串行通信总线加模件结构.pptVIP

集散控制系统 第三章 过程控制站 3.1 过程控制站的结构 3.2 基本控制单元的种类及其选择 3.3 基本控制单元的硬件 3.3 基本控制单元的软件 3.3 基本控制单元的可靠性措施 3.1 过程控制站的结构 3.1.1机械结构 一个控制柜内最多可安装60个I/O模块。另外，可根据需要将I/O模块和处理器模件 LN-PU分开布置，实现远方I/O功能，最大距离为10Km。 3.1.2 系统结构 (1)微型机结构式 此类PCU与一般微型机结构类似：内总线连接了CPU、ROM、RAM、多路转换A／D、D／A及通信装置等部分，结构上采用机箱插卡式。 美国Honeywell 公司的TDC3000 BC即采用此结构，称作文件夹，如图中所示有九种插卡，每一块插卡就相当于一个“文件”。 (2) I/O卡与通用卡结构 控制器由I/O系列卡、通用卡和内总线构成。通用卡主要由CPU卡、存贮器卡、通信接口卡等组成。无论PCU配用何种I/O系列卡，它们都是通用的。 优点： 技术结构上较为先进，主要是各种类型和规格的I/O卡在实际应用中极为方便。而且通用卡也使系统结构简化，可靠性增加。以上两种皆为并行内总线结构。 代表产品： 日本横河公司CENTUM系统； 美国Bailey控制公司NetWork-90系统 美国西屋公司推出的WDPF系统 美国Honeywell 公司的TDC3000 BC (3)串行通信总线加模件结构 这种类型的PCU由串行通信模件总线(MB：Module Bus)及其上挂接模件的方式构成。 模件一般有控制器模件,主要进行连续量控制；逻辑控制模件,主要进行顺序控制；端子模件，用于与外界信号线相连；组态模件，可对PCU组态，还有进行数据采集的模拟主模件等等。 在模件总线端有接口模件，将PCU的MB与系统局部网络连网。 美国Bailey控制公司NetWork-90系统中的PCU即采用这种结构 4、节点工作站结构 现代集散系统的PCU大多采取了“节点”结构。因为现代集散系统以局部网络为基础，所以分散过程控制装置实质是伸向现场或过程的节点工作站。这种节点工作站往往采用节点总线将各种控制器以及与其它单元的接口连接起来。从某种意义上讲，这样的节点工作站不仅是分散控制装置，而且是分散控制系统了。 福克斯波罗公司I／AS系统的过程节点的框图。它采用节点总线挂接各种处理机的结构。节点工作站中挂接了六类处理机或接口。 PCU的一般功能特性 集散系统PCU的一般功能特性可概括为六点，即： 反馈控制功能、 顺序控制功能、 批量控制功能、 数据收集与处理功能、 数据通信功能、 本地操作监视功能。 反馈控制功能 输入信号处理功能 报经检验功能 (2)顺序控制功能 顺序控制功能的构成有多种方式，主要包括阶梯图编程、符号技术式编程、流程框图式编程语言、逻辑代数编程语言。 比较常用的有两种方式： 填表方式记述顺控内容直观易懂，便于检查和修改，使用方便，扩充容易。日本CENTUM和YEWPARK系统的PCU顺控方式采用填表方式FIF。 SOPL语言简单易行，操作方便。TDC-3000的多功能控制器的顺控功能采用SOPL语言编程实现。 (3)批量控制功能 按工艺要求将反馈控制与顺控功能相结合可构成批量控制功能。批量控制的对象往往是一个间断生产过程所得到的产品。 (4)其它功能 PCU还具有对过程信息进行收集、处理、打印、制表功能。具有数据通信功能。若带本地操作站，则具有本地操作和显示的功能。 (5)PCU的DDC算法及附加功能 PCU的过程控制功能，是按相应算式进行运算实现的。这些算式称为算法，因为PCU的本质是实现DDC(直接数字控制)的微机装置，所以这些算法称为DDC算法。DDC算法是由PCU ROM中的一定程序来实行的，这些程序块又称为功能块或称算法功能块。 除了各种算法之外，PCU还必须具有一些附加功能才可以完成实际的过程控制。这些附加功能分为： ? 控制方式 PCU的DDC算法中具有下列控制方式： ①回路手动(LM：Loop Manual)，由回路模拟显示器进行手动操作方式。 ②手动方式(MAN：MANUAL)，由操作站(包括本地操作站)经由通信系统进行手动操作。 ③自动方式(AUT：AUTO)，以本回路就地设定值(LSP)为基准进行自动运算，实现闭环控制方式。 ④串级方式(CAS)，以另一个控制回路的输出值作为本回路的设定值进行自动运算，实现串级控制的方式。 ⑤计算机方式(COMP)，经由数据公路接受上位计算机的输出数据，作为本回路设定值进行自动运算的控制方式(SPC)，或者直接作为输出值的控制方式(DDC)。 ?初始化与反算 混合型PID算法为“无定位型输出”算法。构成串级控制时，次级回路在处于串级断开状态时，把次级