ABB CBF功能块之六.docx
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ABB CBF功能块之六.docx
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ABBCBF功能块之六
E控制功能块
缩写说明
OMnom:
正常工作方式
OMact:
实际工作方式
SPL:
内部设定点(操作员可以访问)
SP1:
有效设定点(内部/外部)
SP2:
有效设定点(同步化比率控制器)
SP3:
有效设定点(限制的)
SP4:
时间功能的实际设定点(斜波后)
PV1:
无前馈变量干扰的控制变量
PV2:
带前馈变量干扰的受控变量
CE:
控制偏差
CE1:
带前馈的控制偏差
CE2:
时间功能的有效控制偏差(无区之后)
CE3:
检查显示和报警值的有效偏差
Vist:
实际比率(反比率控制器而言)
OM:
手动输出
OUT:
输出时间功能
OUT1:
有效输出(手动/自动)
OUT2:
有效输出(跟踪是/否)
OUT3:
有效输出(前馈,只在自动,无跟踪)
OUT4:
有效输出(限制的)
OUT5:
有效输出(斜波后)
OUT6:
输出功能的有效输出(手动设定之后)
Fbsim:
模拟的(内部反馈)或叫虚拟的
关于功能块时间功能的说明
控制块的时间功能表示,一种P2D算法基于F列基本结构
(图E-9)
下面是影响时间功能的主要参数
●比例系数KP
●复位时间TN
●提前量TV
●微分增益KV
相关的微分议程如下:
比例作用YP=KP●XD对有源积分作用
YP=KP●XD+AP对无源积分作用
积分作用YI=KP/TN●∫xDdt
微分作用YD=KP/TV●dXD/dt–T1●dyD/dt;T1=TV/KV
输出变量Y=YP+Y5+YD
算法:
对所有的算法,如果算法带积分作用则使用带绝对微分作用的增量控制算法。
如果不带积分作用则使用绝对位置算法。
根据配置的不同,D作用和P作用类似,当有源积分时可以用于受控变量PV或受控偏差CE。
在控制块说明中可以找到单独配置项。
(图E-10)1、无积分作用的控制器(P.PD)
(图E-10)2、带积分作用的控制器(I.PI.PID)
E3连续控制器
连续控制器的控制算法提供一个连续的输出变量信号OUT作为PID偏差控制的结果。
提供了三种连续控制器的功能块:
●C_CS控制器用作标准任务,不需要为控制器状态报警的特殊输入。
●C_CU控制器包括一些辅助输入,这些辅助输入用于控制器状态的报警。
●C_CR控制器是比率控制器,按设定的比率调查两个测量值,比率可以是内部设定也可以是外部设定。
所有的控制器有一点共同之处,即输入变量PV(受控变量)必须是预先确定的,和肯定存在的干扰无关。
受控变量PV要一直尽可能的接近设定点SP,这可以通过计算控制CE(CE=SP-PV)来实现,CE送到控制器,控制器输出变量OUT影响受控元素并试图使控制偏差消失。
可以用内部设定点,也可以用外部设定点SP。
通过两个二进制变量MI(内部设定点方式)和ME(外部设定点方式)完成内部设定点和外部设定点W间的转换。
控制器提供的手动工作方式可以使用户绕过控制算法直接控制OUT输出,为此提供了开头输入manualMM(手动MM)和outomaticMA(自动MA)。
为了特殊情况下手动到自动的转换,设定参数时可以选择一些同步选项。
功能块最多可以处理四个限位值,可以是外部的信号也可以是可变常量。
限位值与受控变量PV,控制CE或比率有关。
除了输出变量OUT以外,控制偏差CE和设定点ASP的模拟值也有输出值。
二进制状态输出SMA/SIE可以用来查询控制器是工作在自动方式还是手动方式,是使用内部设定还是外部设定。
超过限位值时相应的输出SL1~SL4设置为1。
发生过程错误时ERR输出端设置为逻辑1,在STA输出端提供一个错误代码
STA
意义
0
无错误
1
输入错误(输入信号超出范围)
3
内部错误(范围≤0)
3
浮点溢出,执行校正
10
浮点溢出,校正失败
错误代码输出代表最近的错误,错误消失后,STA输出复位为0。
控制器只能用在固定时间间隔的循环的任务。
控制器偏差CE及其限位值作为实际变量输出。
E3.1连续控制器的可变参数项
连续控制器定义了三组参数伪码,比率控制器组参数伪码。
所有控制器都使用的参数宣言了下面的参数伪码。
如果一个参数有引脚名,可以通过引脚提供参数值,这样低设定点限位参数(lowerset-pantlimit)要作为常楼群输入,但低输出限位OL(loweroutputlimit)参数要作为常数项输入或通过模块输入引脚(输入端)OL输入。
