Программируемые функции контроллеров фирмы YOKOGAWA серии YS170 на русском языке

Подождите немного. Документ загружается.

Y TI 1B7C2-03R

Yokogawa M&C Corporation 5-е Издание: Декабрь 2000

Техническая

информация

Программируемые функции

контроллера YS170

Это издание поддерживает программу

передачи между равноправными узлами

и 400-шаговую программу

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................... 1-1

1.1 Введение .................................................................1-1

1.2 Новые функции контроллера YS170 ....................1-1

2. ОСНОВНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И

УПРАВЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИИ...................................... 2-1

2.1 Основные операции ...............................................2-1

2.2 Принципы вычислений..........................................2-2

2.3 Принципы вычислений ПИД - управления..........2-3

2.4 Структура программы, емкость и период

вычислений.............................................................2-4

2.4.1 Емкость программы................................... 2-4

2.4.2 Коэффициент загрузки программы.......... 2-4

2.4.3 Период вычислений................................... 2-5

2.4.4 Конфигурация программы........................ 2-6

2.4.5 Сигналы входа/выхода и регистры для них

..................................................................... 2-7

2.5 Подпрограммы .......................................................2-9

2.5.1 Составление и запуск................................ 2-9

2.5.2 Правила, используемые при создании

подпрограмм ............................................ 2-10

2.5.3 Пример программы ................................. 2-10

2.6 Преобразование сигнала входа/выхода..............2-11

2.6.1 Аналоговый сигнал в/в............................ 2-11

2.6.2 Формат внутренних данных ................... 2-12

2.6.3 Сигнал входа/выхода состояния ............ 2-12

3. Вычислительные функции и примеры их применения 3-1

3.1 Четыре арифметических операции.......................3-3

3.2 Извлечение квадратного корня.............................3-4

3.3 Извлечение квадратного корня с отсечкой

малых значений входа...........................................3-5

3.4 Абсолютное значение............................................3-6

3.5 Селекторы...............................................................3-7

3.6 Ограничители.........................................................3-8

3.7 10-сегментная характеристическая функция.......3-9

3.8 Произвольная линейно-сегментная

характеристическая функция..............................3-11

3.9 Задержка первого порядка ..................................3-13

3.10 Опережение первого порядка .............................3-14

3.11 Время запаздывания ............................................3-16

3.12 Вычисление скорости..........................................3-19

3.13 Ограничители скорости.......................................3-20

3.14 Вычисление скользящего среднего....................3-22

TI 1B7C2-03R

3.15 Дискретный вход/выход......................................3-23

3.15.1 Вход/выход состояния ............................ 3-23

3.15.2 Флаг пользователя................................... 3-24

3.16 Вход состояния клавиши программируемых

функций ................................................................3-25

3.17 Дисплей состояния программируемой функции3-26

3.18 Обнаружение изменения состояния ...................3-27

3.19 Логические операции...........................................3-28

3.20 Безусловный переход...........................................3-29

3.21 Условный переход (Ветвление программы)......3-30

3.22 Сравнение.............................................................3-31

3.23 Сигнализация .......................................................3-32

3.24 Переключение сигнала ........................................3-34

3.25 Таймер...................................................................3-35

