語言環(huán)境編寫的分批控制策略；·Ladder：用梯形圖程序方式組態(tài)的控制策略；四、多功能處理器開關(guān)的設(shè)置SetuptheDipswitchandJumper在IMMFP12的電路板上具有2個(gè)可組態(tài)的8位開關(guān)、6個(gè)跳線器。其中：SW3：可設(shè)置模件地址；SW4：可設(shè)置模件選項(xiàng)和特殊操作；跳線器：特殊應(yīng)用的設(shè)置；1、開關(guān)設(shè)置的一般約定DOWN、OPEN、OFF＝邏輯1UP、CLOSE、ON＝邏輯0SW3（SW1）、SW4（SW2）對按鍵開關(guān)或撥位開關(guān)約定按下有效2、開關(guān)位的設(shè)置·SW3的設(shè)置開關(guān)設(shè)定功能101正常運(yùn)行請求診斷（使用SW4設(shè)置方式）20沒有使用（不要改變設(shè)置）301控制通道方式(1Mbaud)模件總線方式(83.3kbaud)4~82~31模件地址注意：當(dāng)IMMFP11/12冗余配置時(shí)，主MFP與冗余MFP模件的地址開關(guān)必須設(shè)置一致，每個(gè)HCU帶32個(gè)主模件，其地址應(yīng)為：0~31。冗余的INNPM12模件應(yīng)占用C.W的（0、1）地址；冗余的IMMFP12模件可占用C.W的（2~32）地址；注意：請求診斷時(shí)，應(yīng)與SW4開關(guān)配合設(shè)置；·MFP的SW4開關(guān)的設(shè)置Pole設(shè)置功能101不允許進(jìn)行特殊操作允許進(jìn)行特殊操作201不允許在線組態(tài)允許在線組態(tài)301執(zhí)行NVRAM校驗(yàn)和程序禁止執(zhí)行NVRAM校驗(yàn)和程序401執(zhí)行ROM校驗(yàn)和程序禁止執(zhí)行ROM校驗(yàn)和程序50沒有使用（不要改變設(shè)置）601正常運(yùn)行壓縮組態(tài)701正常運(yùn)行NVRAM初始化801主MFP冗余MFP注：6選項(xiàng)：壓縮組態(tài)是指把組態(tài)移至NVRAM頂部，把空白移至底部。將開關(guān)至1把模件插入MMU，等待一個(gè)時(shí)間周期后完成組態(tài)的壓縮。注意：MFP為冗余配置時(shí)，主、輔模件的1~7位設(shè)置應(yīng)保持一致，但第8位主MFP設(shè)置為0，輔MFP設(shè)置為1。·特殊操作時(shí)SW4的設(shè)置所謂特殊操作，實(shí)際上是指提供一種方法，并通過這種方法，使MFP做一次性的操作而不是正常操作。一般，用戶不需要進(jìn)行特殊操作，只有在需要時(shí)，用戶可使用SW4進(jìn)行有關(guān)的特殊操作。特殊操作操作說明0保留但目前沒有使用（不要使用開關(guān)，否則將引起異常）1保留但目前沒有使用（不要使用開關(guān)）2初始化NVRAM組態(tài)空間和對工廠環(huán)路操作格式化模件3保留但目前沒有使用（不要使用開關(guān)，否則將引起異常）4Infi網(wǎng)絡(luò)規(guī)程成立，允許例外報(bào)告的塊號大于10245允許對段進(jìn)行修改(用FC82進(jìn)行修改)6可對時(shí)間進(jìn)行標(biāo)定，這個(gè)操作用點(diǎn)數(shù)據(jù)指示MFP發(fā)出的時(shí)間信息（僅用于Infi系統(tǒng)）·進(jìn)行特殊操作時(shí)SW4開關(guān)的設(shè)置Pole12345678010000000110000001210000010310000011410000100510000101610000110正常00/1000000/1注意：MFP在初次安裝時(shí)，可做特殊操作2、特殊操作4。特殊操作2：NVRAM初始化(俗稱：17操作)特殊操作4：網(wǎng)絡(luò)規(guī)程建立(俗稱：16操作)注意：退出INFI網(wǎng)絡(luò)規(guī)程，應(yīng)再做一次特殊操作2注意：在表格的正常欄的第8位：0表明的是主MFP，1表明的是冗余MFP其開關(guān)、跳線器的位置如圖所示：開關(guān)設(shè)置的操作步驟A.

設(shè)置開關(guān)的第一位為：1B.

按說明書有關(guān)表格設(shè)置開關(guān)的2~8位C.

將MFP插入MMU的相應(yīng)槽位D.

前面板狀態(tài)LED為紅燈，組合LED1~6為紅燈E.

拔出MFPF.

設(shè)置開關(guān)的第一位1為：0G.

按說明書有關(guān)表格設(shè)置開關(guān)的2~8位H.

將MFP插入MMU，模件將進(jìn)入正常工作狀態(tài)3、MFP模件跳線器的設(shè)置MFP多功能處理器的印刷電路板上具有J1~J5跳線器，其中J1~J4跳線器在出廠時(shí)已經(jīng)過設(shè)置，用戶不要改動設(shè)置。J5為通道設(shè)置，并且與SW3的設(shè)置一致。五、多功能處理器的運(yùn)行WorkingModeofMFP1、MFP具有三種工作方式即：·控制器的組態(tài)方式：在該方式下，用戶可輸入組態(tài)。它接收來自工程工具，并通過控制通道發(fā)來的組態(tài)命令，進(jìn)而改變NVRAM內(nèi)的數(shù)據(jù)?！た刂破鞯膱?zhí)行方式：在這一方式下，MFP將運(yùn)行控制策略，處理例外報(bào)告，接收輸入，修正輸出等。·控制器的出錯(cuò)方式：通過內(nèi)裝診斷程序查出問題，將使模件進(jìn)入該方式，并迫使模件封鎖所有的通道及最終停止運(yùn)行。2、多功能處理器前面板的說明MFP的前面板具有9個(gè)LED指示燈，一個(gè)停止/復(fù)位開關(guān)。1LED為模件運(yùn)行狀態(tài)指示燈；2~9LED為模件CPU運(yùn)行指示燈；

3、模件狀態(tài)指示燈說明1LED指示紅/綠兩色，并有四種可能狀態(tài)LED狀態(tài)顯示說明狀態(tài)LED不亮MFP電源沒有接通，MFP沒有插好

閃爍(綠)其一：MFP處在執(zhí)行方式，但NVRAM校驗(yàn)和出錯(cuò)其二：MFP處在組態(tài)或出錯(cuò)方式

綠MFP處在正常執(zhí)行狀態(tài)

