Программируемые функции контроллеров фирмы YOKOGAWA серии YS170 на русском языке

Подождите немного. Документ загружается.

4-7

TI 1B7C2-03R

4.3 Модуль каскадного управления

4.3.1 Управляющий модуль CSC

Модуль каскадного управления (CSC) предназначен для реализации каскадного управления. В этом моду-

ле используются два управляющих элемента (CNT1 и CNT2) и расширенные функции (регистры управ-

ляющих данных, управляющих параметров и управляющих флагов).

[Мнемонические коды команды ]

CSС : Функция каскадного управления

[Операция]

Перед выполнением расчетов для CSC переменные процесса первичного и вторичного контуров управле-

ния хранятся в регистрах S2 и S1 соответственно. После вычислений содержимое регистра S1 заменяется

результатом вычислений (значением регулируемого выхода).

Включается обмен сигналов на операции, и автоматически выполняется действия индикаторов контролле-

ра на лицевой панели и считывание управляющих параметров.

[Функциональный блок]

На Рисунке 4.3.1 показан функциональный блок CSC. Произвольно задан каждый из двух управляющих

элементов. На Рисунке 4.3.2 показана упрощенная блок-схема управляющего модуля CSC.

4-8

TI 1B7C2-03R

Рисунок 4.3.1 Функциональный блок CSC

Сигнализа

ия по вхо

ду

Сигнализа

ия по отклонению

Ручная операция

A / M

Сигнализа

ия по вхо

ду

Сигнализа

ия по отклонению

CNT2

ПИД - управление

ПИ – управление с

выборкой

CNT1

ПИД - управление

ПИ –

управ-

ление с

－

CSC

－

CSCPR1

CSCPR2

Вход переменной процесса 2

Ог

аничитель выхо

C /

Ог

аничитель выхо

Регистр с рас-

ширенными

функциями

▼

▲

Регистр с расширенными

функциями

Переключение режимов C/A CAF1

Вых. сигнализации по верхн. пределу PHF2

Вых. сигнализации по нижн. пределу PLF2

Выход сигнализации по скорости VLF2

Выход сигнализации по отклонению

DLF1

Значение задания по отклонению

DL1

Ширина зоны нелин. управления GW1

Коэф-т усиления в зон е нелин. упр. GG1

Период выборки STM1

Диапазон времени управления SWD1

Смещение сброса RB1

Состояние STC

SW, LP,

M1, M2,

Смещение сброса TRKF1

Вых. сигнализации по верхн. пределу PHF1

Вых. сигнализации по нижн. пределу PLF1

Выход сигнализации по скорости VLF1

Значение верхнего предела задания PH1

Значение нижнего предела задания PL1

Значение задания по скорости VL1

Уставка времени проверки сигн. по скорости

VT1

Состояние STC

SW, LP,

M1, M2,

Задание верхнего предела выхода

OCF

Задание нижнего предела выхода

Задание верхнего предела выхода

MH1

Задание нижнего предела выхода

ML1

Значение верхнего предела задания

PH2

Значение нижнего предела задания

PL2

Значение задания по скорости

VL2

Уставка времени проверки сигн. по скорости

VT2

Вых. сигнализации по отклонению

DLF2

Значение задания по отклонению

DL2

Ширина зоны нелинейного управления GW2

Коэф-т усиления в зон е нелин. упр. GG2

Период выборки STM2

Диапазон времени управления SWD2

Предварительно заданный MV RB2

Отслеживание PMVF1

Переключение режимов A/M CAMF1

Задание верхнего предела выхода

MH2

Задание нижнего предела выхода

ML2

DM2 Коррекция по входу

SFA2

Настраиваемый фильтр задания α

SAB2

Настраиваемый фильтр задания β

PB2 Диапазон пропорциональности

TI2 Время интегрирования

TD2 Время дифференцирования

SV2 Выход задания

AG2 Адаптивный коэффициент усиления

FF2 Коррекция по выходу

TRK1 Отслеживание выхода

PMV1 Предварительно заданный MV

MVM1 Указатель выхода

MV1 Регулируемая переменная

PVM1 Указатель переменной процесса

CSV1 Каскадное задание

SVM1 Индекс задания

SV1 Выход задания

DM1

Коррекция по входу

AG1 Адаптивный коэффициент усиления

SFA1

Настраиваемый фильтр задания α

SFB1

Настраиваемый фильтр задания β

PB1 Диапазон пропорциональности

TI1 Время интегрирования

TD1 Время дифференцирования

FF1 Коррекция по выходу

4-9

TI 1B7C2-03R

Рисунок 4.3.2 Упрощенная блок-схема функционального блока CSC

[Программа]

Ниже представлена программа каскадного управления, соответствующая схеме, показанной на Ри-

сунке 4.3.2.