3.26 Настройка программы .........................................3-37

3.27 Счетчик импульсного входа................................3-40

3.28 Импульсный выход сумматора...........................3-42

3.29 Обмен данными в регистрах S............................3-43

3.30 Ротация данных в регистрах S ............................3-44

3.31 Функция вычислений для использования

подпрограмм.........................................................3-45

4. Программирование модулей управления...................... 4-1

4.1 Модуль управления и регистр с расширенными

функциями..............................................................4-1

4.1.1 Модули управления................................... 4-1

4.1.2 Регистры с расширенными функциями ... 4-2

4.2 Модуль базового управления (BSC).....................4-3

4.3 Модуль каскадного управления............................4-7

4.3.1 Управляющий модуль CSC....................... 4-7

4.3.2 Вычислительные операции между

контурами каскада................................... 4-10

4.3.3 Прикладная программа ........................... 4-11

4.4 Модуль сигнального селекторного управления 4-13

4.4.1 Управляющий модуль SSC..................... 4-13

4.4.2 Система многоконтурного

автоселекторного управления ................ 4-16

5. Расширенный модуль управления ................................. 5-1

5.1 Регистры для управляющих данных ....................5-2

5.1.1 Установка каскада (CSV1)........................ 5-3

5.1.2 Дистанционная установка вторичного

контура (SV2 и CSV2)............................... 5-4

5.1.3 Коррекция по входу (DM1 и DM2) .......... 5-5

5.1.4 Переменный коэффициент усиления (AG1 и

AG2)............................................................ 5-8

5.1.5 Коррекция по выходу (FF1 и FF2) ......... 5-10

5.1.6 Отслеживание выхода (TRK1, TRK2,

TRKF1 и TRKF2) ..................................... 5-11

5.1.7 Регистр регулир. выхода (MV1 и MV2). 5-13

5.1.8 Выход индикатора переменной процесса

(PVM1 и PVM2), выход индикатора задания

(SVM1 и SVM2), и выход индикатора

регулируемой переменной (MVM1 и

MVM2)...................................................... 5-15

5.2

Регистры управляющих флагов..........................5-16

5.2.1 Сигнализация процесса (PMF1÷PMF2,

PLF1÷PLF2, VLF1÷VLF2 и DLF1÷DLF2) ... 5-17

5.2.2 Переключение рабочих режимов (CAF1,

CAF2, CAMF1 и CAMF2) ....................... 5-19

5.3 Флаги самонастройки (STC) ...............................5-22

5.4 Регистры переключения предварительно

заданного ПИД.....................................................5-23

5.5 Регистры системных флагов ...............................5-25

5.6 Регистры параметров управления ......................5-27

5.6.1 Диапазон установки данных................... 5-29

5.6.2 Вычисления, обеспечивающие безударный

выход........................................................ 5-29

5.6.3 Пример программы ................................. 5-29

5.7 Другие регистры (Регистры Z) ...........................5-31

5.7.1 Функция управления панелями дисплея5-31

6. Программирование при передаче данных между

равноправными узлами................................................... 6-1

6.1 Передача данных между равноправными

узлами.....................................................................6-1

6.2 Процедура установки функции передачи

данных ....................................................................6-2

6.2.1 Присвоение контроллерам номеров

устройства связи........................................ 6-2

6.2.2 Регистры для передачи данных между

равноправными узлами............................. 6-3

6.3 Примеры задания функции передачи данных

между равноправными узлами .............................6-4

6.4 Пример пользовательской программы.................6-5

7. Подготовка программ ..................................................... 7-1

7.1 Процедуры программирования.............................7-2

7.2 Примеры (Компенсация по температуре-

давлению для управления расходом идеального

газа).........................................................................7-3

7.3 Меры предосторожности при

программировании.................................................7-8

7.4 Генерирование моделирующей программы ......7-10

7.5 Операции Пакета программирования YSS20 ....7-11

7.5.1 Обзор функциональных свойств ............ 7-11

7.5.2 Требования к персональн. компьютеру.7-11

7.5.3 Подключения ........................................... 7-12

7.5.4 Создание программы............................... 7-13

Y TI 1B7C2-03R

Yokogawa M&C Corporation 5-е Издание: Декабрь 2000

Используемое оборудование:

• Контроллер СЕРИИ YS100

Тип : YS170

Наименование модели : Одноконтурный программируемый

контроллер

Сведения об изданиях:

Дата Издание Описание Модель

Февраль 1992 1-е Новая публикация. YS170 - !0!

Июль 1992 2-е Некоторые изменения и правка. YS170 - !0!

Июль 1995 3-е Добавлено описание программы

передачи данных между равно-

правными узлами. Количество ша-

гов программы выросло до 400.

YS170 - !1!

YS170 - !0!

Январь 1997 4-е Добавлено управление панелью

дисплея.

То же, что и выше

Октябрь 2000 5-е Изменения, соответствующие до-

бавлению диапазона действия вре-

мени дифференцирования.

