自动化装置张永德5节SLPC调节器包括第三章1-14答案课件

北京化工大学信息学院自动化系

主讲教师：张永德

zhangyd@第五节SLPC调节器2第五节SLPC调节器一、构成二、功能三、方框图四、原理电路五、运算控制原理六、运算指令七、通信3一、基本定义控制单元、控制要素、热启动、冷启动、C状态二、基本知识熟悉运算指令并会编程（熟悉A、FL寄存器的功能，会用运算指令熟练编程）4

第五节SLPC调节器

（一）正面板一、构成5FAILYEW故障指示灯当运算、控制回路有故障时，指示灯点亮给定值指针单回路控制时，指示被测变量的给定值大小。串级和选择控制时，指示主被测变量的给定值大小给定值调整按键按

▲给定值↑，按给定值↓，同时按▲给定值不变工位号牌标明被测变量、仪表功能、工段代号、序号测量值指针单回路控制时，指示被测变量的大小。串级和选择控制时，指示主被测变量的大小FAILLAM报警指示灯当输入输出异常和运算溢出时，指示灯点亮SET

M

A

CCO运行方式切换按钮按钮上带指示灯，A表示自动，M表示手动，C表示串级输出指示表指示输出信号4~20mA，右为4，左为20手动操作杆M时，可以调整手操信号大小，向左信号↓，向右信号↑。慢速—40s/全刻度快速—4s/全刻度调节阀动作标记调节阀分为气开式和气关式，输出=4mA时，可定义气开，也可定义气关；输出=20mA时，可定义气开，也可定义气关，根据工艺要求确定PF指示灯由用户程序决定是否点亮和熄灭可编程功能键由用户程序决定它的用途6注意：凡是外给定，均要放在“C’上在单回路系统中，给定信号分为内给和外给，若是外给定，要放在“C”上。

在串级系统中副调节器的给定信号来自主调节器，属于外给定，要放在“C”上。单回路控制系统调节器串级控制系统主调节器副调节器内给外给7（二）侧面盘（调整板）8PROGRAMMABLECONTROLLERMODELSLPCSV1800NTUNINGDIDOMODECHECKALARMPVSVDVPHPLXNYNSCALEDLVLVTPIDSTCENMVMHMLPNTNNON-LINEARBATCHSAMPLEPROGAMMERTUNINGACTIONENABLERSV2RSV1DIR1DIR2INHIBITROM9键盘锁定开关：为了防止误操作而设置的开关。当开关置于禁止（INHIBIT）时，键盘不能操作。当开关置于允许（ENABLE）时，键盘可以操作。正反作用开关：确定调节器的正（DIR）反（RVS）作用。正反作用开关有两个，因为内部构造相当于二台调节器。详解10ROM插座：用于安装EPROM。当卡爪在“ON”位置时，ROM被固定；当卡爪在“OFF”位置时，ROM可脱落。连接编程器的插座：用于连接编程器和调节器。详解11（一）指示、给定、操作功能PV、SV、MV的指示采用动圈型指示表内给定——由给定值调整按键给出1～5V的给定信号。外给定——由外来信号或运算给出1～5V的给定信号。运行方式切换——由运行方式切换开关A-M-C或用户程序来完成，均为无平衡无扰动切换。手动操作——由手动操作杆完成，有快速手操和慢速手操。二、主要功能12(二)控制功能控制功能控制单元控制要素回路构造回路策略131、控制单元用于单回路控制(驱动一个调节阀)相当于一台调节器内含一个控制要素基本控制单元串级控制单元选择控制单元内含二个控制要素并联内含二个控制要素串联相当于二台调节器串联相当于二台调节器并联用于串级控制(驱动一个调节阀)用于选择控制(驱动一个调节阀)142、控制要素PB=6.3～999.9%TI=1～9999sTD=0～9999s标准PID控制PB=6.3～999.9%TI=1～9999sST（采样周期）=0～9999sSW（控制周期）=0～9999sPB=6.3～999.9%TI=1～9999sTD=0～9999sBD（偏差设定值）=0～100%BB（偏置值）=0～100%BL（锁定宽度）=0～100%采样PI控制批量PID控制153、兼有的控制功能PV上/下限报警偏差报警输入补偿给定值输出变化率报警输出补偿可变增益输出跟踪输出限幅16(三)运算功能17（四）程序功能1、编程能力主程序—99步子程序—99步，最多可有30个子程序。2、程序设计设备—编程器SPRG语言—POL语言低速扫描（周期为0.2s），最多执行240步。高速扫描（周期为0.1s），最多执行66步。18（五）通信功能1、SLPC调节器和SCMS运算站的通信SLPCSCMSSCCD型通信电缆，最大距离：100m发送数据：数值数据和状态数据各15个；接收数据：数值数据和状态数据各15个；192、与上位机的通信SLPC调节器μXL集散控制系统需要LCS插件使用SCCD通信电缆，最长为100m通信内容：测量值（仅监视）、给定值、输出值、运行方式、输出限幅值、PID参数、可变参数、模拟量数据（仅监视3个）允许或禁止上位机设定数据由上位机指定DDC方式/SPC方式DDC方式：由上位机直接输出信号SPC方式：由上位机设定给定值上位机故障时，可指定SLPC的后备运行方式：自动方式/手动方式备用20(六)停电处理功能1、启动方式热启动—从停电前的状态开始运行（按停电前的给定值、输出值和运行方式继续工作）。冷启动—以手操的方式，从输出下限值开始运行（从头开始，调节器转入手动操作，输出从4mA开始重新启动）。212、方式选择3、停电期间数据保护

