第8章顺序控制功能.doc

1、TE 33G1B10-94S8-0第第 8 8 章章顺序控制功能顺序控制功能本章讲解什么是顺序控制以及 CENTUM CS 的顺序控制功能的概貌。目目录录8.1 关键词条.18.2 什么是顺序控制.28.2.1顺序控制的定义.28.2.2顺序控制的种类.28.3 CENTUM CS 的顺序控制功能. 38.4 顺控表的概念.58.5 顺控表.78.5.1顺控表的结构.78.5.2顺控表格式.88.5.3顺控表的块.98.6 顺控表的操作.108.6.1非步进式顺控表.108.6.2步时型顺控表. 118.7 顺序控制块.138.8 开关仪表.148.9 软件 I/O.168.10 顺控表的监控

2、.178.10.1顺序控制练习1.178.10.2顺序控制练习2.198.11 什么是顺序逻辑图?.218.12 顺序逻辑图.228.13 顺序逻辑图的监视.228.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-18.18.1 关键词条关键词条下列各条为本章中将要学习的条目.(1)顺序控制表8.2(2)符号 8.5(3)规则 8.5(4)步程标号 8.5(5)顺控逻辑图8.128.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-28.28.2 什么是顺序控制什么是顺序控制什么是顺序控制？首先来说明顺序控制的定义和顺序控制的种类。8.2.18.2.1 顺序控制的定义顺序控制的定

3、义顺序控制可定义为：“控制预先规定的顺序，连续向前完成每阶段控制的任务”。在过程控制中，批量过程中的聚合反应器的控制、结晶槽的控制或水处理过程中的快速过滤器控制等均是顺序控制的例子。即使在连续控制的过程中，以自动或手动进行开车或停车时，也必须执行顺序控制。在过程控制领域， 顺序控制的作用是： 在批量过程中控制相继的每一级； 管理整个车间；同步协调其它控制阶段。另一方面，在连续过程中，顺序控制起着补充作用，它协助连续控制执行更高级的先进控制。这样，顺序控制有效地和反馈控制相结合，实现更先进的控制。8.2.28.2.2 顺序控制的种类顺序控制的种类顺序控制分为下面两类：(1)(1) 条件型控制条件

4、型控制( (监控型监控型) )监控内部和外部条件，然后按条件执行控制。由此，根据过程或设备情况或其他条件，推进或完成控制变化。(2)(2)程序控制程序控制( (推进型推进型) )控制按预先规定的程序向前推进。由此，控制阶段的推进次序以及每一阶段的操作或状态是不变的。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-38.38.3 CENTUMCENTUM CSCS 的顺序控制功能的顺序控制功能顺序控制有各种不同的记述方法，每种方法有它自身的特点。表表 8.18.1顺序控制的记述方法顺序控制的记述方法记述方法记述方法表达方式表达方式CSCS 功能功能继电器符号法与梯型图相似，使用符号化

5、继电器、定时器等描述逻辑符号法使用电子电路的逻辑符号描述IBD 块逻辑元件块流路图法与计算机编程相类似，以流程图的方式描述过程操作和设备SFC 块引导码法与编程相类似，使用引导码描述通用目的计算块SEBOL 块时间流图法按已经过的时间描述过程操作和设备判断表法以表格的形式描述过程条件和相应的动作间系顺控表块8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-4CENTUM CS 主要使用顺控表，一种判断表，它能容易地描述过程控制中的顺序。CS 也使用顺序逻辑图，一种逻辑符号法，适用于联锁顺序控制。本节主要讲述顺序表。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-58.48

6、.4 顺控表的概念顺控表的概念图图 8.38.3 顺序控制举例顺序控制举例这一节介绍 CENTUM CS 现场控制站内如何用顺控表描述顺序控制。条件和产生的动作总结如下：顺序顺序 1 1顺序顺序 2 2条件条件启动按钮为 ON开关 A 转为 ON动作动作打开阀 A关闭阀 A为安全起见， 不应有状态 不被定义的， 即顺序应对各种错误条件进行试验.例如条件“开关 A 打开”应加到顺序中去这保证了液位满槽时（开关 A 为 ON）接通启动按钮，也能保证阀门 A 不会打开。这时，可以重新安排如下顺控表格式：条条件件启动按钮ON-开关 AOFFON动动作作阀门 A开关考虑图 8.3 中顺序控制例子。按下接