То же, что и выше

Уведомления:

(1) Данное Руководство должно быть передано конечному пользователю.

(2) Фирма Yokogawa M&C не признает никаких гарантий относительно данного материала, включая (но не ограни-

чиваясь ими) подразумеваемые гарантии пригодности для торговли или иной конкретной цели.

частично или полностью ни в какой форме без разрешения фирмы Yokogawa M&C.

(4) Содержание данного Руководства может быть изменено без предварительного уведомления.

(5) При подготовке данного Руководства было сделано все возможное для обеспечения необходимой точности. Од-

нако при обнаружении каких-либо ошибок или пропусков важной информации просьба установить контакт с

ближайшим представительством или отделом сбыта фирмы Yokogawa M&C.

(6) Для обеспечения защиты и безопасной эксплуатации изделия и управляемой им системы при обращении с при-

бором строго следуйте инструкциям по безопасности, описанным в данном Руководстве. При необходимости

реализации схем защиты или контуров аварийной защиты для данного изделия и управляемой им системы уста-

навливайте их вне прибора. Не модифицируйте и не добавляйте такие контуры к внутренним контурам прибора.

(7) Фирма Yokogawa M&C не несет никакой ответственности ни перед какой стороной за убыток или ущерб, прямой

или косвенный, вызванный использованием или непредсказуемым дефектом данного изделия.

(8) Что касается поставляемого фирмой Yokogawa M&C программного продукта:

! Используйте данный программный продукт только на одном компьютере. Для использования программы на

других компьютерах вам необходимо приобрести по одному экземпляру для каждого из них.

" Категорически запрещается воспроизводить программное обеспечение, за исключением случаев резервного

копирования.

# Храните гибкий диск(и) (оригинальный носитель или носители) с данным программным продуктом в безо-

пасном месте. В случае несохранения оригинального диска фирма Yokogawa M&C может отказаться от пре-

дусмотренных в контракте работ по обеспечению качества изделия и техническому обслуживанию.

$ Категорически запрещены обратные инженерные операции, например, декомпозиция программного

обеспечения.

TI 1B7C2-03R

Таблица 0.1 Карта документации Серии YS100

Использование ( % : необходимо, &: только для справки)

Класс

докумен-

та

Индекс

документа

Название документа

Программи-

рование для

YS170

Выбор функций

и задание пара-

метров

Настройка

Нормальная

работа

Монтаж и

обслуживание

TI 1B7A1-01E Информация о Серии YS100

& &

TI 1B7C0-01E

Прим. 2

Самонастраивающиеся контрол-

леры

TI 1B7C1-01E

Функции управления однокон-

турных контроллеров YS150,

YS170

% % % %

TI 1B7C2-03E

Прим. 3

Программируемые функции

YS170

TI 1B7C8-03E

Прим. 1

Функции связи (RS-485, DCS-

LCS)

TI 1B7C8-04E

Прим. 5

Функции связи между равно-

правными узлами YS-сети

Техни-

ческая

инфор-

мация

TI 1B7C8-05E

Прим. 5

Функции связи персонального

компьютера YS-сети

IM 1B7C1-01E

Одноконтурный многофункцио-

нальный контроллер YS150

Одноконтурный программируе-

мый контроллерYS170

& % % % %

IM 1B7C8-06E Пакет программирования YSS20

IM 1B7C1-03E

Прим. 1

Функции связи RS-485 (/A31)

Функции связи DCS-LCS (/A32)

% %

IM 1B7C8-04E

Прим. 5

YSS50 – Файл определения па-

раметров YS-сети

IM 1B7D2-01E

Индикатор с сигнализацией

YS131

% % % %

IM 1B7D3-01E

YS135 – Авто/ручная станция

для ввода SV

% % % %

IM 1B7D4-01E

YS136 – Авто/ручная станция

для ввода MV

% % % %

Руково-

дство

пользо-

вателя

IM 1B7D5-01E

Прим. 4

Ручной Задатчик YS110

Прим. 1: Только при использовании функций связи с супервизорной системой

Прим. 2: Только при использовании функций самонастройки

Прим. 3: Только для программируемых контроллеров YS170

Прим. 4: YS110 может быть ручным задатчиком только для контроллеров YS150, YS170 или YS136

Прим. 5: Только при использовании функций связи YS-сети

1-1

TI 1B7C2-03R

1. ВВЕДЕНИЕ

1.1 Введение

Одноконтурный контроллер СЕРИИ YS100 реализует усовершенствованные функции отображения и

управления в добавление к функциям, обеспечиваемым контроллером Серии YS80. Для упрощения

управления и работы с операторским интерфейсом используется жидкокристаллический дисплей с адре-

сацией по точкам.