紅MFP查出問題，并停止運(yùn)行CPU的8個(gè)組合LEDs顯示出錯(cuò)碼模組合LED顯示·正常狀態(tài)時(shí)：7、8LED亮說明是主MFP8LED亮說明是輔MFP·MFP出錯(cuò)時(shí)，顯示出錯(cuò)類型碼(約定：亮＝1、不亮＝0)；

前面板LED的出錯(cuò)代碼注：0＝OFF；1＝ON；XX1.在這一表中沒有標(biāo)明的LED組合編碼;IMMFP12模件LED其它的顯示狀態(tài)LED狀態(tài)問題狀態(tài)OFF沒有電源，安裝位置出錯(cuò)或模件有缺陷RED安裝位置出錯(cuò)或模件有缺陷7/8OFF沒有電源，安裝位置出錯(cuò)或模件有缺陷RED無故障，表示的是主模件8OFF沒有電源，安裝位置出錯(cuò)或模件有缺陷RED無故障，表示的是備用模件4、停止/復(fù)位開關(guān)它是一按鈕開關(guān)，裝在模件前面板的下方。為防止非專業(yè)人員觸摸它，必須使用專業(yè)工具才能按動開關(guān)。停止、復(fù)位開關(guān)可以使模件按一定的順序方式停止模件的運(yùn)行，以防止總線上的誤操作。其操作必須按下開關(guān)，并釋放后才有效。對停止?fàn)顟B(tài)的模件按一次開關(guān)。六、多功能處理器的端子單元TerminateofMFPMFP在以下情況使用NTMP01端子：當(dāng)MFP冗余，并帶有SAC站時(shí)；當(dāng)MFP非冗余，但帶SAC站時(shí)；當(dāng)MFP非冗余但使用串行口時(shí)；當(dāng)MFP冗余并使用串行口時(shí)3.11NTMP01端子的設(shè)置在該端子板上具有：P1：連接1#MFPP2：連接2#MFPP3：連接1#SAC模擬控制站數(shù)據(jù)鏈P4：連接2#SAC模擬控制站數(shù)據(jù)鏈P5：RS-232C接口P6：RS-232C接口P7：RS-485接口P8：數(shù)字輸入接口E1：組件地E2：接入24VDC(端子本身使用的電源)E3：直流地COMCR1：1#MFP的指示燈CR2：2#MFP的指示燈J1~J18跳線器J1~J2對RS-232C接口的設(shè)置作業(yè)：MFP如何實(shí)現(xiàn)冗余配置？

第4次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

控制I/O子模件

教學(xué)目的與要求

了解控制I/O的功能，掌握起設(shè)備及使用方法，掌握CIS02的使用法法

教學(xué)內(nèi)容

一、CIS的原理二、CIS的板邊連接三、CIS的開關(guān)和跳線器設(shè)置四、CIS的端子單元

重點(diǎn)

CIS的設(shè)置

難點(diǎn)

原理

作業(yè)

1

教具與掛圖

教學(xué)過程(組織與方法)

1、復(fù)習(xí)2、講授沈陽工程學(xué)院第1頁

控制I/O子模件（ControlInput/outputSlaveModule）控制I/O子模件是Symphony系統(tǒng)中功能最強(qiáng)的種子模塊。集模擬量過程通道和開關(guān)量通道于一體，具有4個(gè)AI，5個(gè)AO，3個(gè)DI,4個(gè)DO一、CIS的原理(PrincipleofCIS)1．模擬量輸入通道4個(gè)獨(dú)立的AI輸入范圍1-5V主要有輸入整塊，輸入選擇器A/D及參考塊幾部分組成輸入調(diào)節(jié)塊：低通濾波輸入調(diào)節(jié)塊A/D：12位參考塊：產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)的1VDC和5VDCMFP每分鐘讀一次參考電壓校正轉(zhuǎn)換器2．模擬量輸出通道2個(gè)獨(dú)立的具有回讀特性可判斷子模塊是否正常輸出類型3．開關(guān)量輸入通道3個(gè)獨(dú)立的DI、24VCD、125VCD、120VCD可送由跳線器決定DI由輸入隔離塊、閥值檢測塊以及數(shù)字I/O緩沖器組成4．開關(guān)量輸出通道主要由：輸出隔離塊、驅(qū)動器以及數(shù)字I/O緩沖器5．子模件擴(kuò)展總線接口子模件擴(kuò)展總線接口識別從子模件擴(kuò)展送到CIS的信息，信息包括控制信號、子模件的地址和數(shù)據(jù)。地址信號來自于模件組態(tài)中功能碼79S1定義的地址，該地址必須和CIS上地址開關(guān)S1設(shè)置的一致。功能6．總線故障計(jì)時(shí)器由于模件擴(kuò)展導(dǎo)線時(shí)鐘進(jìn)行復(fù)位。如總線時(shí)鐘停止，則總線故障計(jì)時(shí)器在10毫秒內(nèi)停止。此時(shí)不能進(jìn)行數(shù)據(jù)量傳輸，模擬量輸出也設(shè)位隱含值。7．模件數(shù)據(jù)①輸入、輸出數(shù)據(jù)MFP從CIS上讀取的模擬量輸入數(shù)字量輸入和模擬量輸出回讀值，還有MFP送往CIS的模擬量和數(shù)字量。用來監(jiān)控生產(chǎn)過程并檢驗(yàn)CIS是否正確工作。②狀態(tài)數(shù)據(jù)8位，定義子模件并指示由模擬量隱含開關(guān)S2設(shè)置的隱含值。二、CIS的板邊連接(TemplateInterconnectionofCIS) 電源子擴(kuò)展I/O三、CIS的開關(guān)和跳線器設(shè)置（SetupofDipswitchandJumper）CIS02有三個(gè)開關(guān)和6個(gè)跳線器1.

子模件地址開關(guān)S18位開關(guān)：1.2不同3~8地址，該地址與功能碼79上的地址相對應(yīng)。2.

模擬量輸出隱含開關(guān)S2確定CIS模擬量輸出的隱含值。系統(tǒng)上電或停機(jī)時(shí)輸出這些值。AO1AO2開關(guān)1、4不用放在CLOSED3.

模擬量輸出方式開關(guān)S34.

數(shù)字量輸入跳線器的設(shè)置輸出點(diǎn)的消振時(shí)間決定CIS數(shù)字輸入快(1.5ms),慢速17ms：DI111-22-32-33-43-4

41-22-33-42-33-4DI221-22-32-33-43-4

51-22-33-42-33-4DI331-22-32-33-43-4

61-22-33-42-33-4

120VAC125VPC125VVC24VDC24VDC

四、CIS的端子單元NTCS04(TerminateofCIS)為了使CIS正確工作，適應(yīng)特定的外部輸入輸出信號必須對NTCS02進(jìn)行硬件組態(tài)。即設(shè)置好其上的9個(gè)跨接器。XU1~4組態(tài)AI的供電方式及信號輸入方式XU5~7組態(tài)DI的供電方式XU8組態(tài)MFP帶SAC數(shù)量及方式。XU9組態(tài)AO的輸出方式，必須與S3一致，具體設(shè)置見表2-7。

作業(yè)：CIS02子模件開關(guān)S1有什么用?開關(guān)S2有什么用?