参数伪码1/3
(图E-12页)
Rangestart
(零点)
SP和PV信号-控制和显示的零点,作为实数输入。
Rangeend
(量程)
SP和PV信号-控制和显示的量程,作为实数输入
Dimension
(物理单位)
SP和PV信号-控制和显示的物理单位,直接输入或通过列表箱输入
Internal
Setpoint
(内部设定点)
设定点SP,转换到内部设定点(internalsetpoint)时处理
Output
输出out,当选择手动方式时使用。
Auess
可以在手动方式时改变内部设定点SP和输出OUT
不可以改变上述内容
Messages
该域用来定义与控制变量相关的四个限位值(L,LL,H,HH)控制偏差(L_XD,LL_XD,H_XD,HH_XD)或死区(LH_XD)
直接输入或通过列表框输入
参数伪码2/3
(图E-13页)
控制器中的P和/或I
Pbranch
控制算法中使用比例系数
Ibranch
控制算法中使用积分系数
Daction(D作用)
On
控制偏差出现正变或页变时有效
Positive
控制偏差出现正变时微分作用才有效
Negative
控制偏差出现负变时微分作用才有效
Off
微分作用无效
Dacfionof
指明是否从控制变量或控制偏差中计算D
PV
D基本受控变量
CE
D基本控制偏差
Pactionof
指明比例作用影响受控变量PV或控制偏差CE,若选择PV,
当命令值改变时会引起输出变量OUT的阴尼。
PV
比例作用影响受控变量PV
CE
比例作用影响控制偏差CE
Derivativeaction
指明导数作用CD乘以哪个微分D
有效D是从CDxD计算出
CD
CD作为实数输入,范围0.0≤CD≤20.0
ControllerParameters(控制器参数)
CP
比例校正值CP,作为实数型输入,范围00≤CP≤10000
TR
复位时间TR,以时间格式输入,范围TR≥0毫秒
TD
比率时间,以时间格式输入,范围TD≥0毫秒
Tsync
PT1作用的稳定化时间,以时间格式输入,范围Tsync≥0毫秒
PT1作用的影响如下:
-有积分作用时手动到自动的转换
-根据配置平滑带积分作用的KP变化
-根据配置从PI到P转变
Inversechar
反作用微分CE起作用
Operatingpoint
只有不带积分作用时才配置。
CE微分从0开始,以百分值形式输出变量OUT。
作为实数输入。
Sync.MANtoAUTO
为了避免手动模式到自动模式转换时设定点变动太大,可以选择一个同步范围。
Without
设定点SP保持不变
Adjusttoold
Setpoint
(调查到旧设定点)
在手动方式,设定点SP调查到过程值PV。
在自动方式,根据预先定义的斜率新换到原来的可用设定点SP。
Adjusttowrrent
Setpoint
(调查到与前设定点)
在手动方式,设定点SP调查到过程值PV。
在自动方式,使用内部设定点时,设定点SP保持不变。
下面的图给出了过程:
(图E-15页)
参数伪码3/3
(图E-16页)
Rampfunction(倾斜作用)(时间/跨度)
Setpointrising
设定点上升,输入运行设定点范围(从零点至量程)的最小要求时间以时间格式输入
Setpointfalling
设定点下降,输入运行整个设定范围(以零点到量程)的最小时间要求,以时间格式输入。
Setpointgradient
ActiveinManual
Mode
(手动方式中的设定点斜率)
设定点倾斜在手动和自动方式中都起作用
设定点倾斜反在自动方式中激活
Outputrising
(输出上升)
输入运行整个输出范围(0%-100%)所需的最小时间。
Outputgradient
ActiveinManual
(手动时的输出斜率)
输入运行整个输出范围(0%-100%)所需的最小时间。
Constants(常男)
实数形式的设定点SP上/下限。
Setpointlimithigh/
Setpointlimitlow
(设定点上限/下限)
设定点上/下限和测量范围上/下限通过一个特殊算法联系起来。
除非是直接改变设定点上/下限,否则设定点下限跟随测量下限,设定点上限跟随测量下限。
如果用户定义了设定期点上/下限,只要测量范围下限大于设定点下限,测量范围上限小于设定点上限,则两者成线性相关。
Outputlimithigh/
Outputlimitlow
(输出上/下限)
实数形式的输出上/下限
DeadbandforCE
(CE的死区)