Наиболее сложным из контроллеров Серии YS100 является одноконтурный программируемый контрол-

лер YS170.

Использование контроллера Серии YS100, располагающего предоставляемыми программируемыми

функциями, позволяет реализовать усовершенствованные функции управления и обеспечить простоту

выполнения операций.

Настоящее Техническое руководство содержит описания программируемых функций контроллера

YS170. Для п олучения информации о других функциях следует обратиться к отдельно поставляемому

техническому описанию TI 1B7C1-01E «Управление и связь, функции и приложения».

1.2 Новые функции контроллера YS170

Как описано ниже, после мая 1995 г. программируемые функции, а также функции связи контроллера

YS170 были существенно улучшены. Пользователь может использовать эти функции совместно с новым

пакетом программирования YSS10 (YSS10-210). Кроме того, в январе 1997 г. была добавлена функция

управления дисплеем.

Улучшенные функции

1) Число шагов программы

Усовершенствованный контроллер YS170 (YS170-01!) предоставляет пользователю возможность опи-

сания и исполнения до 400 шагов пользовательской программы без добавления соответствующей опции.

Обычный контроллер YS170 (YS170-00!) допускает использования в программе не более 200 шагов.

2) Связь между контроллерами YS170 в сети YS

При использовании опции /A33 (Связь в YS-сети) усовершенствованный контроллер YS170 обеспечива-

ет установление связи между контроллерами YS170. Характеристики системы передачи данных задаются

предварительно в пользовательских программах.

3) Функция управления панелью дисплея

Пользовательская программа обеспечивает возможность переключения панелей дисплея или распознава-

ния внутри группы рабочих панелей (панели контура, панели тренда, панель сигнализации и панели

сдвоенного контура). Эту функцию поддерживает программный пакет YSS10-!10, выпущенный в мае

1995 г.

На маркировке контроллера YS170 должен быть указан стиль S4 или более поздний вариант.

1-2

TI 1B7C2-03R

В таблице внизу указаны возможные комбинации совместного использования контроллеров YS170 и

программных пакетов YSS10.

Контроллеры YS170

YS170-00!

Стиль: S1, S2

YS170-01!

Стиль: S3

YS170-01!

Стиль: S4

YSS10-!00

200 шагов (МАКС.),

Передача данных между

равноправными узлами и

управление панелью дисплея

не реализуется

200 шагов (МАКС.),

Передача данных между

равноправными узлами и

управление панелью

дисплея не реализуется

200 шагов (МАКС.),

Передача данных между равноправны-

ми узлами и управление панелью дис-

плея не реализуется

Пакет про-

граммирова-

ния YSS10

YSS10-!10

200 шагов (МАКС.),

Передача данных между

равноправными узлами и

управление панелью дисплея

не реализуется

400 шагов (МАКС.),

Передача данных между

равноправными узлами и

управление панелью

дисплея не реализуется

400 шагов (МАКС.),

Реализуется передача данных между

равноправными узлами и управление

панелью дисплея

В данном Техническом руководстве описываются программируемые функции контроллера YS170. Под-

робное описание функций управления содержится в техническом описании TI 1B7C1-01E.

2-1

TI 1B7C2-03R

2. ОСНОВНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И УПРАВ-

ЛЯЮЩИЕ ФУНКЦИИ

Вычислительные и управляющие функции, требуемые для реализации управления, встроены в контрол-

лер как библиотеки рабочих (операционных) функций. Специальные управляющие функции программи-

руются методом комбинирования этих функциональных «блоков», взятых из библиотеки.