7、通启动按钮，按使阀 A 打开；当贮槽变成满槽时，液位开关 A 接通，促使阀 A 关闭。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-6在现场控制站内，上表可改写成下表：符符号号说说明明规规则则%Z01201.PV.ON启动按钮开关Y%Z01202.PV.ON开关 ANY%Z01301.PV.H阀门 AYN上表用双线分成两部分，表的上半部分用于写入条件，下半部分写入结果动作。符号代表顺序元件-如接点和定时器-写入表的左侧。“规则”-条件和动作的-用 Y（Yes） ，N(N0)或空白表示，填在表的右侧。用作顺控用的系统位号%Znnusmm%：固定使用（I/0 总线中的第一根线）nn

8、：节点（18）U：单元（15）s：卡槽（14）mm ：端子（132）8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-78.58.5 顺控表顺控表这一节讲述 CENTUM CS 顺控表。8.5.18.5.1 顺控表的结构顺控表的结构表 8.2 表示了图 8.4 上看到的主要元件。表 8.2 顺控表说明数字标号项目说明1位号为顺序表位号，可由最多 16 个字符组成，如果需扩展至另一张表，加括号填入 E2填入条件或动作信号的名称（有规则的符号名称） 。3条件信号条件信号由输入连接信息和条件规格数据组成。每组最多可规定 64 个信号，输入连接信息包括元件符号(位号)和数据项。4动作信号动作

9、信号由输出连接信息和动作规格数据组成。每组最多可规定 64 个信号.输出连接信息包括一个元件符号(位号)数据项。5规则编号每一页表块中固定有 32 个规则列数。6条件规则条件以 Y 或 N 的形式填入，如果条件信号测试结果与填入母字(Y：真， N：假)一致，便认为条件成立。7动作规则动作以 Y 或 N 的形式填入，按进入同一列的字符产生的状态操作即同列条件测试均为真时， 产生动作如填入的 Y或 N 。8步程标号填入步程标号以执行顺序控制，步程标号可由 2 个或几个字符组成(A-Z，0-9)每个顺序表最多可有 100 个步程.9去向步程标号规定一下个运行步程，用 THEN 或 ELSE 标明，根

10、据条件的真假决定 THEN 和 ELSE 中那一行被执行。10处理定时处理定时为顺控表运行时间，顺控块的处理定时由执行定时和输出定时决定。11执行定时执行定时为处理输入信号，完成内部算法需要的时间。12输出定时输出定时为周期性执行的顺控表产生动作信号需要的时间。13扫描周期周期性执行的顺控表执行周期，有三种不同的周期可选用：基本周期（S） ，中速周期（M） ，和高速周期（S） 。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-88.5.28.5.2 顺控表格式顺控表格式顺控表基本组成分为条件/动作信号，条件/动作规则，规则号和步程标号。图图 8.48.4 顺控表的格式顺控表的格式8

11、.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-98.8.5.5.3 3 顺控表的块顺控表的块图 8.5 上的顺序表由几个顺控表块构成。顺控表块是一种以判断表形式表示的功能块。有三类顺控表可供使用。(1) ST16：ST16 是一个有 8 个输出 32 列规则的基本顺控表块。需决定执行定时和扫描周期。它还有块工作方式和状态。图图 8.58.5顺控表块和顺控表组顺控表块和顺控表组可以不考虑块和组建立各种顺控表并对它(们)进行监控。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-108.68.6 顺控表的操作顺控表的操作这一节讲述顺控表各种操作。8.6.18.6.1 非步进式

12、顺控表非步进式顺控表图 8.6 所示的顺控表描述的是 8.4 节中的例子。非步进式顺控表用于处理条件顺序控制。在图 8.6 上，只用一个 ST16 功能块(规则无数降至 6 条)。非步时式顺控表基本操作讲述如下：图图 8.68.6顺控表填写例顺控表填写例. .基本操作：基本操作：同一规则列号内的所有 Y 和 N 条件都满足时，条件为真。空列(未填 Y/N 符号的列)无条件的认为为真。条件满足列内的动作信号按自上而下的次序执行。如果对某一动作信号，同一时刻多于两列的条件满足，且动作规定有 Y 和 N ，则标记 Y 的动作有优先权，标 N 的动作不被执行。基于上述基本操作，可以解释图 8.6 之顺