控制偏差的死区时间,为CE=00的上下0-25%,以实数形式输入。
输出限制的作用
ActiveinManandauto
在自动和手动方式,输出变量OUT受输出上限叫和输出下限OL的限制。
Activeinauto
仅在自动方式时,输出变量OUT受输出上限OH和输出下限OL的限制。
Notactive
对输出变量OUT没有限制。
下图是一种说明:
(图E-18页)
输出上/下限是否起作用和工作方式有关,特别是考虑追踪,见下面的表。
只有当控制器带TRC输入时才能使用追踪,在相应的模块中有说明。
无追踪的自动方式:
只要输出上/下限在Auto配置为激活(acfive),则考虑设置的输出上/下限。
无追踪的手动方式:
只要输出上/下限在手动配置为激活(acfive),则考虑设置的输出上/下限。
注意:
如果输出范围缩小,则输出将跟随输出上/下限变化,也就是说即使在手动方式,有时输出会使阀门位置发生变化。
如果输出范围扩大,会保持当前位置不变。
追踪方式(手动或自动)
自动方式无追踪时要考虑输出上/下限设置,于是激活的输出限位值来自正在进行跟踪的手动/自动方式以及来自有效配置的输出上/下限(在自动/手动方式激活)。
Setpointtracking
(设定点追踪)
Sp1tracksactual
Setpoint
(sp1追踪实际设定点)
SP1asadjusted
在外部方式时,内部设定点追踪外部设定点SP。
内部设定点不变
下图给出了说明:
(图E-20)
E3.2连续控制器,标准,C_CS
(图E-21页)
功能:
简单的标准的连续控制器,不带控制器参数的外部变化选项。
可以有一个外部设定点SP。
可以通过引脚(MM/MA或MI/ME)以及Digivis完成手动/自动方式以及内部/外部方式间的转换。
如果逻辑1信号代表一个特定的方式,则禁止该方式转换到Digivis。
不管Digivis或引脚是否预先设置,在相应输出端(SMA和SIE)的激活方式是可用的。
如果两组信号都有,控制器将工作在手动或内部方式
下表给出了与二进制输入相应的二进制输出(状态显示)信号:
输入
输出
输入
输出
MM
MA
SMA
MI
ME
SIE
手
自
手/自
内
外
内/外
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
如果没有相关的输入设置为逻辑1,则保持以前的工作状态不变,最多允许使用四个常数或外部作为限位值,限位值对应受控变量或控制偏差。
超过哪个限位值,相应的输出SL1-SL4设置为1
其它输出值有变量OUT,偏差CE和激活的设点定ASP。
显示:
名称,短文本,量程和物理单位
设定总SP(引脚ASP),过程值PV(引脚PV)和输出变量OUT(引脚OUT)以数字值形式显示。
设定点条包围着过程值条,输出在右边。
限位值L1到L4(引脚L1到L4)作为数值显示,对应的标记在过程值条上。
输出值和设定点以按钮形式显示,其说明如下:
Outputvaluemode
(输出值方式)
手动
自动
Button
(按钮)
H
A
设定点值方式
内部
外部
按钮
I
E
操作说明:
操作员可以在自动和手动方式改变设定总SP。
在手动方式可以改变输出变量OUT。
可以用INT/EXT按钮改变设定点为内部或外部,用MANUAL/AUTO按钮改变输出变量为手动或自动。
可以改变4个上/下限值。
消息确认
E3.2.1参数:
连续控制器,标准C_CS
(图E-22)
参数项的说明见E-12页;连续控制器的参数项;参数伪码1/3
(图E-22)
参数项的说明见E-13页;连续控制器的参数项;参数伪码2/3
Operatingmodeinhibition
(工作方式禁止)
Sp-intern
禁止转换到内部设定点工作方式。
Sp-extern
禁止转换到外部设定点工作方式。
Out-Man
禁止转换到手动工作方式。
Out-Auto
禁止转换到自动工作方式。
OperatingMode(工作方式):
ME/MI/MA/MM引脚没有信号输入时的初始化设置
intern
控制器启动时为内部设定点工作方式。
extern
控制器启动时为外部设定点工作方式。
Man
控制器启动时为手动工作方式。
Auto
控制器启动时为自动工作方式。
(图E-24)
参数项的说明见E-16页,连续控制器的参数项,参数伪码3/3
E3.2.2功能块数据:
连续控制器,标准,C_CS
上/下限值(L1……L4)只能通过相应的输入端访问
名称
数据类型
配置
访问
说明
输入端
EN
布尔型
YES
读写
使能.TRUE:
功能块在运行.