第5次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

其他幾種子模件

教學(xué)目的與要求

了解子模件功能，信號類型，掌握子模件的使用方法

教學(xué)內(nèi)容

一、ASI23二、FEC12三、DSI12四、DSO14

重點(diǎn)

子模件的使用

難點(diǎn)

挑線器的設(shè)置原理

作業(yè)

1

教具與掛圖

教學(xué)過程(組織與方法)

1.復(fù)習(xí)Symphony的組成2.講授沈陽工程學(xué)院第1頁

其它幾種子模件（OtherSlaveModule）過程控制單元HCU內(nèi)除具有通信模件、智能控制主模件、控制輸入輸出子模件外，還具有多種類型適合現(xiàn)場I/O的子模件。制器模件通過子總線可以連接64個(gè)子模件，而子模件又具有不同的信號通道，以滿足現(xiàn)場各種信息連接的需要。I/O子模件的一般特性·所有子模件均是單印刷電路板，并占模件安裝單元MMU一個(gè)槽位的模件；·每一模件具有前面板及后部的板邊連接器P1、P2、P3；P1：提供模件使用的電源；P2：提供與控制器通信的X.B；P3：提供與現(xiàn)場的連接點(diǎn)；·每一配置的子模件，通過子總線與其相對應(yīng)的主模件控制器通信，為主模件提供I/O通道及相應(yīng)的信號預(yù)處理；·接受處理器的診斷，隨時(shí)通報(bào)模件通道的狀態(tài)；·輸出類子模件具有輸出回讀及隱含輸出特性，保證輸出的正確性；·每一子模件均具有與之相對應(yīng)的端子單元，并通過電纜與模件連接；·模件使用開關(guān)及跳線器設(shè)置包括地址和通道性質(zhì)的有關(guān)特性；一、模擬輸入子模件（AnalogInputSlaveModule）IMASI23是通用模擬量信號輸入的子模件。它不僅能夠有效地處理多種標(biāo)準(zhǔn)高電平信號，而且還能夠處理多種類型的低電平信號，來滿足現(xiàn)場過程控制連接的需要。IMASI23是一復(fù)合電路板，并占模件安裝單元一個(gè)槽位的標(biāo)準(zhǔn)模件。在模件的前面板具有2個(gè)LED，用來顯示模件狀態(tài)；在模件的后部具有P1、P2、P3板邊連接器，用來連接模件需要的電源、總線、現(xiàn)場信號等。1、IMASI23模件的功能方塊圖·隔離放大器：·隔離的A/D轉(zhuǎn)換器·數(shù)字輸入多路選擇器·處理器和存儲器PROM存放的是CPU的操作程序；NVRAM存放的是補(bǔ)償和校驗(yàn)參數(shù)；SRAM存放的是過程采集的數(shù)據(jù)；DPRAM完成主、子模件間通過子總線交換的數(shù)據(jù)；2、IMASI23模件的輸入特性通道數(shù)量16路獨(dú)立的高/低電平信號輸入通道通道性質(zhì)高電平：1~5V、4~20mA、0~5V、-10~10V、0~10VDC低電平：TC：E、J、K、L、N、R、S、T、U、中國E、SRTD：10W銅電阻、Pt100W鉑電阻、Ni120W鎳電阻、中國53W銅電阻MV：-100~+100mVDC測量精度4~20mA：0.02%TC/mV：0.03%RTD：0.05%相對應(yīng)的功能碼FC215、FC216、FC217端子及電纜NTAI06、NKAS01其中功能碼的功能：控制器在針對IMASI23子模件通道進(jìn)行組態(tài)時(shí)，應(yīng)選用一個(gè)FC215功能碼，來描述通用特性；每一通道選用一個(gè)FC216功能碼，來描述每一通道的特性。3、IMASI23模件的有關(guān)開關(guān)及跳線器的設(shè)置模件開關(guān)及跳線器塊的位置圖跳線器的設(shè)置IMASI23模件的每一通道具有16組跳線器，用來設(shè)置通道的特性。4、NTAI06端子單元的設(shè)置IMASI23模件通過NKAS01電纜分兩路與NTAI06端子連接。其中P1插座可接入1~10，10路信號，P2接入11~16，6路信號。NTAI06端子上具有64個(gè)跳線器J1~J64，用來設(shè)置輸入通道的性質(zhì)。NTAI06跳線器的設(shè)置

輸入類型J1~J32跳線器J33~J48跳線器J49~J64跳線器單端電壓輸入1~21~22~3差動電壓輸入1~21~21~24~20mA(系統(tǒng)供電)2~32~32~34~20mA(外部供電)1~22~31~23線RTD1~21~21~2

