EPKS培训教材74.docx
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EPKS培训教材74
ExperionPKS系统控制策略的组态
第一章ConfigurationStudio组态工作室软件
第一节ConfigurationStudio组态工作室软件的介绍
1、Experion组态工作室是一种全新的系统工程组态环境,它充分地改进了系统的组态方式和效率。
单一化、集成化的组态工作室消除了由于在不同窗口中采用各种不同的组态工具而导致的组态工作的混乱和低效。
在组态工作室里你可以任意开启各种组态工具,简单、方便地完成工程组态工作。
2、组态工作室对使用者展示的是一个任务窗口而不是单一的工具窗口。
当一个任务被选定后,用户需要的各种工具会出现在组态工作室内相应的地方,即Experion己将需要的各种组态工具集成在组态工具室里。
这样,组态工作就工作在系统水平上。
并且在一地就可对系统中的所有的服务器进行组态。
第二节登录ConfigurationStudio组态工作室
一打开ConfigurationStudio软件
二选择服务器,然后点击Connect(连接)
1、
系统(服务器组):
使用ConfigurationStudio登录连接一个系
统(服务器组),访问EnterpriseModle数据库(EMDB)
2、
特定服务器:
使用ConfigurationStudio登录连接一个特定服务器
三登录
1、选择
特定服务器登录(如制浆服务器
Fiber_Line)
2、进入组态工作室
第二章ControlBuilder控制策略的组态软件
第一节ControlBuilder软件的介绍
ExperionPKS的控制策略用ControlBuilder生成,ControlBuilder是图形化的面向对象的工具,支持ExperionPKS的控制器和应用控制环境节点ACE。
在ControlBuilder中进行控制策略的设计,生成控制策略的文档,并可进行在线监控。
ControlBuilder提供全面的I/O的处理,包括FF现场总线和Profibus,提供功能块FBs(FunctionBlocks)的算法库,支持所有连续的、逻辑的、电机控制的、顺序的、批量的以及先进的控制功能。
Honeywell提供的各种功能块,用以实现不同控制功能。
每一个功能块带有一系列的参数,用于直观显示该功能块所具有作用。
功能块之间的互联,可以通过“软接线”的方式非常方便地实现,以构筑控制策略或应用。
功能块的有机组合构成控制模块CMs(ControlModules),而顺序的功能块(FBs)构成顺序控制模块SCMs(SequentialControlModules)。
SCM极大的简化了批量逻辑的设计,针对序列化一组过程设备,通过一系列特定的步骤执行一个或多个过程任务。
CM和SCM可以看作功能块的“容器”,它是创建,组织,验证控制策略的强有力的工具。
每个CM可以组态为从5毫秒至2秒的不同的执行周期,而每个功能块可以指定其执行的先后顺序。
ControlBuilder使能自顶向下的实施方式和创建可重用的控制策略,增强了工程的生产力。
ControlBuilder使用图标表示各控制块,这些控制块可以用简单的点名或鼠标点击“接线”。
控制方案图可以用于在线监视控制策略的执行,和改变控制参数。
因此,大大的简化了控制策略的检验。
控制方案图还可以由操作员在系统细目显示画面中调用。
ControlBuilder还可以创建控制策略的模板,通过对模板的修改和重用,最快的生成和复制控制策略。
由于其丰富的标准化特点,SCM极大地简化了批量逻辑的实施。
SCM遵循S88.01标准。
标准的特点包括异常处理能力,当用户规定的异常条件发生时,程序转去执行一个替换的处理序列。
异常处理器支持重启动能力,从中断点或任意需要的步骤重新启动顺控程序的执行。
标准的异常处理器包括检查,中断,重启动,保持,停止,中止等。
每个SCM支持50个配方参数,包括范围,材料代码,量程等。
每个SCM支持50个历史数据参数,支持目前的剂量材料或达到的温度等。
SCM的模式跟踪功能支持不同的操作规程,诸设备如电机、泵、控制器等,将跟踪SCM的模式改变,这样可以由操作员进行控制实现,或者由程序进行控制。
设备可以预先组态为执行相应的动作以适应SCM启动,异常情况发生,重新启动等不同情况的要求。
这样可以减少SCM的组态。
ControlBuilder还支持多用户控制策略开发和纠错环境。