停电时间＜2s，采用热启动；停电时间＞2s，采用热启动或冷启动。RAM中的数据用备用电池保护22(七)自诊断功能1、2、3、4、运算控制回路异常转为手动操作I/O信号异常运算溢出故障报警备用电池异常报警通信异常C灯输出输出23

检查异常原因的方法：

SLPC侧面盘按CHECK/ALM键出错原因代码查手册找到异常原因24运算器控制器存储器总线输入输出设备及接口在微型计算机中，常常把运算器和控制器作在一个或几个芯片上，构成微处理器CPU。三、方框图25系统ROM用户ROM显示器通信接口模拟量输出状态量输出插头座系统RAMCPU模拟量输入状态量输入键盘输入数据总线SLPC调节器类似于微计算机26四、原理电路27DI/DODI/DODI/DODI/DODI/DODI/DODI1/DO6DI2/DO5DI3/DO4DI4/DO3DI5/DO2DI6/DO1输入口输出口DIDIDIDIDIDIDODODODODODOCAM通信口系统ROM时钟RAMPVSV用户ROM显示器键盘SPRG插座WDT故障报警D/ACPUCO多路开关多路开关比较器手操器按钮故障指示器报警Y3Y2Y1L1L2GNDX1故障353637数据传送、输入输出、运算处理、逻辑判断系统管理程序、运算子程序用户程序现场设定数据、中间运算结果显示设定数据的种类和大小修改设定数据的种类和大小双向数据传送28元器件指标功能CPU8085AHC，时钟频率=10MHZ接受人的指令，完成数据传送，输入输出，运算处理，逻辑判断等功能系统ROM27256型EPROM，32K存放系统管理程序及各种运算子程序用户ROM2716型EPROM，2K存放用户编制的程序RAMµPD4464C低功耗CMOS随机存储器，8K存放现场设定数据和中间计算结果D/AµPC648D型12位高速D/A数模转换A/DD/A转换器+软件编程=12位逐位比较式A/D

(通过CPU反馈编码)模数转换显示器8位16段码显示器显示设定参数的种类及数值29键盘16个键的键盘改变设定参数的种类及数值键盘/显示器接口8279集成电路芯片CPU和键盘、显示器的连接通信接口8251型通信接口双向数据通信，为防止通信线路引入干扰，利用光电耦合器与调节器相连30模拟量输入通道有X1～X5X1X2X3X4X5模拟量输出通道有Y1～Y6Y1=4～20mAY2、Y3=1～5VDCY4=PVY5=SVY6=辅助信号1~5VDC31考察X1～Y1这条信号通道：

