分散控制系统第四章数据的运算-主控制器

1、自动化系测控教研室翟永一节 主控制单元（MCU）的基本组成与功能第二节 主控制单元的软件第三节 主控制单元中控制运算功能的实现第四节 PID算法在DCS中的实现第五节 无扰切换的原理及在DCS中的实现第六节 过程控制站的工作状态与评价要素（a）插卡型主控制单元 （b）单机型主控制单元图4-1 主控制单元的外形CPUROMRAM固态存储器系统网络接口控制网络接口电源冗余电路其它模件系统总线IO总线图4-2 主控制单元的组成1）从过程通道读取数据信息2）数据处理及运算3）输出运算结果至过程通道4）为上层提供显示信息5）接受上层指令系统软件和用户软件用户软件：（1）执行代码

2、部分。（2）数据部分。执行代码（1）周期执行代码（2）随机执行代码。现场控制站程序结构 功能块组态方式1、基本操作：2、功能块与系统数据库之间的数据传递3、页操作4、站间引用强制和保持算法块的输出值调试和在线修改参数)()()(tytrte)()(1)()(0dttdeTdeTtektudip （4-2）理想的PID 控制算式为：传递函数形式：)11 ()()(sTsTksesudip00)()(kiTiedeTkekedttde) 1()()()1()()()()(0kekeTTieTTkekkudkiip1、位置式PID算式00( )( )( ) ( )(1)kdpiiTTu kke ke

3、 ie ke kuTT100(1)(1)( ) (1)(2)kdpiiTTu kke ke ie ke kuTT00( )( )( ) ( )(1)kdpiiTTu kke ke ie ke kuTT) 1()()(kukuku)2() 1() 1()()()()1()(100kekekekeTTieieTTkekekdkikiip)2() 1(2)()()1()(kekekekkekkekekdip) 1()()(kukuku 1、实际微分PID算式（1）理想微分算法的控制效果： 首先分析理想微分PID算法的控制效果：( )11( )1dpdiDT su skTe sTsskDdfkTT (

4、 )( )1ddpfusT ske sT s设则( )( )1ddpfT suske sT sdttdeTkdttduTtudpdfd)()()(离散化：TkekeTkTkukuTkudpddfd)1()()1()()(dttdeTkdttduTtudpdfd)()()()1()() 1()(kekeTTTkkuTTTkufdpdffd) 1()1()()()1 (kuTTTkekeTkkuTTdfdpdfTkekeTkkuTTkuTTTdpdfdf)1()() 1()()1()() 1()(kekeTTTkkuTTTkufdpdffd 43323222)()() 11 ()4()5()()(

5、) 11 ()3()4()() 11 ()2()3()01 () 1 ()2(0)00()0() 1 (0)0(ffdpffdpfffdpdffdffdpffdpfffdpdffdffdpfdpfffdpdffdfdpfdpdffdfdpdffddTTTTkTTTTkTTTTTTkuTTTuTTTTkTTTTkTTTTTTkuTTTuTTTTkTTTkTTTTTTkuTTTuTTTkTTTkuTTTuTTTkuTTTuu因此，在微分作用的第一个周期内，实际微分算法的输出比理想微分算法的输出幅度小的多，并且能够缓慢地持续多个采样周期，使得执行机构能够较好地跟踪控制输出。实际微分PID控制算法的优

6、点是微分作用能维持多个采样周期，这样就能更好地适应一般工业执行机构（如气动调节阀和电动调节阀）动作速度的要求，取得较好的控制效果。TTkTTTkudpfdpd)2(0( )( )( ) ( )(1)kdpiiTTu kke ke ie ke kTT00( )1,( )0,e kEe kE 在LN2000中，PID的算法模块提供变参数功能，在增量式算式中：PID参数给出死区设定参数 ；分别为比例项、积分项、微分项的增益系数，这些系数可以由其他模块传送来的数值进行外部设定，ddiippukkkukkkukkku)()()(pkkikkdkk、 M/A功能块的基本功能包括两个：（1）传递上一模块送入的值；（2）产生手动操作输出值。（1）设定值的跟随（2）跟踪TR值的选择一、过程控制站的工作状态一、过程控制站的工作状态初始状态、主控运行状态、跟踪状态、跟踪状态、离线状态二、主控制单元的评价要素二、主控制单元的评价要素1、I/O容量2、控制算法容量3、速度4、采集数据的分辨率5、MCU的负荷率6、控制算法的功能三、主控制单元运行管理和