基于TCP/IP或者UDP/IP通讯协议,可以通过各种网络介质连接,实现对工程数据库的远程访问。
为了安全,这种访问是有密码保护的。
多个用户可以同时在不同的工作站上创建,组态,下装控制策略。
多用户可以打开同一个控制策略方案图,而第一个打开图形的用户可以写入。
当多用户打开同一个控制策略方案图用以监控时,所有的用户都可以根据自己的安全级别改变控制器的数据。
第二节ControlBuilder软件的使用
一、进入ControlBuilder软件
二、ControlBuilder的工具条
三、ControlBuilder的画面
四、ControlBuilder的窗口
1、窗口的打开与关闭
2、窗口的介绍
Project(项目组态)窗口:
在此窗口中显示的是当前项目中组态的CPM(控制器)、IOMs(I/O卡件)、CMs(控制回路)、SCM(顺序控制回路),此窗口直接与服务器的ERDB数据库相连接
Monitoring(监控)窗口:
在此窗口中显示的是所有已经下装到控制器中的内容,允许监视和控制
Library(功能块库)窗口:
在此窗口中显示的是所有的系统功能块
第三章硬件组态
第一节C300控制器硬件及其相关卡件的组态
一、组态C300控制器
1、选择建立C300控制器
2、配置C300控制器
3、在Project窗口中显示组态后的C300控制器
4、配置IOLINK
二、组态C系列I/O卡件
1、选择添加卡件
2、配置卡件
3、分配卡件到相应的IOLINK中
4、下装,激活
5、在Monitoring窗口中显示卡件的正常状态
第四章ControlModule(CM)控制回路的组态
第一节ControlModule(CM)控制回路的建立
一、增加ControlModule(CM)
1、方法一:
从菜单中增加CM
2、方法二:
从功能块库中增加CM
二、添加C系列卡件的Channel功能块
1、方法一:
直接从相应的卡件中拖拽相应的通道块
2、方法二:
添加通用的Channel块,然后再分配通道
注:
CM下装后激活,C系列卡件的Channel块需要单独激活。
第二节典型回路介绍
一数据采集回路
1、回路图
2、点细目画面(SysDtlDACA)的链接
将功能块DATAACQA更名为DACA
二、PID调节回路
1、回路图
2、点细目画面(SysDtlPIDA)的链接
●将DATAACQ功能块更名为DACA
●将PID功能块更名为PIDA
3、PID功能块重要参数介绍
(1)、Main主页
ManualPVOption(PVMANOPT):
用来指明当PVSTS变为手动时功能块所采取的模式及输出,可供的选择为:
-NO_SHED:
没有变化
-SHEDHOLD(缺省):
将模式置为手动,模式属性置为操作员,禁止外部模式切换(ESWPERM)并将输出保持在上一个好的值
-SHEDLOW:
将模式置为手动,模式属性置为操作员,禁止外部模式切换(ESWPERM)并将输出置为扩展下限值(OPEXLOLM)
-SHEDHIGH:
将模式置为手动,模式属性置为操作员,禁止外部模式切换(ESWPERM)并将输出置为扩展上限值(OPEXHILM)
-SHEDSAFE:
将模式置为手动,模式属性置为操作员,禁止外部模式切换(ESWPERM)并将输出置为组态的安全值(SAFEOP)
NormalMode(NORMMODE):
当在工作站显示画面中启动控制为(ControltoNormal)功能时,功能块将变换到的模式。
可能的选择为:
MANual(手动)、AUTOmatic(自动)、CAScade(串级)、BackupCAScade(备用串级)、NONE(无)和NORMAL(正常)。
对于特定的功能块并非所有的选择均适用,缺省选择为NONE。
Mode(MODE):
用来指定功能块的当前模式。
可能的选择为:
MANual(手动)、AUTOmatic(自动)、CAScade(串级)、BackupCAScade(备用串级)、NONE(无)和NORMAL(正常)。
并非所有的选择都适用于某个特定的功能,缺省选择为MANual。
模式用来确定谁可以向功能块的可初始化的输入或输出存储数据。
功能块严格遵守模式的指定。
例如,如果模式为串级,且功能块从另一个功能块获取其SP值,则操作员不可以改写SP值,但是,如果串级回路断开,模式就会改变,操作员就可以改写SP值。
某些功能块会自动进行模式切换,而其它一些功能块则需要手动改变。
功能块的模式是在“运行时”根据当前状态来获得的,模式处理检查如下状态,并相应改变功能块的模式
-外部请求进行模式切换
-安全联锁请求