X1进入调节器之后，经过阻容滤波之后分成3条支路。X1→多路开关→比较器→

CPU→D/A→压/流→多路开关→压/流→指示器→Y1输出X1

→阻抗隔离放大器→故障开关。X1

→多路开关→R→故障开关。32输出信号指示器的输入端设有切换开关

正常时接受CPU、D/A、多路开关送来的正常信号；

故障时接受WDT或CPU自检程序送来的故障信号；33在发生故障时，将X1直接送到PV的指针上进行指示，以保证输出信号仍能根据PV的指示，继续进行手动控制。

同时，Y1切换成保持状态，通过手动操作杆，可以增加或减小输出信号的大小，对生产过程进行手动控制。34使用SLPC调节器时，故障状态下X1具有显示PV大小的功能，Y1具有进行手动操作的功能。一般情况下模拟量输入接在X1，模拟量输出接在Y1。35

CPU故障时，PV指针代表的是X1的原始数据，当用户程序中有输入处理程序时，可能与CPU正常工作时的读数不相同。

例如：调节器对流量信号的控制，从X1输入的只代表差压信号，不是流量信号只有在CPU对它进行开方处理之后，才能获得真正的流量信号。因此，CPU正常工作时，PV指针代表流量信号，CPU故障时，PV指针代表差压信号，两者不一样，应当注意。136状态量输入通道状态量输入通道有6个，通过高频变压器隔离，经过8D触发器（74LS375型集电极开路型）与数据总线相连。

其原理是根据CPU的指令，先将外部输入状态读入8D触发器，需要时，再利用输出控制脉冲把8D触发器的输出与数据总线相连，就把输入状态读入了CPU。

37状态量输出通道状态量输出通道有6个，通过高频变压器隔离。经过8D触发器（74LS273型，带清零）与总线相连。

其原理是在每个控制周期，CPU将输出状态打入8D触发器，由它锁存并控制着输出状态开关的通断，决定状态量输出的与否。38(一)调节器的算法构成模拟式调节器(ICE)数字式调节器(SLPC)输入偏差信号1.LDX1对偏差信号进行PID运算2.BSCPID运算结果输出3.SYY1结束4.END五、运算控制原理39（二）算法的实现过程算法的实现是依靠5个运算寄存器S1~S5EABCDS1～S5存储的信息分别是A、B、C、D、EX1ABCD1.LDX1X1中的信息读到S1中，各运算寄存器的信息依次下推，S5中原来的信息消失。BSCACD2.BSC对S1的信息进行PID运算，运算结果仍旧存在S1中。S2～S5的内容不变。STY1ABCD3.STY1S1中的信息送到Y1中，S1～S5的内容不变。ENDABCD4.ENDY1中的信息转移出程序，S1～S5的内容不变。B40

S1～S5采用堆栈结构，先压入的数据后弹出。压入时S5中的内容消失，弹出时各寄存器的内容依次上升，而S5中的内容则保持原数据不变。41(三)运算中的数据类型1、CPU数据类型

CPU为8bit在一个时钟的前沿或后沿处理一个字节，一个字节为8bit。

CPU的外部数据总线为8bit一次传输一个字节（8bit）的信息。

CPU的内部数据为16bit数据的运算是16bit，即二进制的16bit数据。420123．456789101112131415011．010000000000111．10100000000022符号位小数点位21202-12-22-32-42-52-62-72-82-92-102-112-12符号例1例2例1011．01=3．250[21+20+2-2]例2111．101=7．6250[22+21+20+2-1+2-3]例3111．111111111111=7．999755869375≈7．9998111．111111111111=-7．999755869375≈-7．9998