二、高電平模擬輸入子模件（HighVoltageAnalogInputSlaveModule）IMFEC12是連接標(biāo)準(zhǔn)高電平電壓、電流模擬輸入信號的子模件。它與控制器通過子總線通信，為控制器模件提供標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場模擬信號。IMFEC11是一專門的高電平或現(xiàn)場總線信號輸入的子模件。它與控制器通過子總線通信，為其提供現(xiàn)場信號。它可處理頻移鍵控FSK信號，并以點(diǎn)對點(diǎn)方式或數(shù)字總線方式連接。這一模件不僅能夠連接15臺智能變送器，而且還能夠用兩條總線，連接15臺與其通信協(xié)議相適應(yīng)的智能變送器和其它智能設(shè)備。1、IMFEC12模件的主要結(jié)構(gòu)框圖方塊圖中的功能塊具有如下特性·模件輸入：電流電壓轉(zhuǎn)換器：將現(xiàn)場采集的模擬電流信號變成電壓信號；模擬輸入濾波器：每一輸入通道具有2個(gè)濾波器(低通濾波器)；模擬多路選擇器：將從15路現(xiàn)場采集的輸入信號、模件產(chǎn)生的參考電壓等信號中選擇，而后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器；·微處理器和控制邏輯：該模件的核心部件主要包括：微處理器、存儲器、緩沖器、FIFO（先入先出）寄存器等。微處理器和控制邏輯的主要功能包括：在RAM中存儲數(shù)據(jù)；通過A/D控制電路實(shí)現(xiàn)模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換的調(diào)整；讀或傳遞數(shù)據(jù)至控制器模件；·模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器：它包括：雙斜率積分器、ADC轉(zhuǎn)換控制電路等。A/D控制電路提供控制邏輯來控制雙斜率積分器的工作。A/D可分三段進(jìn)行轉(zhuǎn)換即：輸入積分段、具有標(biāo)準(zhǔn)+10V或-10V參考電壓的反積分、積分或反積分的清零等?！/O子總線接口：將已數(shù)字化的現(xiàn)場信號或信號質(zhì)量判別信號傳遞至控制器，同時(shí)可寫入控制器的相應(yīng)要求；IMFEC12模件典型的輸入電路2、IMFEC12模件的通道特性通道數(shù)量15路獨(dú)立高電平信號輸入通道通道性質(zhì)1~5V、4~20mA、-10~+10V、0~1V、0~10V、0~5VDC測量精度4~20mADC：0.1%1~5VDC：0.1%0~5VDC：0.1%0~10VDC：0.1%-10~+10VDC：0.1%0~1VDC：0.25%端子及電纜NTAI05、NKTU01相對應(yīng)的功能碼FC132X33、IMFEC12模件的有關(guān)設(shè)置有關(guān)IMFEC12模件跳線器的設(shè)置問題IMFEC112模件其輸入的缺省值為電壓方式，而對于現(xiàn)場的電流輸入，由于使用了NTAI05端子，其電流的轉(zhuǎn)換將在端子上完成，所以該模件不需要使用跳線器設(shè)置。當(dāng)然，模件在使用其它端子時(shí)，模件仍需要對其進(jìn)行設(shè)置。模件結(jié)構(gòu)圖中的J1~J4跳線器是針對IMFEC11現(xiàn)場總線設(shè)置用的；J6~J20是針對IMFEC12使用其它端子時(shí)設(shè)置用的跳線器；4、模件使用端子NTAI05端子單元的設(shè)置在NTAI05上具有XU1~XU17跨接器。其中XU1~XU15用來設(shè)置每一通道的供電、單端/差動等輸入方式；其中XU16沒有使用；其中XU17用來設(shè)置輸入信號類型；三、數(shù)字輸入子模件（DigitalInputSlaveModule）IMDSI1X是為控制器模件提供數(shù)字輸入通道的子模件。它具有前面板和單印刷電路板，以及板邊連接器。該模件前面板具有的LED，將顯示每一通道的輸入狀態(tài)。這一系列的模件其輸入特性有所不同。1、IMDSI1X系列的功能結(jié)構(gòu)框圖

·I/O總線接口：它是一個(gè)傳統(tǒng)的IC電路，其通信協(xié)議均已集成在電路中。該接口把控制器與該模件連接在一起，允許控制模件讀取輸入數(shù)據(jù)；這個(gè)接口具有以下功能：·控制邏輯塊：它允許控制器模件自動讀點(diǎn)數(shù)據(jù)或狀態(tài)數(shù)據(jù)。它具有緩沖區(qū)把現(xiàn)場輸入信號存入該區(qū)內(nèi)；·數(shù)字輸入隔離塊：它具有限流器、光電隔離器等。它為模件提供輸入電路與控制邏輯、現(xiàn)場輸入與模件輸入及通道間的相互隔離。其隔離電壓為1,500VDC。它在輸入端呈現(xiàn)的高阻抗，將提高電路防護(hù)現(xiàn)場數(shù)字輸入高能沖擊的能力。同時(shí)，它具有的低通濾波器，可增強(qiáng)電路對持續(xù)快速峰值電壓的保護(hù)功能；·閥值檢測塊：該塊實(shí)際上是一個(gè)比較器，它將對輸入電壓進(jìn)行測試，以確認(rèn)輸入電壓與設(shè)定電壓是否一致，并驅(qū)動LEDs顯示通道的ON/OFF；·模件數(shù)據(jù)：該模件具有輸入點(diǎn)數(shù)據(jù)（2個(gè)字節(jié)），用來描述每一通道的輸入狀態(tài)；另外，它還具有狀態(tài)數(shù)據(jù)來描述信號的質(zhì)量；2、IMDSI1X系列模件的輸入特性通道數(shù)量16路具有光電隔離的數(shù)字輸入通道通道性質(zhì)IMDSI12：24VDC/48VDC/125VDC/120VACIMDSI13：24VDCIMDSI14：48VDCIMDSI15：125VDC/120VAC相對應(yīng)的功能碼FC84端子及電纜NTDI01、NKTU013、IMDSI系列有關(guān)模件的開關(guān)、跳線器的設(shè)置模件相關(guān)跳線器的設(shè)置。請注意：使用單數(shù)跳線器設(shè)置信號電平，使用雙數(shù)跳線器設(shè)置電壓類型。單數(shù)的跳線器用來設(shè)置電壓等級，雙數(shù)跳線器設(shè)置電壓類型。IMDSI1X模件開關(guān)位置及典型的輸入電路4、NTDI01端子的設(shè)置在該端子上具有17個(gè)跨接器四、數(shù)字輸出子模件（DigitaOotputSlaveModule）

IMDSO14數(shù)字輸出模件具有前面板和P1~P3板邊連接器。它是一個(gè)單印刷電路板的模件。這一模件具有16路的數(shù)字輸出。1、模件的功能框圖·數(shù)字輸出：它具有兩套輸出電路分A組和B組，并且具有16個(gè)集電極開路的數(shù)字開關(guān)、光電耦合器為通道提供隔離；·I/O總線接口塊：它一方面在子模件與控制模件間建立聯(lián)系，另一方面它的故障檢測器隨時(shí)監(jiān)視總線狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)問題或出現(xiàn)超時(shí)將終止通信，模件輸出改為隱含值狀態(tài)；·隱含值寄存器：它存儲了控制模件在故障時(shí)，該模件輸出的由FC128組態(tài)而預(yù)先設(shè)定的狀態(tài)；·輸出寄存器：控制處理器模件把控制輸出送往這一模件的存儲器，它存儲了控制模件輸出的數(shù)據(jù)；·狀態(tài)緩沖器：它可提供輸出狀態(tài)及模件識別和狀態(tài)信息；·隱含控制邏輯塊：它是一位鎖存寄存器。它將傳送信號至數(shù)據(jù)選擇塊，來從兩種數(shù)據(jù)中選擇；·數(shù)據(jù)選擇器：它在控制輸出及隱含值輸出間選擇；IMDSO14模件的功能方塊圖如圖

2、IMDSO14數(shù)字輸出特性通道數(shù)量16路光電離的數(shù)字輸出通道通道性質(zhì)IMDSO14：250mA/24VDC、125mA/48VDC相對應(yīng)的功能碼FC83、FC128(設(shè)置隱含值)端子及電纜NTDI01、NKTU01IMDSO14模件的開關(guān)位置及典型的輸出電路

3、NTDI01端子單元的設(shè)置

作業(yè)：ASI23包含哪些開關(guān)，如何設(shè)置？

第6次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

功能碼及其應(yīng)用（一）

教學(xué)目的與要求

了解功能碼的定義，掌握如何利用功能碼進(jìn)行組態(tài)

教學(xué)內(nèi)容

一、概述二、常用的功能碼

重點(diǎn)

功能碼的使用方法

難點(diǎn)

FC35的使用

作業(yè)

1

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1.