13、控表.顺控表按规则列号次序执行。注意表部分之条件列：%Z012101.PV.ON%Z012102.PV.ON这是外部接点输入的系统位号名称。接点输入有两种状态，ON 和 OFF.在一列柱中 ON 写成 Y 而 OFF 写成 N.%Z02101.PV.ON Y：表示系统位号为%Z01201.的接点检出值为 ON.%Z02101.PV.ON N：表示系统位号为%Z01201.的接点检出值 OFF8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-11条件满足意味着条件信号的当今状态与条件规则列内的 Y 或 N 相符为真。所以%Z012101.PV.ON Y：当%Z012101.为.ON 时

14、相匹配(为真)%Z012101.PV.ON N：当%Z012101 为 OFF 时相匹配(为真)基于基本操作当 No1 规则列两个条件均匹配(满足)，规则列 No1 的条件被满足。仅是那些列内的所有条件均满足的规则列才是执行规则列。按基本操作说明的顺序执行操作。规则列 1 将%Z013101 的触点置 ON，打开阀门 A.如果列内动作部分柱内空白，则表示该列与此同时所标动作无关，动作不执行。8.6.28.6.2 步时型顺控表步时型顺控表顺控表按次序执行顺序的每一阶段(处理阶段).这类顺控表用于编程型顺序控制。相应的顺控表示于图 8.7.图图 8.78.7 顺控表填写例子顺控表填写例子. .步进

15、式顺控表的基本操作记述如下：基本操作只有属于当前步程名下的规则列才是被检测和执行的规则列。THEN 行内的步程名是条件满足时将要去检测的步程。 条件匹配， 列内所有动作执行后，步程前进一步。在贮槽满槽后压下启动按钮(第 2 次)使阀门 B 打开，使贮槽出料；当贮槽全部放空后，开关 B 断开，促使阀门 B 关闭.8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-12ELSE 行内的步程名是条件不满足时将要去检测的步程。条件不匹配时，不执行任何动作，步程前进一步。如果在 THEN/ELSE 行内下一步步程名未规定，将停止前进。在进入步程上，每列满足条件将重新设置(前一扫描周期内的条件被认

16、为不满足)。当步程前进时，进入的步程将在下一扫描周期内执行。步进型顺控表的操作表述如下：对非步进型顺控表，所有规则列都被检测和执行，但步时式顺控表如基本操作规程。所描述的有严格规定。例如在图 8.7 上，如果当前步程名称为 A1，则仅有规则列 1 和 2被检测和执行。各条件被检测且如果都满足，则相应的动作将执行，这和非步进式顺控表一样。步进式顺控表有两行用于注明将要进入的步程名。 THEN 行内标注条件满足时， 将进入的步程名称，ELSE 内步程名用于不满足时的情况。如基本操作所示，在条件满足，所有动作执行后，THEN 执行，推进到所注的步程名上。ELSE 则是一旦条件确认不满足便立即执行。如

17、果一个步程中有 1 个以上的规则列，每列有不同的前进步程名，则进入和步程名应按照规则决定。如果空白，则不发生推前操作。在推进步程时，基于基本操作，每一个条件均需初始化至不满足状态。如果同一步程名下有多于 1 个规则列为真，且有 1 多于 1 个步程名定为进入步程，则规则列号最小列内的步程为下一个进入步程。根据基本操作步程推进后，进入步程将在下一扫描周期内执行。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-138.78.7 顺序控制块顺序控制块表 8.3 列出能与 FCS 基本控制功能一起使用的顺序控制块。表表 8.38.3 顺序控制块顺序控制块控制块类型控制块类型型号型号名称名称