Использование операций со стековым регистром (метод горизонтальной табуляции или обратная поль-

ская запись) исключает необходимость записи выражений в скобках.

2.1 Основные операции

На Рис. 2.1.1 показана блок-схема взаимодействия потоков сигнала и процесса с программой контролле-

ра YS170.

(1) Преобразование входа

В секции преобразования входа аналоговые входы, входы состояния и различные установленные данные

автоматически преобразуются во внутренние данные и сохраняются в соответствующих регистрах вход-

ных данных.

(2) Пользовательская программа

По завершении преобразования входа, запускается пользовательская программа. Программа считывает

различные данные и выполняет требуемые вычисления и необходимое управление. Результаты вычисле-

ний сохраняются в соответствующих регистрах данных.

(3) Преобразование выхода

Данные, хранящиеся в регистрах выходных данных, автоматически преобразуются в аналоговые сигналы

и сигналы состояния, используемые в качестве выхода прибора. Как описано выше, контроллер повторя-

ет преобразование входа, вычисления и преобразование выхода в течение каждого вычислительного пе-

риода.

Рисунок 2.1.1 Функциональный блок контроллера YS170

STORE Y1

A / D

XN DIN PN

Преобразование

входа

Регист

входа

Аналоговый вход

Дискретный вход Перемен. параметры

LOAD X1

FUNC BSC1

D / A

Регистр выхода

налоговый выхо

Вычислительный

период

(Повторяющийся)

4 ∼ 20 мА

1 ∼ 5 В

Пользовательская

ог

амма

Преобразование

выхода

Дискретный выход

2-2

TI 1B7C2-03R

2.2 Принципы вычислений

Принципы вычислений, используемые в пользовательской программе (в дальнейшем называемой просто

«программа»), и действия арифметического регистра будут описаны на примере сложения двух входов

(см. Рис. 2.2.1).

Вычисление выполняется с использованием пяти стековых арифметических регистров, называемых ре-

гистрами S.

Для ввода данных в регистр S используется команда LOAD (Загрузка) (обозначаемая LD) и команды

FUNCTION (Функция), используемые для вычисления данных. Команды FUNCTION содержат различ-

ные вычислительные и управляющие функции. Команды описываются с помощью различных символов

(например, +, −, ÷, HSL: High Selector (Селектор верхнего уровня)).

После выполнения вычислений их результаты остаются в регистре S, а входные данные утрачиваются.

Для сохранения результатов вычислений в выходном регистре используется команда STORE (Сохра-

нить) (обозначаемая ST). Даже при выполнении команды ST содержимое регистров S не изменяется.

Программа сложения двух входов описана ниже по шагам.

! Load Input Data 1 (Загрузка данных входа 1) : LD X1

Эта команда обеспечивает загрузку данных входного регистра X1 в стековый регистр S1, «проталки-

вая вниз» содержимое каждого регистра в стеке. Данные D, находящиеся в регистре S5, теряются.

" Load Input Data 2 (Загрузка данных входа 2) : LD X2

Эта команда обеспечивает загрузку данных входного регистра X2 в стековый регистр S1, «проталки-

вая вниз» содержимое стека, как и в шаге (1). Данные D, находящиеся в регистре S5, теряются.

# Addition (Сложение) : +

Эта команда обеспечивает суммирование данных, находящихся в регистре S2, с данными, находящи-

мися в регистре S1, и сохранение суммы в стековом регистре S1. Содержимое всех регистров S «вы-

талкивается вверх», однако, содержимое регистра S5 остается неизменным.

$ Output (Выход) : ST Y1

Эта команда обеспечивает сохранение данных, содержащихся в регистре S1, в выходном регистре Y1.

Данная команда не оказывает воздействия на данные, хранящиеся в регистрах S стека.

Рисунок 2.2.1 Программа сложения двух входов и арифметический регистр

Сложение

X1 X2

! LD X1

" LD X2

# +

$ ST Y1

Считывание входных данных

X1 X2

LD X1

" # $

X1 + X2

Потеря данных

Регистр

входа/выхода

Стековый

регистр

LD X2

Вычисление

Результат вычисления

2-3

TI 1B7C2-03R

2.3 Принципы вычислений ПИД - управления

Вычисление ПИД - управления также является встроенной функцией, ее программирование аналогично

программированию других функций.