Команда S1 S2 S3 Объяснение

LD X1

LD X2

CSC

ST Y1

Next computation

MV1

Считывание входа 1 (PV1)

Считывание входа 2 (PV2)

Выполнение каскадного управления

CNT1 и CNT2

Сохранение результата (регулируемого выхода) в Y1

SET

CSV1

SV1

C / A

PV1

－

PV2

DM1

AG1

FF1

SV2

DM2

AG2

FF2

TRK1

CNT1

MV1

A/M

PHF1

PLF1

DLF1

VLF1

OCF

PHF2

PLF2

DLF2

VLF2

TRKF1

CAF1

CSC

X1 X2

CAMF1

O / C

－

CNT2

4-10

TI 1B7C2-03R

4.3.2 Вычислительные операции между контурами каскада

В модуле CSC контроллера YS170 предусмотрена возможность вставки выражения для вычислений между

первичным (CNT1) и вторичным (CNT2) контурами управления. Это вычисление осуществляется с ис-

пользованием двух подпрограмм (@CSCPR1 и (@CSCPR2) (см. Рисунок 4.3.3). В Таблице 4.3.1 показана

роль каждой подпрограммы.

Если вычислений между двумя контурами выполнять не требуется, в использовании данных подпрограмм

нет необходимости. Можно отдельно использовать только подпрограмму @CSCPR1 без подпрограммы

@CSCPR2. В этом случае есть необходимость в переходе из разомкнутого состояния каскада в замкнутое

состояние с целью выполнения операции компенсации (или одноразовом переходе к замкнутому состоя-

нию посредством переключения в ручной режим (MAN), а затем к последующему переключению в авто-

матический режим (AUTO)). Если подпрограмма @CSCPR1 включает нелинейные вычисления (ограничи-

тель, селектор и другие), то при вычислении подпрограммы @CSCPR2 отслеживание может не потребо-

ваться. В этом случае также необходимо выполнить вышеописанную операцию компенсации.

Помимо этого, нет необходимости описывать в основной программе команду ветвления (команду GO

SUB), поскольку подпрограммы @CSCPR1 и @CSCPR2 запускаются модулем CSC.

Рисунок 4.3.3 Вычисления между контурами каскада

Таблица 4.3.1 Подпрограммы, используемые для выполнения вычислений между контурами

Подпрограмма Применение

Данные в S1 при

переходе в подпро-

грамму

Данные в S1 при

возврате из под-

программы

@CSCPR1 Вычисления между каскадами в состоянии

разомкнутого каскада

Выход первичного

контура

SV2

1 Вычисление с целью отслеживания значе-

ния задания вторичного конура управления

заданием первичного конура в разомкнутом

состоянии каскада

SV2

Выход первичного

контура

(Прим. 1) @CSCPR2

2 Вычисления выхода первичного конура

управления в режиме M в замкнутом состоя-

нии каскада (Прим. 2)

PV2

Выход первичного

контура

Прим. 1: Два режима 1 и 2 подпрограммы @CSCPR2 выбираются автоматически в соответствии с режимом работы.

Прим. 2: В этом случае также используются режим отслеживания выхода, режим выхода MV и режим операции непосредст-

венного регулирования переменной с использованием супервизорной системы (режим DDC).

CNT1

@CSCPR1

CNT2

Каскадное управление

SV1

PV1

PV2

@CSCPR2 @CSCPR1

CNT1

CNT2

SV1 PV1

SV2

Вторичный контур

независимого управления

SV2

PV2

@CSCPR2 @CSCPR1

CNT1

CNT2

SV1 PV1

MV2

SV2

PV2

Ручной режим (MAN),

отслеживание выхода,

предварительно задан-

ный регулируемый выход

(MV) или режим DDC

Выход первичного

конт

ур

Режим ручной

опе

ии

Выход первичного

конт

ур

4-11

TI 1B7C2-03R

4.3.3 Прикладная программа

Здесь дается описание примера программы, выполняющей каскадное управление с использованием управ-

ляющего модуля CSC.

(1) Пример вставки вычислительной процедуры между первичным и вторичным контуром

управления

На Рисунке 4.3.4 показан пример выполнения каскадного управления с использованием контроллера

YS170 и вставки между контурами CNT1 и CNT2 выражения, подлежащего вычислению.

Рисунок 4.3.4 Пример каскадного управления

[Основная программа]

В основной программе не нужно выполнять описание перехода в подпрограммы @CSCPR1 и @CSCPR2.