18、顺控表ST16顺控表(基本部分为 8 输入，8 输出，32 列)ST16E列扩展顺控表STEX信号扩展顺控表逻辑图LC16逻辑图，有 8 输入，8 输出和 16 个逻辑元件LC64逻辑图，有 32 输入，32 输出和 34 个逻辑元件开关仪表SI-11 输入开关仪表块SI-22 输入开关仪表块SO-11 输出开关仪表块SO-22 输出开关仪表块SIO-111 输入 1 输出开关仪表块SIO-121 输入 2 输出开关仪表块SI0-212 输入 1 输出开关仪表块SI0-222 输入 2 输出开关仪表块SI0-21P1 输入 2 输出开关仪表块SI0-22P2 输入 2 输出开关仪表块顺控用辅件

19、LSW32 点就地开关块TM定时器块CTS软计数器块CTP脉冲列输入计数器块CI码输入块CO码输出块RL关相表达式块RS资源计划块阀门监视器VLVM16 路阀门监视器*顺控表，逻辑图顺控表和逻辑图的作用是借助连接其他功能块和控制过程 I/O 及软件 I/O，实现顺序控制。*开关仪表开关仪表是一种功能块，用于监视和操作设备如电动机，泵和由接点输出控制的终端控制器件。它一般和顺控表或逻辑图一起使用。根据 I/O 点的数量和输出类型，有 10 种不同的开关仪表块可选用。*顺控用辅件顺控用辅件起着由顺控表或逻辑触发的一种功能以支持顺序控制。*阀门监视器阀门监视器是一种功能块用于监视阀门的开关状态，一旦

20、发生错误，使产生报警。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-148.88.8 开关仪表开关仪表开关仪表块是一种功能块用于操作电动机或泵的开/停，以及监视和操作两位式阀门的开/关。开关仪表能容易地使 CRT 操作适用于上述设备或借助顺序控制实现它们的自动控制。一般，开关仪表块和顺控表块或逻辑图块结合使用。图 8.8 为 S10-11 型的功能原理系统图。图图 8.88.8 开关仪表功能系统图开关仪表功能系统图8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-15从开关仪表块来的输出操作电磁阀，调节去往阀门的空气流量。当阀全开时，一个极限开关接通， 向开关仪表块输入

21、一个应答信号。 应答输入功能的作用是监视阀门当前状态，进一步读取代表现场仪表如阀门开关状态的状态信号，并在 CRT 上显示。用应答功能进行的检查可断定终端控制元件如阀门，是否由开关仪表块进行的操作正在进行和有没有符合要求。如果阀门不能按设计要求动作，便产生应答差错报警。借切换远程/本地开关，阀门可就地操作。本地状态由 CRT 监视。进一步，如果传送元件故障或处于校验状态，应答信号借校验功能可手动设置以继续控制。在自动(AUT)状态，开关仪表块的输出由顺控表控制。输出不能由 ICS 改变。在 MAN 状态输出可由 ICS 改变。图图 8.98.9操作方法操作方法8.顺序控制功能顺序控制功能TE

22、33G1B10-94S8-168.98.9 软件软件 I/OI/O事实上 FCS 中的 I/O(输入/输出)靠软件实现的，称软件 I/O。软件 I/O 作为输入/输出，主要用于顺序控制块，它可由其他功能块或应用功能自由地参照或设置。软件 I/O 可以作为保存有各种顺序条件的内部开关使用，可在现场控制站内或控制体间交换，也可作为“信息输出”，把事件送给操作者或其他应用项目。表表 8.48.4 软件软件 I/OI/O 的元件数量（最大数据取决于的元件数量（最大数据取决于 FCSFCS 型号）型号）名名称称元元 件件 号号常常 规规 元元 件件 数数 量量内部开关综合开关%GSnnnmmnnn：序号

23、(001 至 256)mm： 站号(01 至 63)通用开关%SWnnnnnnnn：序号(0001 至 4096)信息输出信号器信息%ANnnnnnnnn：序号(0001 至 1000)打印输出信息(带数据)%PRnnnnnnnn：序号(0001 至 1000)操作指导信息%OOnnnnnnnn：序号(0001 至 0512)声音输出信息%VMnnnnnnnn：序号(0001 至 1000)请求信息%PQnnnnnnnn：序号(0001 至 0200)上位监控机事件信息(计算机程序)%CPnnnnnnnn：序号(0001 至 9999)上位监控机事件信息(操作和监控功能程序)%M3nnnnnn