Команда S1 S2 Разъяснение

LD X1

BSC1

ST Y1

MV1

«Проталкивание» входа 1 (переменной процесса) в стек

Вычисление базового ПИД - управления

Результат вычисления (MV) помещается в S1

MV сохраняется в Y1

END Окончание программы

Простая программа, подобная приведенной выше программе, обеспечивает функциональные возможно-

сти ПИД управления.

Функция команды BSC включает задание переменной процесса (PV), Задания (SV) и регулируемого вы-

хода (MV), считывание параметров ПИД и другие операции.

На Рис. 2.3.1 показана функция команды BSC.

! Индикатор переменной процесса (PV)

Этот индикатор отображает содержимое (PV) вычислительного регистра (S1) непосредственно перед

исполнением функции BSC. Он может показать либо «необработанные» входы PV, либо «обработан-

ные» входы PV после преобразования сигнала, например, извлечения квадратного корня.

" Индикатор задания (SV)

Этот индикатор показывает локальное задание в режимах A и M и внешний вход задания в режиме C.

Клавиши настройки задания расположены на лицевой панели.

# Вычисление управления

Предусмотрены различные управляющие модули для выполнения базового ПИД -управления, ПИД -

управления с переключением групп, каскадного управления и автоселекторного управления.

$ Регулируемый выход (MV)

Это значение сохраняется в регистре S1 сразу после выполнения команды BSC. Значение MV можно

увеличить или уменьшить с помощью клавиши ручного управления в режиме M.

' Текущий выход и индикатор выхода

В конце программы значение регистра Y1 определяет выход, представляющий собой текущий сигнал

от клеммы 1 выхода и отображаемый на индикаторе выходных данных (в нижней части лицевой па-

нели). В этом примере значение MV является результатом исполнения команды ST Y1.

Рисунок 2.3.1 Функция управления (BSC) и схема работы/отображения

ПИД

LD X1

BSC1

4 ÷20 мА

Регулируемый выход

(MV)

Переменная процесса

(PV)

Отклонение

2-4

TI 1B7C2-03R

2.4 Структура программы, емкость и период вычислений

2.4.1 Емкость программы

Количество описываемых шагов программы

Не более 400 шагов (для контроллера YS170 – 01!)

Не более 200 шагов (для контроллера YS170 – 00!)

Суммарное число шагов основной программы и подпрограммы не должно превышать 200 независимо от

периода вычислений. Однако максимальное число исполняемых шагов программы ограничено некото-

рым числом, равным или меньшим, чем 400 (или 200), так, чтобы коэффициент загрузки не превысил

свое максимальное значение (Подробности описаны в Подразделе 2.4.2).

2.4.2 Коэффициент загрузки программы

Коэффициент загрузки

Коэффициент загрузки описывается выражением, показанным ниже, и отображается на экране персо-

нального компьютера в режиме тестового прогона.

Время выполнения вычислений

Коэффициент загрузки =

Период вычислений

× 100%

Указанное выше «Время выполнения вычислений» – это суммарное время следующих двух значений

времени выполнения.

! Время выполнения системной программы (т.е. отображения панелей и передачи данных и т.д.)

" Время выполнения пользовательской программы

Проверка максимального коэффициента загрузки

В режиме тестового прогона максимальный коэффициент загрузки должен находится в пределах сле-

дующего значения.

• Максимальный коэффициент загрузки : всегда 80% или меньше

• Условия измерения : Для получения значения максимальной загрузки при отображении панели вызо-

вите отображение панели резистора P.

При использовании функции STC (Управление с самонастройкой) сохраняйте для каждого периода вы-

числений значение максимального коэффициента загрузки в следующих пределах. Эти значения были

получены посредством вычитания коэффициентов загрузки при выполнении функции STC из 80%.

Период вычислений Максимальный коэффициент загрузки

0,05 секунд 48%

0,1 секунда 64%

0,2 секунды 72%