运算过程中，若产生小数点第12bit以下的二进制数据，则将第13bit按照1入0舍原则处理。运算精度：2-12≈0．00024+-432、输入输出和内部数据的关系输入信号内部数据输出信号1~5V0~11~5V/4~20mA输入信号输出信号内部数据内部数据1001.337516.25-0.2521201.062510-0.062540.8441、SLPC调节器的外部信号必须在+7.999~-7.999。2、SLPC调节器的内部信号必须在0~1。45寄存器规格用途模拟量输入寄存器Xnn=1～5在每个控制周期内将1～5V转换成0～1内部数据，在运算前存入Xn状态量输入寄存器DInn=1～6寄存器对应一个两位式触点信号，触点信号的闭合或断开决定了用户程序的跳转可编程功能键（PF）输入寄存器KYnn=1～4存放PF键输入的信息46寄存器规格用途状态量接收寄存器CInn=1～15存放通信接口输入的状态量信息模拟量接收寄存器Enn=1～15存放通信接口输入的模拟量信息运算寄存器Snn=1～5用于控制运算暂存寄存器Tnn=1～15存放中间运算数据47寄存器规格用途可变参数寄存器Pnn=1～16存放控制用的整定参数以及侧面盘键入的可变参数模拟量功能扩展寄存器Ann=1～16存放16种不同控制功能的外部模拟量48A寄存器代号控制功能名称功能有效运算范围初始值BSCCSCSSCA1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12A13A14A15A16CSV1DM1AG1FF1CSV2DM2AG2FF2TRKEXTSSWSV1SV2MVPVMSVM○○○○－－－－○－－○－○○○○○○○－○○○○－－○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○○外部串级设定输入补偿可变增益输出补偿CNT2设定值输入补偿可变增益输出补偿输出跟踪选择外部信号选择规格开关给定值（CNT1）给定值（CNT2）输出值测量指示表设定指示值C方式时的CNT1给定值（MODE2=1）与偏差信号相加（可用于纯滞后时间补偿控制）用A3的数据和CNT1的比例增益相乘与输出信号相加（可用于前馈控制）选择控制时，CNT2的给定值（MODE3=0）和A2相同和A3相同和A4相同FL9=1③时的控制方式输出外部操作信号选择功能的指定CNT1的给定值CNT2的给定值控制功能的输出信号用测量指针显示A15的数据用给定指针显示A16的数据0.0~1.0-10~1.0-8.00~8.00-1.0~2.00.0~1.00.0~1.00.0~1.00.0~4.00.0~1.00.0~1.0-0.063~1.0630.0~1.00.0~1.0-8.0000.01.00.0-8.0000.01.00.0-8.000②0.0①①①①①①表示寄存器未初始化②低选时为8.000，高选时为-8.000③在SLMC脉宽输出调节器中，A9成为阀开度反馈信号寄存器注意：○表示可用LD、ST指令49寄存器规格用途控制参数寄存器Bnn=1～34存放34个控制参数状态量功能扩展寄存器FLnn=1～32存放32种不同控制功能的外部状态量，50FL寄存器代号控制功能名称信号注释初始值BSCCSCSSC01FL1FL2FL3FL4FL5FL6FL7FL8FL9FL10FL11FL12FL13FL14FL15PH1PL1DL1VL1PH2PL2DL2VL2TRKC/AA/MO/CC/CDDCFAIL○○○○————◎◎◎—◎○○○○○○○○○○◎◎◎◎◎○○○○○○○○○○◎◎◎—◎○○测量值上限报警测量值下限报警偏差值报警测量值变化率报警测量值2上限报警测量值2下限报警偏差值2报警测量值2变化率报警输出跟踪C-A方式切换A-M方式切换内部串级开关模拟/计算机设定DDC输出来自上位机停止通信正常正常正常正常正常正常正常正常自动AM串级模拟—异常异常异常异常异常异常异常异常跟踪CC，A副回路单独控制计算机DDC故障范围：-6.3%~+106.3%，滞区2%范围：-6.3%~+106.3%，滞区2%范围：0~±100%，滞区2%，无识别报警变化率范围：0~±100%，时间1~7999s同PH1同PL1同DL1同VL1在C或A方式下，当信号是IMV时，输出为A9的值利用0、1信号实现C、A切换（当FL11=1时）利用0、1信号实现A、M切换正面盘方式开关切换到副回路单独控制选择串级设定信号（模拟计算机）（MODE2）在上位机由DDC指令进行设定如果通信发生错误，则置“1”