ModeAttribute(MODEATTR):
设置功能块的模式属性,可能的选择为NONE(无)、OPERATOR(操作员)PROGRAM(程序)和NORMAL(正常),缺省选择为OPERATOR。
MODEATTR用来确定是操作员还是程序可以修改功能块中的参数。
PermitOperatorModeChanges(MODEPERM):
用来确定是否允许操作员改变模式,缺省为禁止(不选择),改变MODE不会影响NORMMOD。
PermitExternalModeSwitch(ESWPERM):
用来确定是否允许通过用户组态的联锁来进行外部模式切换,如果至少具有工程师访问权限,缺省为禁止(不选择)
EnableExternalModeSwitching(ESWENB):
用来确定,如果选择ESWPERW(允许),是否只能利用用户组态的联锁来进行外部模式切换。
EnableSecondaryInitializationOption(SECINITOPT):
用来确定是否此功能块忽略来自次级的初始化和超驰请求,缺省选择为允许(选择,不忽略)
SafetyInterlockOption(SIOPT):
用来确定当出现安全联锁报警时,功能块将采取的模式及输出值OP,可能的选择为NO_SHED、SHEDHOLD、SHEDLOW、SHEDHIGH和SHEDSAFE,缺省选择为SHEDHOLD。
BadControlOption(BADCTLOPT):
用来确定如果CV值变为坏值,功能快将采取的模式及输出值,可能的选择为NO_SHED、SHEDHOLD、SHEDLOW、SHEDHIGH和SHEDSAFE,缺省选择为NOSHED。
(2)、Algorithm算法
ControlEquationType-用来指定功能块所使用的控制公式,可供选择的为EQA、EQB、EQC、EQD和EQE,有关细节请见PID功能块的“PID公式”这一节,缺省选择为EQA。
控制作用-用来指定功能块是提供正向控制作用还是反向控制作用,缺省选
择为REVERSE(反向),这表示当输入增加是输出却减少
T1(分钟)(T1)-用来指定在控制公式积分项中所使用的积分时间
TIHighLimit(分钟)(T1HILM)-用来指定积分时间的上限值,以分钟表示,缺省值为1440
TILowLimit(分钟)(T1LOLM)-用来指定积分时间的下限值,以分钟表示,缺省值为0
T2(分钟)(T2)-用来指定在控制公式微分项中所使用的微分时间
T2HighLimit(分钟)(T2HILM)-用来指定微分时间的上限值,以分钟表示,缺省值为1440
T2LowLimit(分钟)(T2LOLM)-用来指定微分时间的下限值,以分钟表示,缺省值为0
HighGainLimit(GAINHILM)-用来指定增益(K)的上限值。
如果K超出这个值,它被钳位在这个值,缺省值为240
LowGainLimit(GAINLOLM)-用来指定增益(K)的下限值。
如果K小于这个值,它被钳位在这个值,缺省值为0
GainOptions(GAINOPT)-用来指定在PID公式中所使用的增益项的类型。
缺省选择为LIN(线性),可能的选择为:
-LIN:
线性增益选项提供的比例控制作用为一个常量K乘以偏差(PV-SP),此选项适用于公式A、B和C
-GAP:
当PV处于设定值周围一个用户指定的窄带GAP内时,GAP增益选项可以降低控制作用的灵敏度,此选项适用于公式A、B和C。
-NONLIN:
非线性增益选项提供的比例控制作用为偏差的平方而不是偏差,此选项适用于公式A、B和C。
-EXT:
外部增益选项利用来自于过程、其他功能块或用户程序的输入值来修改增益值K,利用此选项可以补偿非线性的过程增益,也就是可以不依赖于过程的通常工作点来调整PID的增益。
例如,你在控制一个罐的液位,而罐的横截面积不是一个常量,你就可以利用外部增益选项来调整增益,以补偿由于罐的外形变化所造成的罐的液位的非线性变化率。
此选项适用于公式A、B和C。
OveralGain(K)-用来指定在PID公式中用于进行比例计算的增益值
GapHighLimit(GAPHILM)-用来指定在计算窄缝增益时窄缝的上限值,以工程单位表示
GapLowLimit(GAPLOLM)-用来指定在计算窄缝增益时窄缝的下限值,以工程单位表示
GapGainFactor(KMODIFGAP)-用来指定当PV输入处于用户指定的窄带范围内,计算增益K所使用的一个系数,取值范围为0.0~1.0
LinearGainFactor(KLIN)-用来指定在使用窄带(GAP)、非线性(NONLIN)或外部(EXT)增益选项时用来计算增益K的一个数值