與實(shí)驗(yàn)結(jié)合引入功能碼的基本概念2.

講授3.

布置預(yù)習(xí)沈陽工程學(xué)院第1頁

功能碼及其應(yīng)用（一）（FunctionCodeanditsApplications（I）一、概述(Intruction)1.

什么是功能塊？2.

功能塊的三個(gè)要求3.

功能塊的應(yīng)用二、常用的功能碼(FunctionCodeUsedwidely)1、基本知識?產(chǎn)生例外報(bào)告的功能碼–FC30模擬例外報(bào)告(標(biāo)簽類型：ANALOG)–FC45數(shù)字例外報(bào)告(標(biāo)簽類型：DIGITAL)–FC62遠(yuǎn)方控制存儲器RCM(標(biāo)簽類型：RCM)–FC68遠(yuǎn)方手動設(shè)制常數(shù)RMSC(標(biāo)簽類型：RMSC)–FC80控制站(標(biāo)簽類型：STATION)–FC123設(shè)備驅(qū)動器DD(標(biāo)簽類型：DD)–FC129多狀態(tài)設(shè)備驅(qū)動器MSDD(標(biāo)簽類型：MSDD)–FC136遠(yuǎn)方馬達(dá)控制器RMC(標(biāo)簽類型：RMC)–FC177模擬數(shù)據(jù)采集(標(biāo)簽類型：DANG)–FC211數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)采集(標(biāo)簽類型：DADIG)過程量輸入輸出功能碼－RackI/OFC79控制接口子模件(IMCIS02/12)FC83數(shù)字輸出組(IMDSO01/02/03/04/14/15)FC84數(shù)字輸入組(IMDSI02/12/13/14/15;IMDSM05)FC96冗余模擬輸入FC97冗余數(shù)字輸入FC102脈沖輸入/周期(IMDSM04)FC103脈沖輸入/頻率(IMDSM04)FC104脈沖輸入/累加(IMDSM04)FC79控制接口子模件(IMCIS02/12)FC83數(shù)字輸出組(IMDSO01/02/03/04/14/15)FC84數(shù)字輸入組(IMDSI02/12/13/14/15;IMDSM05)FC96冗余模擬輸入FC97冗余數(shù)字輸入FC102脈沖輸入/周期(IMDSM04)FC103脈沖輸入/頻率(IMDSM04)FC104脈沖輸入/累加(IMDSM04)FC114BCD輸入FC115BCD輸出FC128子模件隱含定義(IMDSO)FC132模擬輸入/子模件(IMASI02orIMFEC12;IMFBS01orIMFEC11)FC133智能變送器定義FC145頻率計(jì)數(shù)/子模件(IMFCS01)FC146遠(yuǎn)方I/O子模件接口(RIO01/02)FC149模擬輸出子模件(IMASO01/11)FC150液壓伺服子模件(IMHSS01/02/03)FC210順序事件子模件FC215增強(qiáng)模擬子模件定義(IMASI03/13)FC216增強(qiáng)模擬點(diǎn)定義(IMASI03/13)FC217增強(qiáng)模擬校準(zhǔn)命令(IMASI03/13)2、常用的功能碼?函數(shù)FC1?可產(chǎn)生一個(gè)五段折線來反映輸入與輸出之間的關(guān)系。?手動設(shè)置常數(shù)FC2該功能碼能提供一個(gè)人工調(diào)整的帶有工程單位的輸出，這個(gè)輸出可用作其他塊的輸入。?超前/滯后FC3超前/滯后功能碼能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號濾波功能。

注：S4和S5是時(shí)間常數(shù)，定義為前一輸出值和當(dāng)前輸出值之差減少63.2%所花的時(shí)間。經(jīng)過5倍時(shí)間常數(shù)之后，輸出將基本與新的輸入值匹配。S4、S5可用下式計(jì)算：S4和S5＝t/5t=轉(zhuǎn)換時(shí)間(秒)。?平方根FC7本功能以工程單位計(jì)算輸入信號<S1>的平方根。它的輸出等于一個(gè)系數(shù)S2乘以輸入值的平方根。方程是：輸出=S2*SQRT(<S1>)?變化率限制器FC8在輸入的變化速率不超過指定的限制值(S3和S4)時(shí)，該功能碼的輸出就始終和輸入相同。當(dāng)輸入的變化速率大于該限制值時(shí)，它的輸出將按該限定值所決定的速率改變，直到輸出等于輸入為止。?模擬轉(zhuǎn)換器FC9該功能碼根據(jù)布爾輸入<S3>選取兩個(gè)輸入中的一個(gè)。輸出等于被選的輸入。有兩個(gè)時(shí)間常數(shù)提供在兩個(gè)方向上的平滑切換。?高低比較器FC12該功能碼有兩個(gè)輸出。當(dāng)輸入等于或超過高限時(shí)，輸出N為邏輯1；當(dāng)輸入等于或小于低限時(shí)，輸出N＋1為邏輯1；當(dāng)輸入的值在兩個(gè)規(guī)定限制之間時(shí)，則兩個(gè)輸出都為0。?整數(shù)轉(zhuǎn)換器FC13該功能碼為轉(zhuǎn)換整數(shù)值提供一個(gè)手段。當(dāng)<S3>等于0時(shí)，輸出等于<S1>。當(dāng)<S3>等于1時(shí)，輸出等于<S2>。?二輸入輸入加法器FC15明本功能碼計(jì)算2個(gè)輸入的加權(quán)代數(shù)和。方程是：輸出=<S1>(S3)+<S2><S4>?PID運(yùn)算(PVandSPFC19)對過程變量(PV)和設(shè)定點(diǎn)(SP)輸入形成的偏差信號進(jìn)行比例、積分和微分運(yùn)算。n正作用：輸出(%)=(<S1>-<S2>)×[<S5>×(<S6>+<S7>I+<S8>D)]n反作用：輸出(%)=(<S2>-<S1>)×[<S5>×(<S6>+<S7>I+<S8>D)]?自適應(yīng)FC24該功能碼可對系統(tǒng)中的任意可調(diào)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。?模擬例外報(bào)告FC30如果超過時(shí)間限制或信號發(fā)生重大變化，本功能碼就把輸入值送到環(huán)路。如果高限或低限越限，還產(chǎn)生一個(gè)報(bào)警。?質(zhì)量檢測FC31功能碼用來檢測四個(gè)以下輸入點(diǎn)的質(zhì)量。它是一個(gè)四輸入的邏輯“或”。?記憶FC34記憶功能碼當(dāng)它的兩個(gè)輸入都是邏輯0時(shí)，記憶它以前的輸出。S1是設(shè)置(S)輸入，S2是復(fù)位(R)的輸入。當(dāng)這兩個(gè)輸入都為1時(shí)，輸出反映S4指定的超持狀態(tài)。S3是初始狀態(tài)標(biāo)志。在電源合閘或模件復(fù)位之后，它將按S3中規(guī)定的值輸出。應(yīng)用舉例假設(shè)按以下方式控制一臺風(fēng)機(jī)：n當(dāng)空氣溫度達(dá)到21℃時(shí)，風(fēng)機(jī)自動接通；n當(dāng)空氣溫度低于15℃時(shí)，風(fēng)機(jī)自動斷開；n風(fēng)機(jī)接收一個(gè)數(shù)字1信號時(shí)接通，當(dāng)它接收一個(gè)數(shù)字0信號時(shí)斷開n從下面組態(tài)可看出：當(dāng)t>21℃時(shí)，<S1>=1，<S2>=0，輸出＝1，風(fēng)機(jī)開；當(dāng)15℃<t<21℃時(shí)，<S1>=0，<S2>=0，輸出不變，風(fēng)機(jī)繼續(xù)開；當(dāng)t<15℃時(shí)，<S1>=0，<S2>=1，輸出＝0，風(fēng)機(jī)關(guān)。