Команда S1 S2 S3 Объяснение

LD X1

LD X2

CSC

ST Y1

END

MV2

Считывание PV1

Считывание PV2

Вычисление каскадного управления

Регулируемый выход

Окончание

SV2=P1 ・ MV1+P2 (X3－K1)

CNT1

CNT2

MV1

SV2

4-12

TI 1B7C2-03R

@ Подпрограмма CSCPR1

Вставка вычисления задания SV2 = P1 · MV1 + P2 (X3 – K1)

Команда S1 S2 S3 Объяснение

SUB @CSCPR1

LD P1

∗

LD X3

LD K1

−

LD P2

∗

RTN

MV1

MV·P1

X3-K1

P2 (X3-K1)

MV1·P1+ P2(X3-K1)

MV1

MV1·P1

X3-K1

MV1·P1

При ветвлении программы MV1 сохраня-

ется в регистре S1

Считывание отношения

Вычисление отношения

Считывание корректирующего входа

Считывание смещения

Вычисление смещения

Считывание отношения

Вычисление отношения

Вычисление SV2

SV2= MV1·P1+ P2(X3-K1)

@ Подпрограмма CSCPR1

В качестве описания для программы @CSCPR2 используется обратное вычисление программы

@CSCPR1. Выполняется определение MV посредством преобразования вычислительного выражения про-

граммы @CSCPR1.

MV1 = (SV2 – P2 (X3 – K1)/P1)

Команда S1 S2 S3 Объяснение

SUB @CSCPR2

LD X3

LD K1

−

LD P2

∗

−

LD P1

RTN

SV2

X3-K1

P2 (X3-K1)

SV2- P2 (X3-K1)

(SV2-P2(X3-K1))/P1

SV2

X3-K1

SV2

SV2-P2

(X3-K1)

SV2

При ветвлении программы SV2 сохраня-

ется в регистре S1

Считывание корректирующего входа

Считывание смещения

Вычисление смещения

Считывание отношения

Вычисление отношения

Считывание отношения (P1)

Вычисление MV1

MV1= (SV2- P2(X3-K1))/P1

4-13

TI 1B7C2-03R

4.4 Модуль сигнального селекторного управления

4.4.1 Управляющий модуль SSC

Модуль селекторного управления (SSC) выполняет автоселекторное управление, автоматически реали-

зующее на выходе выбранный максимальный или минимальный сигнал от двух управляющих элементов

(CNT1 и CNT2) и внешний сигнал регулируемого выхода. Также возможно селекторное управление, обес-

печивающее получение на выходе одного сигнала из трех сигналов регулируемого выхода посредством

выбора выходного сигнала.

[Мнемонические коды команды ]

SSС : Функция сигнального селекторного управления

[Операция]

! Автоселектор

Установите SSW (селекторный переключатель управления) в 0, а ATSEL (выбор автоселектора) в 0 (се-

лектор нижнего уровня) или 1 (селектор верхнего уровня).

Перед началом вычислений SSC сохраните входное значение (PV) управляющего элемента № 1 (CNT1)

в регистре S2, входное значение (PV) управляющего элемента № 2 (CNT2) – в регистре S1. При необ-

ходимости сохраните внешний сигнал регулируемого выхода в EXT (внешний сигнал селектора). По-

сле выполнения вычислений выбранное значение регулируемой переменной заносится в регистр S1.

При выполнении автоселекторного управления не выбранный управляющий элемент находится в ре-

зерве, выполняя пропорциональное действие (коэффициент усиления × отклонение) для обеспечения

плавного перехода при изменении условий процесса.

" Селекторное управление

Установите для SSW номер регулируемой переменной, назначаемой в качестве выхода (1 = выход

CNT1, 2 = выход CNT2, 3 = Данные EXT). Элемент ATSEL устанавливать не нужно.

Операции регистров S аналогичны описанным выше в части «1 Автоселектор».

Даже при выполнении селекторного управления не выбранный управляющий элемент отслеживает ре-

гулируемую переменную и поэтому при получении сигнала переключения обеспечивается плавное пе-

реключение.

[Функциональный блок]

На Рисунке 4.4.1 показан функциональный блок SSC. Каждый из двух управляющих элементов (CNT1 и

CNT2) можно задать произвольно. На Рисунке 4.4.2 показана упрощенная блок-схема функционального

блока SSC.

