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DCS教程[第11讲]——DCS控制器中的功能块

DCS不仅能完成原来模拟仪表的功能,而且大大超过模拟仪表。这是因为它采用了先进的计算机技术、通讯技术、CRT技术和控制技术等4C技术.采用数字控制以后,控制器中预先存到ROM中的算法可以说是无限的,每一种算法代表一种功能。这些功能在模拟仪表中是用模拟线路来实现的,它受到模拟线路的漂移、电阻、电容等器件的限制,作一个精度很高的模拟仪表成本很高,甚至几乎是不可能的。而数字控制的算法是用程序实现的。用程序来代替模拟线路所能实现的功能。在理论上是无限的,这是很大的进步。对于各种DCS系统其原理都是一样的。通常称各种算法为功能块。功能块的总成称为功能块库。
    DCS的控制器主要是由CPUROMRAME2PROM、地址设定开关等组成。CPU完成运算,ROM用来存操作系统、功能块库,功能块在ROM中的排列是确定的,用户是不能改变的。RAM用来存CPU的运算结果和I/O信号。E2PROM存用功能块连成的控制方案。下电时,控制方案是不会丢失的。不仅如此,控制方案不合适,还可以修改。修改采用紫外线照射,抹去E2PROM中的内容。控制器在网络中应该有地址,由这些地址开关来设定。功能块在ROM中的排列有的DCS称这种排列为功能码。码的次序就是功能块在库中的地址。各种厂家的DCS对运算算法的处理有些差异,所以名称也不一样。如有的DCS称这些算法为内部仪表,但其实质都是一段程序,本质是一样的。在运用这些功能块时,应该标明该功能块输入输出之间运算的关系,还有运算所需要的许多参数。在用户根据被控对象,确定控制策略形成控制方案时,在功能块库中选择控制用所需要的功能块,弄清各功能块之间的联接关系,并首先定义它在E2PROM中的地址,和其它功能块的联系也都是用地址来表示的。同时填入所需参数。这些工作称为组态,这是为了区别于用语言编程。组态时,可以用作图的方式,即CAD方式。作CAD有一个软件,可以画出每一个控制回路所需的功能块以及它们之间的连接关系。它称为工程师站。用它给控制器组态。组态时,先画出SAMA图或ISA图。在用小功能块时,画SAMA图、大功能块时,画ISA图。
    功能块库中最重要的功能块是PID功能块,它的输出Y(t)和输入X(t)的关系是比例-积分-微分关系,即
    它在过程控制中有极其重要的作用。在完成闭环控制时一定要用到PID功能块。闭环控制的一个控制回路和串级控制回路的方框图如图一,图二所示,图三和图四是Infi90的组态图。

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