No—LinearityForm(NLFORM)-用来指定在按照GainOption这一部分的NonLinearGain中给出的公式计算增益(K)时所使用的非线性形式(0或1)。
缺省值为1
Non—LinearGainFactor(NLGAIN)-用来指定在按照GainOption这一部分的NonLinearGain中给出的公式计算增益(K)时所使用的非线性增益值。
缺省值为0
ExternalGainFactor(KMODIFEXT)-用来指定一个来自过程、其他功能块或用户程序的输入值,它用来按照如下的公式修正增益(K)的计算:
K=KLIN*KMODIFEXT
(3)、Setpoint设定值
SP(SP)-用来指定初始设定值,缺省值为0
HighLimit(SPHILM)-用来指定SP的上限值,如果SP超出这个值,功能块将SP钳位在此限值并设置SP的高标志(SPHIFL)。
缺省值为100
LowLimit(SPLOLM)-用来指定SP的下限值,如果SP低于此限值,功能块将SP钳位在此限值并设置SP的低标志(SPLMFL)。
缺省值为0
MODE(TMOUTMODE)-用来指定如果一个可初始化的输入超时,也就是说在一个指定的超时时间内输入信号没有被更新,功能块将采用的模式。
可能的选择为:
AUTOMATIC(自动)、BACSCADE(备用串级)、CASCADE(串级)、MANUAL(手动)、NONE和NORMAL(正常),缺省的选择为MANUAL(手动)
Time(TMOUTTIME)-用来指定一个时间,单位为秒,只有到达这个时间功能块才会认定其输入的更新已经超时。
如果监视此功能块的初级输入是否超时,它必须处于CASCADE(串级)模式。
缺省值为0,它表示超时功能被禁止。
如果输入是来自点对点结构中另一个控制器中的连接,实际的超时时间为组态的TMOUTTIME加上CDA超时时间。
CDA超时时间为组态的CEE接收率的四倍。
例如,如果CEE的接收率为100毫秒其TMOUTTIME为5秒,则功能块的实际超时时间为4*100ms+5s,即5.4秒
EnableAdvisorySPProcessing(ADVDEVOPT)-用来指定当PV偏离用户指定的“advisory”SP值时,功能块是否要产生偏离报警,缺省选择为禁止
AdvisorySPValue(ADVSP)-用来指定一个advisorySP值,以工程单位表示。
如果AdvisorySPProcessing被允许,当PV与AdvisorySP的偏差超过该值时,功能块就会产生advisory偏离报警。
EnablePVTracking(PVTRACKOPT)-用来指明此功能块是否使用PV跟踪功能。
当串级回路的运行被初始化、操作员或程序操作(如:
将模式设置为手动)中断时,此选项会将SP的值设置为与PV相等。
串级回路中的PID功能块通常要使用此功能。
缺省选择为进展
EnableSPRamping(SPTVOPT)-用来指明操作员是否可以启动设定值爬升功能,这种功能可以将设定值从一个当前值平缓变化到一个新值。
缺省选择为不选择选择框(禁止)
NormalRampRate(SPTVNORRATE)-用来确定SP爬升功能所使用的爬升率,以工程单位每分钟来表示。
如果使用此功能的话,利用此选项操作员无需指定爬升时间就可以启动SP爬升功能。
缺省选择为非数字(NaN)
MaxRampDeviation(SPTVDEVMAX)-用来指明SP爬升功能。
的最大爬升偏离值,以工程单位每分钟米表示,如果使用此功能的话。
此功能通过停止SP的爬升直至PV输入赶上SP值,从而对于一个正在爬升的SP,将PV保持在指定的偏离范围内。
缺省选择为NaN,这表示不进行爬升偏离检查
(4)、Output输出
HighLimit(%)(OPHILM)-用来指定输出的上限值,以计算变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
例如,如果CV范围为50-500且输入的上限为90%,则以工程单位表示的上限值为90%×450+50,即455。
对处于MANUAL(手动)模式的功能块,不作此项检查。
缺省值为105%
LowLimit(%)(OPLOLM)-用来指定输出下限,以计算变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
例如,如果CV范围为50-500且输入的下限为10%,则以工程单位表示的下限值为10%×450+50,即95。