24、nn：序号批量事件信息%EVnnnnnnnn：序号(0001 至 0512)用户事件信息%UPnnnn信号器信息、打印输出信息、操作指导信息、批事件信息和用户事件信息的总和每一台FCS 不超过 1000.8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-178.108.10 顺控表的监控顺控表的监控在这次培训中心练习中，顺控表的动作借助监控本书中简单的顺控表完成。8.10.18.10.1 顺序控制练习顺序控制练习 1 1当启动开关%SW0261 为 ON 时， 定时器 TM444-11 启动， 之后启动开关置 OFF， 5 秒钟之后，TM444-11 计时完毕。 开关%SW0262

25、变为 ON， 接着 5 秒钟后， %SW0262 转为 OFF， %SW0263转为 ON。再一个 5 秒钟之后，%SW0263 转为 OFF。表表 8.58.5顺序控制练习中用的元件顺序控制练习中用的元件图纸名称图纸名称DRW0009DRW0009名称型号位号顺控表块ST16ST444-11通用开关%SW%SW0261通用开关%SW%SW0262通用开关%SW%SW0263定时器TMTM444-11图图 8.118.11顺序控制练习时间流图顺序控制练习时间流图8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-18图图 8.128.12顺控表顺控表8.顺序控制功能顺序控制功能TE 3

26、3G1B10-94S8-198.10.28.10.2 顺序控制练习顺序控制练习 2 2当启动开关 SW201-10(通用开关)切为 ON 时，工作开关 LS201-11(本地开关)的数据PV01PV03 每隔定时器设定的 5 秒钟依次变为 ON。每一周期计数器加 1。当计数到 10计数器的设定值时，发出一个操作指导信息，顺序停止。同时，顺序控制监视 PID 调节器 LC201-11 的 PV 值。当 PV 值在 20.0 至 80.0 之间即正常范围内时，定时器按要求工作；如果 PV 超出上述范围，顺序就发出另一个操作指导信息，并将定时器转为暂停或停止。之后，当 PV 回到正常范围内，并且启动

27、开关再次转为 ON 时，定时器重新启动顺序，继续工作。图图 8.68.6顺序控制练习中的元素顺序控制练习中的元素位号位号块型名称块型名称/ /元件号元件号说明说明ST201-11ST16使用步程编号LS201-11LSW使用 PV01-PV03TM201-11TMPH=5(5 秒定时 )CT201-11CTSPH=10，DL=1RL201-11RK比较 LC201-11.PV 与常数 80 和 20LC201-11PID指数指针，在 MAN 时测量跟踪LG201-11LAG仿真用一次滞后元件，I=3SW201-11%SW0201启动/再启动开关无%OG0001紧急停车(EMERGENCY ST

28、OP)无%OG0002“结束!”(FINISH)8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-20图图 8.148.14顺控表顺控表8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-218.118.11 什么是顺序逻辑图什么是顺序逻辑图? ?顺序逻辑图使用逻辑符号描述输入和输出之间的关系。它主要用来说明联锁逻辑控制。联锁是一种动作，它阻止顺序继续或顺序的一些操作。锅炉安全系统中炉子的吹扫系统便是一个例子。炉子吹扫系统防止炉子点火时由炉床上或燃料气输送途径上滞留的燃料气引起的爆炸。图图 8.158.15 炉子吹扫系统方框系统图炉子吹扫系统方框系统图此例中，AND 表示当所

29、有输入信号满足后，逻辑元件才有输出。定时器将信号延迟规定时间后才输出。8.顺序控制功能顺序控制功能TE 33G1B10-94S8-228.128.12 顺序逻辑图顺序逻辑图根据输入信号和逻辑元件的数量，有两种顺序逻辑功能块可使用，并需规定处理定时，扫描周期及顺序进展的方法等。逻辑图有块工作方式和状态。LC16：8 输入 8 输出和 16 个逻辑元件LC64：32 输入 32 输出和 64 个逻辑元件。8.138.13 顺序逻辑图的监视顺序逻辑图的监视图 8.16 所示为顺序逻辑图监视画面的一个例子。这种图用显示顺控表的同样方法显示画面。信号存在时，相应的连线变为红色。图图 8.168.16顺序逻辑图监视画面顺序逻辑图监视画面