?計(jì)時(shí)器FC35計(jì)時(shí)器功能碼能實(shí)現(xiàn)計(jì)時(shí)、脈沖計(jì)時(shí)或暫停延時(shí)功能。計(jì)時(shí)方式由S2指定，計(jì)時(shí)間隔由S3給出。

?數(shù)字例外報(bào)告FC45如果超過時(shí)間限制或狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，本功能碼就把輸入值送到環(huán)路。

作業(yè)：如何利用FC35實(shí)現(xiàn)定時(shí)20秒？

第7次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

功能碼及其應(yīng)用(二)

教學(xué)目的與要求

了解功能碼的定義，掌握如何利用功能碼進(jìn)行組態(tài)

教學(xué)內(nèi)容

常用的功能碼

重點(diǎn)

功能碼的使用方法

難點(diǎn)

PID功能碼的應(yīng)用

作業(yè)

1

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1、復(fù)習(xí)功能碼的基本概念2、講授3、布置作業(yè)沈陽工程學(xué)院第1頁

功能碼及其應(yīng)用(二)（FunctionCodeanditsApplications（II）?模擬趨勢FC66根據(jù)要求的分辨率收集趨勢數(shù)據(jù)。正常趨勢每60秒收集一次趨勢數(shù)據(jù)，快速趨勢每15秒收集一次趨勢數(shù)據(jù)。

?模擬輸入/環(huán)路FC26本功能碼用來從同一環(huán)路上不同過程控制單元中的另一模件中經(jīng)過環(huán)路采集一個(gè)模擬輸入信號。?模擬輸入/環(huán)路FC42本功能用來從同一環(huán)路上不同過程控制單元中的另一模件中經(jīng)過環(huán)路采集一個(gè)數(shù)字輸入信號。?遙控手動設(shè)置常數(shù)FC68遙控手動設(shè)置常數(shù)(RMSC)允許由操作臺或其它設(shè)備(如經(jīng)由NIU的工廠計(jì)算機(jī))把一個(gè)常數(shù)輸入到控制邏輯中?控制站FC80該功能碼用于把模擬控制站接口到控制器，它提供了基本站、串級站和比率站的功能。

?控制輸入輸出子模件FC79該功能碼用于把控制I/O子模件接口到控制器?？刂艻/O子模件處理4A1,2AO,3DI及4DO。

S12-S14是三個(gè)數(shù)字輸入的邏輯檢測定義，其定義如下：1＝正向作用(邏輯0＝開；邏輯1＝關(guān));0＝反向作用(邏輯0＝關(guān)；邏輯1＝開)。?數(shù)字輸出組FC83

本功能碼把一個(gè)八個(gè)輸出的組寫到IMDSO01/02/03/04/14/15或IMDSM05數(shù)字子模件。

數(shù)字輸入組FC84本功能碼從IMDSI02/12/13/14/15或IMDSM05數(shù)字子模件讀入一組8個(gè)輸入。

新型PID控制器FC156新型PID控制器完成比例積分微分控制器的功能。本功能碼與傳統(tǒng)PID控制器(FC18和FC19)相比有如下特點(diǎn)：前饋控制直接包括在PID控制器內(nèi)；對微分作用的算法作了改進(jìn)；由于引進(jìn)外部積分或手動積分信號而改進(jìn)了算法；在串級組態(tài)方式時(shí)，當(dāng)遇到限制值時(shí)，禁止增加和禁止減少信號能約束控制器的輸出。這樣當(dāng)付回路達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)能夠防止主回路出現(xiàn)積分飽和；既可執(zhí)行無相互影響的PID控制算法，也可執(zhí)行有相互影響的經(jīng)典的PID控制算法；具有快速飽和恢復(fù)選擇。S1過程變量輸入的塊地址S2設(shè)定點(diǎn)的塊地址。S3跟蹤參考信號的塊地址S4跟蹤標(biāo)志的塊地址。1＝跟蹤；0＝釋放S5外部積分或手動積分的塊地址。當(dāng)S18的算法類型選為2時(shí)，計(jì)算引入外部積分信號時(shí)，當(dāng)S18的算法類型選為3時(shí)它為手動積分S6前饋信號塊地址S7、8不用S9禁止增加的快地址0=正常1=禁增S10禁止減小得快地址0=正常1=禁減S11增益放大系數(shù)S12比例增益S13積分常數(shù)1/分S14微分增益分S15微分滯后常數(shù)10/20S16輸出上限S17輸出下限S18算法類型S19積分限制類型S20設(shè)定值調(diào)整器S21正反作用開關(guān)

作業(yè)：FC79的S1參數(shù)如何設(shè)？

第8次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

工程師站

教學(xué)目的與要求

掌握EWS的組成，工作方式，組態(tài)方法，以及EWS在Composer系統(tǒng)中的連接方式。

教學(xué)內(nèi)容

一、EWS的組成二、EWS的工作方式三、EWS的連接方式四、EWS組態(tài)步驟五、Composer的使用

重點(diǎn)

Composer的使用

難點(diǎn)

組態(tài)方法

作業(yè)

2

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1、復(fù)習(xí)、Symphony結(jié)構(gòu)2、講授3、布置思考沈陽工程學(xué)院第1頁