PV
实型
NO
读写
过程变量,输入变量X
SP
实型
NO
读写
外部设定点W
L1
实型
YES
读写
限位值1
L2
实型
YES
读写
限位值2
L3
实型
YES
读写
限位值3
L4
实型
YES
读写
限位值4
ME
实型
YES
读写
工作方式:
外部设定点
MI
布尔型
NO
读写
工作方式:
内部设定点
MA
布尔型
NO
读写
工作方式:
自动
MM
布尔型
NO
读写
工作方式:
手动
输出端
ENO
布尔型
NO
只读
功能块状态.TRUE:
功能块在运行
OUT
实型
NO
只读
输出/输出变量
CE
实型
NO
只读
偏差
ASP
实型
NO
只读
活动的设定点
SMA
布尔型
NO
只读
状态.手动(0)/自动
(1)
SIE
实型
NO
只读
设定点状态内部(0)/外部
(1)
SL1
布尔型
NO
只读
TRUE如果超过限位值1
SL2
实型
NO
只读
TRUE如果超过限位值2
SL3
实型
NO
只读
TRUE如果超过限位值3
SL4
实型
NO
只读
TRUE如果超过限位值4
ERR
布尔型
NO
只读
TRUE如果功能块有错误
STA
整型
NO
只读
功能块的状态错误代码
参数定义伪码1
Dim
文本型
YES
无访问
物理单位
Mbe
实型
YES
读写
受控变量测量范围的零点
Mbe
实型
YES
读写
受控变量测量范围的量程
Wi
实型
YES
读写
内部设定点
Lwi
布尔型
YES
无访问
内部设定点的可访问性
Yi
实型
YES
读写
内部输出值
Lyi
布尔型
YES
无访问
内部输出值的访问
Ww
实型
NO
只读
目标设定点
Xdbub
实型
NO
只读
总览显示的控制
Lf1
布尔型
YES
无访问
限位值1的访问
Hy1
实型
YES
读写
限位值1的滞后
Mp1
消息1
Hy2
实型
YES
读写
限位值2的滞后
Lf12
布尔型
YES
无访问
限位值2的访问
Mp2
消息2
Hy3
实型
YES
读写
限位值3的滞后
Lf3
布尔型
YES
无访问
限位值3的访问
Mp3
消息3
Hy4
实型
YES
读写
限位值4的滞后
Lf14
布尔型
YES
无访问
限位值3的访问
Mp4
消息4
参数定义伪码2
Pa
布尔型
YES
读写
比例
Ia
布尔型
YES
读写
积分
Knl
布尔型
YES
读写
反向特征曲线
Ap
实型
YES
读写
控制器的工作点(百分比形式)
Kp
实型
YES
读写
比例校正值
Kv
实型
YES
读写
微分增益
Tn
时间型
YES
读写
复位时间
Tv
时间型
YES
读写
比率时间
Sy
整型
YES
读写
同步手动到自动
0=没有
1=高速到原设定点
2=高速到当前设定点
Dxd
整型
YES
读写
0/1的微分作用
0=受控变量PV
1=控制偏差CE
Da
整型
YES
读写
D作用(微分作用)
0=on,1=正,2=负,3=off
Py
整型
YES
读写
输出的工作模式,手动/自动
0=手动,1=自动
Pyh
布尔型
YES
无访问
禁止手动方式
Pya
布尔型
YES
无访问
禁止自动方式
Pwi
整型
YES
读写
内/外设定点工作方式,0=内部1=外部
Vwi
布尔型
YES
无访问
禁止内部方式
Vwe
布尔型
YES
无访问
禁止外部方式
pxd
整型
YES
读写
0/1的比例作用
0=受控变量PV
1=控制偏差CE
tsync
时间型
YES
读写
补偿操作的同步时间
参数定义伪码3
Rwh
时间型
YES
读写
设定点上升斜率
Rwl
时间型
YES
读写
设定点下降斜率
Slospman
布尔型
YES
读写
手动时激活设定点斜率
Rgh
时间型
YES
读写
输出上升斜率
Ryl
实型
YES
读写
输出下降斜率
Slooutman