①①①①①①①①0从正面盘读出开关状态在侧面盘读MODE①①①51FL寄存器代号控制功能名称信号注释初始值BSCCSCSSC01FL17FL19FL20FL22FL23FL24FL25FL26FL27FL28FL29SCMS通信运算溢出输入溢出备用电池故障电流输出开路参数初始化X1输入溢出X2输入溢出X3输入溢出X4输入溢出X5输入溢出停止正常正常正常正常正常正常正常正常正常正常有效异常异常异常异常异常异常异常异常异常异常内部单元与SCMS通信运算结果超出±7.999X1~X5中至少有一个溢出就为故障劣质电池或电压下降4~20mA电流输出开路由于电源或电池发生故障，使RAM数据丢失诊断的目标是输入，只选用于用户程序（输入不能总在“0”的状态下）————————————FL32MTR—指示器切换CNT1CNT2CNT2的PV、SV在正面盘的指示器中显示，SET键切换到SV252寄存器规格用途常数寄存器Knn=1～85用于存放固定常数模拟量输出寄存器Ynn=1～6Y1～Y3对应3个模拟量输出信号，在每个控制周期的末尾，将0～1转换成1～5VDC或4～20mADC输出，Y4～Y6为辅助信号状态量输出寄存器DOnn=1～16DO1～DO6对应继电器或晶体管开关触点，其触点由用户程序决定是闭合还是断开53寄存器规格用途PF指示灯输入寄存器LPnn=1～4存放指示状态状态量发送寄存器COnn=1～5存放发送到通信接口的状态量信息模拟量发送寄存器Dnn=1～15存放发送到通信接口的模拟量信息54基本输入输出基本运算带编号的运算条件判断寄存器位移控制运算六、运算指令55(一)基本输入输出3条1、输入符号LD算法有关信息→S1，（Sn-1）→Sn（n=2~5），（S5）消失。562、输出符号ST算法（S1）输出，（Sn）=（Sn）（n=1~5）573、结束符号END算法程序移出，结束本控制周期内的一切运算，（Sn）=（Sn）58(二)基本运算11条1、四则运算符号＋－×÷算法(S2)＋(S1)→S1;(S2)－(S1)→S1;(S2)×(S1)→S1;(S2)÷(S1)→S1;(Sn)→Sn-1(n=3~5)，(S5)=(S5)592、开方运算符号SQT算法√(S1)→S1，(Sn)=(Sn)(n=2~5)若输入信号≤1%时，输出信号=060IO差差压变送器开方IO开△pqm调节器Io调△p=K1qm2IO差=K2△p

IO差=K1K2qm2

IO开=K3

IO差为什么不能直接送给调节器呢？原因有2个：一是造成整个调节系统的非线性关系；二是造成调节器测量值（流量）的非线性显示（开方关系）接入开方器，若差压变送器的静压波动或者差变有零点漂移，IO差作为一个小信号送入开方器，∵K3↑，IO开↑，进入调节器，调节器立刻产生调节动作，可实际上管道中没有流量，这就造成误动作，∴开方器为小信号时，要求输出必须为零。61差压变送器的后面接入开方器后，开方器的输出和输入满足下列关系：

IO开=K3=K3qm,引入开方器满足了电流和流量的线性关系。

同时解决了系统和显示的非线性关系。623、带任意设定小信号切除的开方运算符号SQT–E算法（S2）=输入值X1，（S1）=任意设定小信号切除点值，→S1，（Sn）→Sn-1（n=3～5）；（S5）=（S5）