工程師站(EngineeringWorkStation)一、EWS的基本構(gòu)成(TheCompositionofEWS)硬件：主機(jī)打印機(jī)/繪圖儀貝利彩色圖形適配卡軟件：SCADSCDGTEXTLADDEREXERPT-90二、EWS的工作方式(TheOperationFashionofEWS)在線：監(jiān)視下裝調(diào)整診斷離線：組態(tài)設(shè)計(jì)三、EWS在INFI-90系統(tǒng)中的連接方式(LinkmethodofEWS)節(jié)點(diǎn)直接與PCU四、EWS的組態(tài)步驟(TheconfigrationstopofEWS)1．建立一個(gè)項(xiàng)目或進(jìn)入一個(gè)已有的項(xiàng)目。2．添加一個(gè)環(huán)路。new-loop3．添加HCV。new-HCV4．添加控制邏輯文件。new-controller5．調(diào)入圖況。從Exchange窗口中，選System再送Border（AHBORD、AVBORD），用鼠標(biāo)拖入工作區(qū)。6．調(diào)入交叉參考符，填入I/O信號說明。從Exchange窗口中，選System再選CrossReference（IREF、OREF、IREFO），雙擊交叉圖形，在彈出對話窗口中填寫信號說明。7．調(diào)入功能碼，并填入塊地址及規(guī)格參數(shù)。從Exchange窗口中，選System再選Functioncode，選擇所需的功能碼，拖入圖中相應(yīng)的位置。（其中包括從其他HCO成其他控制器來的信號）。雙擊功能碼，在彈出對話窗口中填入塊號及規(guī)格參數(shù)。8．連線形成控制邏輯。選中工具欄上signal，用鼠標(biāo)點(diǎn)中要連的點(diǎn)，單擊左鍵后拖至目標(biāo)點(diǎn)，再單擊左鍵。9．分配標(biāo)簽。對于產(chǎn)生例外報(bào)告的功能碼，賦予一個(gè)標(biāo)簽（TAG），填空后會自動進(jìn)入標(biāo)簽庫中。用鼠標(biāo)右鍵單擊能產(chǎn)生例外報(bào)告的功能塊，在彈出菜單中選則“AssignTag”，在彈出的對話框中輸入標(biāo)簽名說明等內(nèi)容。10．

根據(jù)需要填入注釋（可選）。從Tools菜單下選Text或在工具欄上選T，填入說明文字。11．

存盤。FileSave12．

退出。FileExit13．

根據(jù)需要重復(fù)4-11步完成整個(gè)控制器組態(tài)圖的繪制。14．

編譯。按控制器—按CPU—按環(huán)路五、composer的使用1、Composer的軟件組成

可選ClientSoftwareConductorVMS畫面組態(tài)工具GDC(SETCGDC);ConductorNT畫面組態(tài)工具GrafX(SETCGRX);Batch90(SETCB90);MasterRecipeEditor(SETCMRE);UserDefinedFunctionCodeLanguage(SETCUDF);PhaseXLogicLanguage(SETCPHX)

2、composer的軟件環(huán)境composer的窗口組成：Exchange交換systemArchitecture系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Output信息輸出Exchange窗口中的內(nèi)容該窗口包含了許多系統(tǒng)提供的資源庫件（CAD/畫面）主要有：consolesymbol文件夾logicpalette文件夾system文件夾BorderFunctioncodesConstantBlocksCrossReferenceSystemArchitecture一個(gè)具體工程包含的全部結(jié)構(gòu)樹。項(xiàng)目Projects控制網(wǎng)絡(luò)：HCUMFP1MFP2HCUConsleSOEList：EngineerUnitDescriptorsLogicStationDescriptorsAlarmCommentsTagListTrendList輸出（OUTPUT）窗口反饋信息（5個(gè)按鈕）：General、Convert、Compile、Export、SLV

思考題：如何利用composer進(jìn)行控制策略的組態(tài)？

第9次課教案

分散控制系統(tǒng)課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

Composer的使用

教學(xué)目的與要求

掌握Composer軟件工程上常用的功能，了解人系統(tǒng)接口組態(tài)的方法。

教學(xué)內(nèi)容

一、項(xiàng)目的管理二、控制設(shè)備的組態(tài)三、通信的建立四、操作站的組態(tài)五、列表六、監(jiān)視/調(diào)整組態(tài)七、在線組態(tài)

重點(diǎn)

監(jiān)視和調(diào)整功能

難點(diǎn)

在線組態(tài)

作業(yè)

自編作業(yè)2

教具與掛圖

投影

教學(xué)過程(組織與方法)

1、講授2、布置思考沈陽工程學(xué)院第1頁

Composer的使用(UsageofComposer)

一、項(xiàng)目的管理（ManagementofProject）1．創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目在composer窗口的菜單下選擇NEW填入項(xiàng)目名稱及存放的文件夾OK2．打開已有項(xiàng)目在窗口的菜單下選open選擇要打開的項(xiàng)目名稱

二、控制設(shè)備的組態(tài)(ConfigrationofControlEquipment)添加一個(gè)新的LOOP在項(xiàng)目名稱下，按右鍵選NEW-LOOP,填入LOOP的名字及地址對LOOP的操作有：標(biāo)簽同步編譯添加HCU在LOOP名稱下，按右鍵選NEW-HCU,填入HCU的名字及地址對HCU的操作有：標(biāo)簽同步編譯ON-LINE功能

增加一個(gè)新的控制器到HCU中去1、用鼠標(biāo)右鍵單擊Harmony控制單元2、在彈出菜單中選New-controller3、填入所增加的控制器的名稱、地址、類型、主/后備、固件版本及標(biāo)識4、點(diǎn)擊OK對控制器的操作有：拷貝控制器刪除移動控制器打印控制邏輯文件更改控制器名標(biāo)簽同步查看屬性建立新的控制邏輯文件（名：LPPMMYYZ）編輯組態(tài)文件針對控制器實(shí)時(shí)操作：

改變控制器的工作方式：Runtimer→Mode: Configure Execute Restart Initialize下載組態(tài)：鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)控制器，選Runtimer→LoadControllerFirmware在對話框中填入要下載的文件點(diǎn)Download上傳組態(tài)：Runtimer→SaveFromController查看控制器的組態(tài)（增、減塊）查看組態(tài)：按塊序、按范圍、按功能校驗(yàn)組態(tài)文件：組態(tài)文件與控制器內(nèi)組態(tài)比較圖形文件與控制器內(nèi)組態(tài)比較更新組態(tài)文件查看控制器的狀態(tài)及問題報(bào)告：Runtimer→Reportsproblem→Status在線組態(tài)：選擇后備MFP點(diǎn)右鍵→Runtime→OnlineConfigurating查看塊的使用情況排列圖紙功能塊管理三、通信的建立(creatcommunication)在結(jié)構(gòu)窗內(nèi)菜單選項(xiàng)中選Runtime功能項(xiàng)組態(tài)Configure：組態(tài)ComposerClient：輸入接口種類 Server名稱 選擇Client與Server間的切換 Local與TCP/IP合為一 輸入Server通訊口名稱/編號 OK連接Connect：與Cnet相連：接口名斷開Disconnect重名Restart