4-14

TI 1B7C2-03R

DM2 Коррекция по входу

SFA2

Настраиваемый фильтр задания α

SAB2

Настраиваемый фильтр задания β

PB2 Диапазон пропорциональности

TI2 Время интегрирования

TD2 Время дифференцирования

SV2 Выход задания

AG2 Адаптивный коэффициент усиления

FF2 Коррекция по выходу

TRK1 Отслеживание выхода

PMV1 Предварительно заданный MV

MVM1 Указатель выхода

MV1 Регулируемая переменная

PVM1 Указатель переменной процесса

CSV1 Каскадное задание

SVM1 Индекс задания

SV1 Выход задания

DM1

Коррекция по входу

AG1 Адаптивный коэффициент усиления

SFA1

Настраиваемый фильтр задания α

SFB1

Настраиваемый фильтр задания β

PB1 Диапазон пропорциональности

TI1 Время интегрирования

TD1 Время дифференцирования

FF1 Коррекция по выходу

SSW Селектор

CSV2 Вход задания

LRF Переключение задания

EXT Внешний сигнал

Переключение режимов C/A CAF1

Вых. сигнализации по верхн. пределу PHF2

Вых. сигнализации по нижн. пределу PLF2

Выход сигнализации по скорости VLF2

Ширина зоны нелин. управления GW1

Коэф-т усиления в зон е нелин. упр. GG1

Период выборки STM1

Диапазон времени управления SWD1

Смещение сброса RB1

Состояние STC

SW, LP,

M1, M2,

Смещение сброса TRKF1

Вых. сигнализации по верхн. пределу PHF1

Вых. сигнализации по нижн. пределу PLF1

Выход сигнализации по скорости VLF1

Значение верхнего предела задания PH1

Значение нижнего предела задания PL1

Значение задания по скорости VL1

Уставка времени проверки сигн. по скорости

VT1

Состояние STC

SW, LP,

M1, M2,

Выход сигнализации по отклонению

DLF1

Значение задания по отклонению

DL1

Значение верхнего предела задания

PH2

Значение нижнего предела задания

PL2

Значение задания по скорости

VL2

Уставка времени проверки сигн. по скорости

VT2

Выход сигнализации по отклонению

DLF2

Значение задания по отклонению

DL2

Ширина зоны нелинейного управления GW2

Коэф-т усиления в зон е нелин. упр. GG2

Период выборки STM2

Диапазон времени управления SWD2

Предварительно заданный MV RB2

Отслеживание PMVF1

Переключение режимов A/M CAMF1

Задание верхнего предела выхода

MH2

Задание нижнего предела выхода

ML2

SSC

A / M

ATSEL

－

“RMT

“LCL

SMODE

－

0, 1, 2,

Автоселектор

Подчиненный режим

Сигнализа

ия по вхо

ду

Сигнализа

ия по отклонению

Ручная операция

Сигнализа

ия по вхо

ду

Сигнализа

ия по отклонению

CNT2

ПИД - управление

ПИ – управление с

выборкой

CNT1

ПИД - управление

ПИ – управление с

выборкой

Вход переменной процесса 2

Ог

аничитель выхо

Ог

аничитель выхо

Регистр с рас-

ширенными

функциями

Регистр с расширенными

функциями

Рисунок 4.4.1 Функциональный блок CSC

4-15

TI 1B7C2-03R

Рисунок 4.4.2 Упрощенная блок-схема функционального блока SSC

SET

CSV1

SV1

C / A

PV1

－

PV2

DM1

AG1

FF1

CSV2

SV2

DM2

AG2

FF2

EXT

CNT1

MV1

A/M

PHF1

PLF1

DLF1

VLF1

PHF2

PLF2

DLF2

VLF2

TRKF1

SSC

X1 X2

SSW

TRK1

CAF1

CAMF1

CNT2

ATSEL

－

4-16

TI 1B7C2-03R

4.4.2 Система многоконтурного автоселекторного управления

Используя два контроллера YS170, можно сформировать автоселекторную систему для управления тремя

или четырьмя контурами.

Контроллер, передающий сигнал регулируемого выхода на клапаны или приводы, называют главным кон-

троллером (установите SSW=0), а контроллер, передающий сигналы главному контроллеру, называют

подчиненным контроллером (установите SSW=4).

На Рисунке 4.4.3 показаны структура системы управления такого типа, а на Рисунке 4.4.4 приведена блок-

схема системы.

Рисунок 4.4.3 Структура многоконтурного автоселектора

CNT1 CNT2

Селектор нижнего

ур

овня

PV3 PV4

CNT1 CNT2PV1 PV2

Контроллер YS170 № 1 (Главный)

Контроллер YS170 № 2 (Подчиненный)

Селектор нижнего

ур

овня