任意设定小信号切除点值的范围=0～7．999634、绝对值运算符号ABS算法︱(S1)︱→S1，（Sn）=（Sn）（n=2～5）645、高低选择运算符号HSLLSL算法高选：若（S1）≥（S2），（S1）=（S1），否则（S2）→S1，（Sn）→Sn-1（n=3～5）；（S5）=（S5）低选：若（S1）≤（S2），（S1）=（S1），否则（S2）→S1，（Sn）→Sn-1（n=3～5）；（S5）=（S5）

656、上下限限幅运算符号HLMLLM算法上限限幅：（S2）=输入值，（S1）=输入值的上限值，若（S2）﹤（S1）时，则（S2）→S1，否则（S1）=（S1），（Sn）→Sn-1（n=3～5）；（S5）=（S5）

下限限幅：（S2）=输入值，（S1）=输入值的下限值，若（S2）﹥（S1）时，则（S2）→S1，否则（S1）=（S1），（Sn）→Sn-1（n=3～5）；（S5）=（S5）

667、应用举例(1)试编Y1=(X1+3)/2的程序步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X1

2LDK1K1X1ABC读取常数K1

3+X1+K1ABCC加法运算4LDK2K2X1+K1ABC读取常数K25÷(X1+K1)/K2ABCC除法运算6STY1(X1+K1)/K2ABCC向Y1输出结果7END(X1+K1)/K2ABCC结束67(2)试按下述框图编写程序X1Y1步序程序S1S2S3S4S5注释1LDK1K1ABCD读取常数K12LDX2X2K1ABC读取输入X23*K1X2ABCC乘法运算4LDK2K2K1X2ABC读取常数K2685+K1X2+K2ABCC加法运算6LDK3K3K1X2+K2ABC读取常数K37LDX3X3K3K1X2+K2AB读取输入X38*K3X3K1X2+K2ABB乘法运算9LDK4K4K3X3K1X2+K2AB读取常数K410+K3X3+K4K1X2+K2ABB加法运算11÷ABBB除法运算6912LDX1X1ABB读取输入X113*ABBB乘法运算14SQTABBB开方运算15STY1同上ABBB结果存入Y116END同上ABBB结束70(3)对三个输入值进行高选择步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDX2X2X1ABC读取输入X23HSLX1ABCC高选（X1﹥X2）4LDX3X3X1ABC读取输入X35HSLX1ABCC高选（X1﹥X3）6STY1X1ABCC结果输出到Y17ENDX1ABCC结束HSLX1X2X3Y1X1﹥X2X1﹥X371步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDK1K1X1ABC读取限幅值K13HLMX1ABCC上限限幅（X1﹤K1）4LDK2K2X1ABC读取限幅值K25LLMX1ABCC下限限幅（X1﹥K2）6STY1X1ABCC结果输出到Y17ENDX1ABCC结束(4)连续进行上下限限幅，试按框图编程HLM（K1）LLM（K2）X1Y1设K2﹤X1﹤K172(5)有A、B、C三流量相加等于D流量的系统如图所示。A流量0-200l/h；B流量0-500l/h；C流量0-300l/h，试编程

A流量0-200l/h折合内部数据0-1

B流量0-500l/h折合内部数据0-1

C流量0-300l/h折合内部数据0-1压缩A、B、C、D各压缩定标为1000倍，0.2SA+0.5SB+0.3SC=1SD+X1X2X3Y1ABCD731、LDX12、LDX23、LDX34、+5、+6、STY17、END1、LDX12、LDK1(0.2→K1)3、*4、LDX25、LDK2(0.5→K2)6、*

7、LDX38、LDK3(0.3→K3)9、*

10、+11、+12、STY113、END满足了3个信号相加等于1个信号的要求，但是没有满足相互之间的对应关系。即0~200l/h+0~300l/h+0~500l/h=0~1000l/h的关系。因为Y1=0~1，所以压缩1000倍，相应的X1、X2、X3都压缩1000倍，那么X1=0~0.2，X2=0~0.5，X3=0~0.3，在程序中如何体现？就是乘个系数。体现出3个流量相加，还要满足0~1的内部数据取0.2SA+0.5SB+0.3SC=1SD74（6）1、LDX12、SQT3、LDK1(0.9→K1)4、LDX25、-6、SQT7、+8、LDK2(0.7→K2)