布尔型
YES
读写
手动方式下激活输出斜率
Pyh
实型
YES
读写
输出上限(%)
Pyl
实型
YES
读写
输出下限(%)
Wf
整型
YES
读写
设定点跟踪
0=内部设定点跟踪实际设定占
1=调查内部设定点
Wh
实型
YES
读写
设定点上限(%)
Wl
实型
YES
读写
设定点下限(%)
Ygw
整型
YES
读写
输出限位的有效性
0=手动和自动时有效
1=自动时有效
2=无效
xdz
实型
YES
读写
控制偏差在“0”值附近的死区(%)
E3.3连续控制器,通用,C_CU
(图E-28)
功能:
复杂的连续通用控制器,控制器参数有外部变化选项。
可以使用一个外部设定点SP。
通过引脚(MM/MA或MI/ME)以及Digivis完成手动/自动和内部/外部方式之间的转换。
如果逻辑1信号代表一特定工作方式,该方式禁止在Digivis转换。
输出SMA和SIE对应活活动的工作方式。
如果两个信号都有,控制器工作在内部手动方式。
下表给出了代表状态的二进制输出与二进制输入间的关系:
输入
输出
输入
输出
MM
MA
SMA
MI
ME
SIE
手
自
手/自
内
外
内/外
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
0
0
如果所有相关输入都没有设置为逻辑1,则保持原来的工作状态不变,最多可以用四个常量或外部信号作为限位值,可以对受控变量或控制偏差进行限位,如果超过限位值,则把SL1-SL4中的相应输出设置为1。
可以在输出端L01-L04查询当前限位值。
其它的输出有变量OUT,偏差CE和活动的设定点ASP。
比例系数CP、复位时间TR,比率时间TD、微分作用CD和输出上下限OH、OL等不仅可以作为常量设置,也可以改变和受外部信号源控制。
为了改变控制器态,可以把逻辑1信号输入到MDI和MDD端以禁止积分作用/微分作用。
从PI到P的转换通过参数伪码中的某一项预设置。
控制器工作点跟随当前积分或配置的控制器工作点都可以接受。
配置中没有积分作用时,可以用其它项平滑CP的变化。
输出变量通过PT1状态到当前值,配置中含有积分作用该功能也是一直有效的,输入Tsync没有作用。
二进制跟踪输入TRC可以把控制器输出强制到OTM或OTA输入,当然,这一点还取决于工作方式是手动还是自动。
TRC输入
手动
自动
输出变量OUT
STR状态输出
0
0
1
计算变量
0
1
1
1
OTM
1
1
1
0
OTM
1
1
0
1
OTA
1
0
1
0
手动变量
0
可以用输入DTB影响前馈干扰,DTB干扰可以设置为影响受控变量、输出变量或控制偏差,影响范围为-100%到+100%。
影响哪个参数可以在控制器的参数伪码中选择,见E-6页的控制器功能图。
可以在DGS和DGO输入端输入逻辑1以禁止设定点/输出斜率。
在Valvecharacteristicrising(阀门特性为上升)情况下,输出OUT和OV一样,在这种情况下,输出OV=100%-Y,可以在自由图形中显示。
显示:
名称,短文本,量程和物理单位。
设定值SP(引脚SP)。
过程值PV(引脚PV),输出变量OUT(引脚OV)以数字值形式显示。
设定点显示条,包围着过程值显示条,输出显示条在右边。
限位值L1到L4(引脚L1到L4)为数字值,对应的标识,在过程值显示条中,输出值和设定点工作方式显示为按钮,说明如下:
输出值工作方式
按钮
显示
手动、无跟踪
M
M
自动、无跟踪
M
M
手动加跟踪
A
Tr
自动加跟踪
M
Tr
设定点工作模式
内部
I
外部
E
操作说明
在自动和手动方式可以改变设定点。
只能在手动方式下改变输
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