对处于MANUAL(手动)模式的功能块,不作此项检查。
缺省值为-5%
ExtendedHighLimit(%)(OPEXHILM)-用来指定输出的扩展上限值,以计算变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
例如,如果CV范围为50-500并且你使用缺省值106.9%,则以工程单位表示的扩展值上限值为106.9%×450+50,即531.05。
对处于MANUAL(手动)模式的功能块,不作此项检查。
缺省值为106.9%
ExtendedLowLimit(%)(OPEXLOLM)-用来指定输出的扩展下限值,以计算变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
例如,如果CV范围为50-500并且你使用缺省值-6.9%,则以工程单位表示的扩展值下限值为-6.9%×450+50,即18.95。
对处于MANUAL(手动)模式的功能块,不作此项检查。
缺省值为-6.9%
RateofchangeLimit(%)(OPROCLM)-用来指定输出的正向和反向变化的最大变化率,以每分钟的百分数来表示。
此参数可避免输出的过度变化,从而是控制元件的转换速度与动态控制相匹配。
建议在整定回路之前先设定此参数,这样就使整定可以接受由此变化率的限制所造成的响音速度的减慢。
对处于MANUAL模式的功能块,不做此项检查。
缺省值为非数字(NaN),这表
示没有变化率的限制
MinimumChange(%)(OPMINCHG)-用来指定输出的最小变化限,以计算变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
用此参数来定义OP必须变化多大功能块才会输出一个新值,它将变化太小而使最终控制元件无法响应的变化滤除掉。
对处于MANUAL模式的功能块,不做此项检查。
缺省值为0,这表示没有变化大小的限制
SafeOP(%)(SAFEOP)-用来指定安全输出值,以计变量范围(CVEUHI-CVEULO)的百分数表示。
例如,如果CV的范围为0-500且输入的安全OP为50%,则以工程单位表示的安全输出值为50%×500,即250。
缺省值为非数字(NaN),这表示OP保持前一个好的数据
CVEURangeHigh(%)(CVEUHI)-用来指定功能块的100%,满量程CV输出范围所对应的输出上限,以工程单位表示。
缺省值为100
CVEURangeLow(%)(CVEULO)-用来指定功能块的0%,满量程CV输出范围所对应的输出下限,以工程单位表示。
缺省值为0
OutputBias(%)(OPBIAS.FIX)-用来指定一个以工程单位表示的固定偏移值,这个值要加到计算变量(CV)的输出值中,有关细节请见此功能块的输出偏置部分。
其缺省值为0,这表示不加入任何值
OutputBiasRate(%)(OPBIAS.RATE)-用来指定以每分钟工程单位表示的输出浮动偏置的变化率,仅当浮动偏置非零时此偏置率才适用。
其缺省值为非数字(NaN),这表示不计算浮动偏置,因此如果初级功能块不接受此功能块的初始化数值,OP将会出现扰动
(5)、Alarms(报警)
Type-指明功能块所支持的报警类型,当然,这些报警也要与功能块的其它组态项,如SafeInterlockOption(SIOPT)(安全联锁选项)和BadControlOption(BADCTLOPT)(坏控制选项),交互作用。
报警类型有:
-OPHigh(OPHIALM.FL)(输出高报警)
-OPLow(OPLOALM.FL)(输出低报警)
-DeviationHigh(DEVHIALM.FL)(偏离高报警)
-DeviationLow(DEVHIALM.FL)(偏离低报警)
-AdvisoryDeviation(ADVDEVALM.FL)
-SafetyInterlock(SIALM.FL)(安全联锁)
-BadControl(BADCTLALM.FL)(坏的控制)
EnableAlarm(ADVDEVOPandSIALM.OPT)-用来允许或禁止advisory偏离报警和/或安全联锁报警。
选择框内的对号表示报警被允许,缺省选择为advisory偏离报警被禁止,安全联锁报警被允许。
也可以将ADVDEVOPT和SIAM.OPT参数组态为功能块引脚、组态和
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