9、LDX310、*11、÷12、STY113、END若是（9-X2）则是：LDK1（3→K1）LDK1*X2—75寄存器的内部数据为0~1，如模拟量输入的信号为1~5VDC，进入X寄存器后为0~1的内部数据，CPU的运算数据最大为7.999，超过取值范围的输入信号不能正常运算需要压缩。LD、ST调用的是寄存器，不存在的寄存器不能调用，例如：LD5或STM检验程序的正确与否，可列写运算寄存器的状态。76(三)带编号的运算13条1、一阶滞后运算符号LAGnn=1~8算法传递函数Y1(s)/X1(s)=1/(1+s)时间函数Y1(t)=(1-e-t/)X1设(S2)=输入值X1，(S1)=时间常数，则LAG(S1)=(1-e-t/)(S2)→S1，Sn→Sn-1(n=3~5)，(S5)=(S5)=0~100s，对应于内部数据0~1。772、微分运算符号LEDnn=1-2算法传递函数Y1(S)/(X1)=TDS/(1+TDS)时间函数Y1(t)=e-t/TD

(X1)

设(S2)=输入值X1，(S1)=微分时间TD，则LED1(S1)

=e-t/(S1)

(S2)→S1，Sn→Sn-1(n=3-5)，(S5)=(S5)

TD=0~100s，对应于内部数据0~1。注意：这里的X1应为变化量，因为微分运算只对变化量有响应。783、应用举例1(1)编制Y1(t)=(1-e-t/)X1的程序步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDP1P1X1ABC读取时间常数

3LAG1(1-e-t/P1)X1ABCC第一次LAG运算4STY1(1-e-t/P1)X1ABCC结果输出到Y15END（1-e-t/p1）X1ABCC结束X1是单位阶跃函数79（2）试编制下列程序

1、LDX12、LDP1（TI）3、LAG14、LDX1

5、LDP16、LED17、LDP28、LDP19、/10、*11、+12、LDP313、*14、STY115、END80(3)编写的程序式中：KP——比例增益TD

——微分时间

KD

——微分增益

TD/KD=td——微分时间常数这是一个实际的PD环节，可以整理为8182步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDP1P1X1ABC读取微分时间常数td(td→P1)3LAG1(1-e-t/P1)X1ABCC一阶滞后运算4LDX1X1(1-e-t/P1)X1BCD读取输入X15LDP1P1X1(1-e-t/P1)X1AB读取微分时间常数td(td→P1)6LED1e-t/P1X1(1-e-t/P1)X1ABB微分运算837LDP2P2e-t/P1X1(1-e-t/P1)X1AB读取微分时间TD(TD→P2)8LDP1P1P2e-t/P1X1(1-e-t/P1)X1A读取微分时间常数td9÷P2/P1e-t/P1X1(1-e-t/P1)X1AA除法运算TD/td10*(1-e-t/P1)X1AAA乘法运算8411+▲AAAA加法运算12LDP3P3▲AAA读取比例增益KP13*▲AAAA乘法运算14STY1▲AAAA结果输出到Y115END▲AAAA结束表中▲为85Y1=[(1-e-t/P1)X1+e-t/P1X1P2/P1]P3=KP[(1-e-t/td)+e-t/tdTD/td]X1当X1为单位阶跃时，即X1=1t=0时，Y1=KP×TD/td×1=KPKDt=∞时，Y1=KP×1=KPt=TD/KD=td时，Y1=KP[(1-e-1)+e-1KD]×1=KP[1+(KD-1)

e-1]×1=KP+KP(KD-1)0.3681X1ttKP(KD-1)0.368Y1KPKPKD864、纯滞后

输入纯滞后时间纯滞后运算输出输入/输出t87符号DEDnn=1-3算法(S2)=输入值X1，(S1)=滞后时间常数，则DED1(S1)=(S2)t-(S1)→S1，Sn→Sn-1(n=3-5),(S5)=(S5)=0~1000s，对应于内部数据0~1。注释：将存在S2中的输入值滞后存入S1中的时间常数后再送入S1中。885、变化率运算