四、操作站的組態(tài)(operactorconfigration)添加操作站1、用鼠標(biāo)右鍵單擊控制網(wǎng)絡(luò)2、在彈出菜單中選擇New→Console3、在對話框中輸入Console的名稱、節(jié)點(diǎn)地址和類型、版本、相關(guān)信息4、點(diǎn)擊OK拷貝刪除文件導(dǎo)入移動改名查看屬性增加一個(gè)畫面組1、用鼠標(biāo)右鍵單擊Console2、在彈出菜單中選擇New→DisplayGroup3、在對話框中輸入畫面組的名稱4、點(diǎn)擊OK增加一個(gè)新畫面1、用鼠標(biāo)右鍵單擊畫面組2、從彈出菜單中選擇New→Display3、在對話框中輸入畫面名稱4、點(diǎn)擊OK五、列表(list)在Composer中有五種類型的列表工程單位描述符（EUD）唯一（一個(gè)項(xiàng)目只有一個(gè)）邏輯狀態(tài)描述符(LSD)唯一（一個(gè)項(xiàng)目只有一個(gè)）報(bào)警說明(AC)唯一（一個(gè)項(xiàng)目只有一個(gè)）標(biāo)簽唯一（一個(gè)項(xiàng)目只有一個(gè)）趨勢增加標(biāo)簽或趨勢列表1、用鼠標(biāo)右鍵單擊List符號2、在彈出菜單中選擇New→Taglist\Trendlist3、在對話框中輸入列表名稱4、點(diǎn)擊OK

編輯列表1、選擇列表2、在View菜單中選擇DataBrowser或用鼠標(biāo)右鍵單擊列表，在彈出菜單中選擇Edit，編輯列表字段3、進(jìn)行編輯導(dǎo)入標(biāo)簽或趨勢列表1、用鼠標(biāo)右鍵單擊List符號2、在彈出菜單中選擇Import→Taglist或Import→Trendlist3、輸入要導(dǎo)入列表的名稱及其路徑4、在Name字段中輸入導(dǎo)入列表使用的名稱5、如果Typt/Rev字段的設(shè)備undetermined，則應(yīng)選擇Consolt的類型和版本6、選擇查看的選項(xiàng)7、OK六、監(jiān)視/調(diào)整組態(tài)(monitorandturningconfigration)1.

從窗口的菜單下選，建立與控制網(wǎng)絡(luò)的通信。2.

從項(xiàng)目樹中選則相應(yīng)的控制器。3.

打開該控制器所要監(jiān)視調(diào)整的控制邏輯文件，此時(shí)將自動啟動應(yīng)用程序。4.

在窗口的菜單下選擇或直接點(diǎn)擊工具欄上的，進(jìn)入監(jiān)視調(diào)整方式。5.

監(jiān)視圖中各功能塊的輸出。6.

用鼠標(biāo)左鍵雙擊所要調(diào)整的功能塊，可對其可調(diào)規(guī)格參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。

七、在線組態(tài)(onlineconfigration)前提：1．控制器冗余配置。2．控制器設(shè)備允許在線組態(tài)方式。3．修改控制方案切實(shí)可行，在短時(shí)間內(nèi)可以完成。條件：1．不能刪除已經(jīng)存在的功能塊。2．規(guī)格參數(shù)的修改不應(yīng)引起該功能塊內(nèi)存的增加。3．所增加的功能塊只能放在該分段控制塊的最后一個(gè)塊之后。過程/步驟0．首先備份要進(jìn)行組態(tài)修改的控制器組態(tài)。1．確認(rèn)主、備份控制器均為執(zhí)行方式（地址n,n+1）。2．鼠標(biāo)右鍵單擊控制器。3．選RUNTine→OnlineConfiguration。4．此時(shí)出現(xiàn)請求，確認(rèn)繼續(xù)進(jìn)行，在先組態(tài)的對話框，在對話框中點(diǎn)擊YES。5．片刻后備份控制器竟、將變?yōu)榻M態(tài)方式。6．下裝組態(tài)到備份控制器中，（一定要選n+1）。7．點(diǎn)擊Test。8．如果需要進(jìn)一步修改組態(tài)，點(diǎn)擊Allitional修改組態(tài)（下裝）點(diǎn)擊Test如果認(rèn)為組態(tài)正確則進(jìn)入9步9．點(diǎn)擊Accept，之后另一控制器中的原始組態(tài)將被新的組態(tài)所代替，兩個(gè)控制器都將置為執(zhí)行方式。

思考題：1、如何查看控制器模件的問題？2、如何調(diào)整控制器內(nèi)的控制參數(shù)？

第十次課教案

分散控制專題課程班級年月日第周

章節(jié)名稱

應(yīng)用實(shí)例

教學(xué)目的與要求

掌握簡單對象控制系統(tǒng)的建立，控制組態(tài)的設(shè)計(jì)以及利用功能塊及composer軟件進(jìn)行組態(tài)的方法。

教學(xué)內(nèi)容

除氧器壓力控制系統(tǒng)

重點(diǎn)

控制策略形成

難點(diǎn)

利用功能塊實(shí)現(xiàn)控制功能

作業(yè)

自擬1

教具與掛圖

教學(xué)過程(組織與方法)

1、復(fù)習(xí)功能塊的知識2、結(jié)合實(shí)際講授

應(yīng)用實(shí)例（Application）

例：已知某300Mw機(jī)組除氧器壓力系統(tǒng)，有3個(gè)模擬量輸入，除氧器出口壓力0~1.6Mp，四段抽氣壓力0~1.6Mp，以及除氧器壓力調(diào)節(jié)閥位反饋信號（0~100%），要求實(shí)現(xiàn)自動控制，并能保證手/自動無擾切換，當(dāng)信號不準(zhǔn)及輸出指令與閥門反饋信號偏差太大時(shí)切為手動方式運(yùn)行。

1、信號采集由于有3個(gè)AI及AO且要完成控制功能故選擇一個(gè)CIS即可。CCS硬件地址選為25，F(xiàn)C79的S1=15根據(jù)AI信號量程確定FC79的參數(shù)AI1：位置反饋S2:100S3:0AI2：四段抽氣壓力S4:1.6S5:0AI3：除氧器出口壓力S6:1.0S7:0FC79塊地址為230

2、控制功能控制系統(tǒng)SAMA圖單回路控制即可PID模塊FC19塊地址300M/A

模塊FC80塊地址400強(qiáng)制手動TSTQ模塊FC31塊地址260判斷信號正確加法模塊FC15塊地址270求偏差手/自動無擾切換把M/A站手自動狀態(tài)信號做PID的跟蹤指令，M/A站控制輸出作為PID的跟蹤信號。自動時(shí)，跟蹤指令是1，而PID是0跟蹤，所以可實(shí)現(xiàn)自動調(diào)節(jié)手動時(shí)，跟蹤指令是0，PID輸出跟蹤M/A站手動輸出。可實(shí)現(xiàn)由手動到自動的無