《数字调节器原理》PPT课件.ppt

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1、XI’ANJIAOTONGUNIVERSITY第二部分：数字调节器与集散控制系统郑辑光电信学院、自动控制研究所2021年7月29日星期四综合自动化系统——CIMS/CIPS11:45:24第五章：单回路数字调节器基本教学要求掌握单回路数字调节器SLPC的基本硬件组成、工作原理，系统软件设计思想，以及常用控制功能的编程、实现方法等。11:45:24单回路数字可编程调节器SLPC11:45:24SLPC正面板布置图11:45:24SLPC侧面板布置图11:45:24调节器、编程器的连接11:45:24编程器SPRG的内部结构11:45:24数字调节器的发展n

2、日本横河公司（Yokogawa）DCS发展历史：代——1975年，大规模CENTUM,32回路/站，可挂32站；1979年，中小规模YEWPACK,8回路/站，可挂8单元；1980年，YS-80*A单回路调节仪表。代——1983年，NewModelCENTUM,冗余、备用；1984年，YEWPACKMARK，彩显。1986年，YS-80*E型。代——1988年，CENTUM-XL，控制功能增强，控制站为双屏；1988年，XL中小型集散控制系统；1991年，YS-100液晶显示画面。Ô代——1994年，CENTUM-CS；1997年，CS3000

3、大规模系统；1997年，CENTUMCS1000,中小规模系统，通用PC机，WINDOWNT4.0。1996年，现场总线仪表。11:45:24单回路数字调节器n单回路调节器：只有一路采取4~20mA直流电流信号输出，即原则上只能控制一个执行器。特性：•单回路控制器具有丰富和灵活可变的运算控制功能；即具有连续控制功能，也具有一定的顺序控制及处理批量生产过程的能力。•具有通信功能，能与集中监视操作站及上位计算机交互信息，构成集散控制系统。•具有自诊断功能，有助于系统维护。11:45:2411:45:24一、SLPC硬件组成及通信模式n输入AI电路：11:45

4、:24数字调节器的硬件组成n输出AO电路：11:45:24数字调节器的硬件组成n“看门狗”电路：11:45:24数字调节器的硬件组成n模数转换电路：11:45:24数字调节器的DCS通信模式nYS80(SLPC)/100采用20mA电流环通信原理图通信接口电路：11:45:24通信编码n异步、串行、半双工通信：LCS发送、SLPC接收11:45:24SLPC通信处理（不作要求）n异步、串行、电流环通信方式。通信周期480ms，波特率15.625kb/s，每个周期由上位机通信卡LCS发起通信，属于1对1、主从式通信，与控制周期无关独立进行。通信内容：见下页

5、。11:45:24通信数据内容11:45:24SLPC与上位机的通信11:45:24其它数据传输方式nRS232不平衡式数据传输：11:45:24其它数据传输方式nRS485平衡式数据传输：11:45:24数字调节器的RS485通信模式nYS100采用RS485构成的多机通信原理图：11:45:24二、SLPC管理程序及工作时序11:45:24SLPC定周期工作时间图图4-1411:45:24SLPC的过程控制运算输入处理(AI)、控制运算(PID)、输出处理(AO)11:45:24输入通道自检及相关处理n输入通道自检、数据规范化处理、抗温度漂移：11:

6、45:24过程报警与系统报警11:45:24三、控制功能实现及用户程序编制11:45:24SLPC常用寄存器11:45:24SLPC寄存器结构及信息流程11:45:24SLPC的用户程序编制n程序编制举例：11:45:24SLPC的用户程序编制1.基本运算模块：+，-，，，等等。2.带编号的运算模块：LAGn,DEDn,等。为何要带编号？3.控制模块：BSC,SSC,CSC11:45:24SLPC的指令表（1）11:45:24SLPC的指令表（2）11:45:24SLPC的用户程序编制n一阶惯性环节运算模块：LAG1~81TTY(s)X(s),y(

7、kT)py(kTT)x(kT)Tps1TTTTpp11:45:24SLPC的用户程序编制n纯滞后环节运算模块：DED1~3LsY(s)eX(s)11:45:24SLPC的用户程序编制n十段折线函数：FX1、FX2n任意折线函数FX3、FX411:45:24控制模块及其编程SLPC内的控制模块有三种功能结构，可用来组成不同类型的控制回路：①基本控制模块BSC，内含1个调节单元CNT1，相当于模拟仪表中的l台PID调节器，可用来组成各种单回路调节系统。②串级控制模块CSC，内含2个互相串联的调节单元CNTl、CNT2，可组成串级调节系统。选

8、择控制模块SSC，内含2个并联的调节单元CNTl、CNT2和1个单刀三掷切换开关