变化率运算是利用纯滞后运算，从当前的输入值减去滞后时间内的过去输入值。滞后时间纯滞后运算输出输入t输入/输出变化率输出89符号VELnn=1-3算法(S2)t

=输入值X1，(S1)=滞后时间常数，则VEL1(S1)=(S2)t-(S2)t-(S1)→S1，Sn→Sn-1(n=3~5)，(S5)=(S5)=0~1000s，对应于内部数据0-1。由于运算结果有时可能是负值，故在输出变化率运算结果时，应加一定的偏置或取绝对值。906、变化率限幅运算输入/输出t100%0%方波输入P2P11/P1m1/P2m限幅输出91符号VLMnn=1-6算法(S3)=输入值X1，(S2)=上升变化率限幅值，(S1)=下降变化率限幅值，运算结果→S1变化率限幅的设定范围=0~100%/m，对应于内部数据0~1若变化率限幅的设定范围所对应的数据﹥7．000，输入信号将不受限制，可按原状态直接输出。927、应用举例2(1)按下述框图编程e-s

1/(1+Ts)

*K1X1→P1T→P2Y1DED1（P1）LAG1（P2）*K1X1Y1广义对象：纯滞后+一阶滞后93程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDP1P1X1ABC读取纯滞后时间3DED1X（t-P）ABCC纯滞后运算4LDP2P2X1ABC读取时间常数5LAG1(1-e-t/P2)X(t-P)ABCC一阶滞后运算6LDK1K1

(1-e-t/P2)X(t-P)ABC读取常数信号K17*(1-e-t/P2)X(t-P)K1ABCC乘法运算8STY1同上ABCC将结果存入Y19END同上ABCC结束94

1、LDX12、LDP1T1→P13、LAG1

4、LDP2

1→P2

5、DED1

6、LDP3

2→P3

7、VEL1

8、STY1

9、ENDLAG1DED1VEL1Y1X1P1P2P3(2)根据下列框图编程95

1、LDX12、LDP1T1→P13、LAG1

4、LDX2

5、+

6、LDP2

→P2

7、VEL1

8、STA2

9、ENDX1P1(3)根据下列框图编程LAG1+VEL1X2P2A2一个信号经过滤波再加上一个信号，再经过变化率运算后作为补偿值968、十段折线函数运算符号FXnn=1-2n表示折线函数运算在用户程序中最多使用2条，FX1和FX2具体到一条折线函数在用户程序中使用的次数不受限制。算法直线方程两点式97输入输出0.91.00.10.2Xi-1XiXF1F2F3Fi-1FiFF10F111.068-6.398算法(S1)=输入值X1，若0<Xj-1<X<Xj<1，

则F=(Fj-Fj-1)/0.1[(S1)-Xj-1]+Fj-1→S1，(j=2-11)，0<F<1，(Sn)=(Sn)(n=2-5)999、脉冲计数运算符号CPOnn=1-2算法(S2)=输入值X1，(S1)=脉冲计数率，则CPO1(S1)=(S1)(S2)1000→S1，(Sn)

→Sn-1(n=3-5)，(S5)=(S5)单位：脉冲/h输入值(S2)0.000-1.000脉冲计数率(S1)0.000-1.000脉冲输出(S1)0.000-1.00010010、计时运算符号TIMnn=1-4算法(S1)=起停信号，起停信号=0，计时关闭；起停信号=1，计时启动。其计时时间→S1，(Sn)

→(Sn)

(n=2-5)10111、应用举例(1)试按下列功能框图编程步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDX2X2X1ABC读取输入X23+X1+X2ABCC+4LDK1K1X1+X2ABC读取计数率5CPO1X1+X2ABCC脉冲输出到DO16ENDX1+X2ABCCCPO1（K1）X1DO1计数率X2+102

CPO指令的编号和状态量输出寄存器的编号对应一致，

CPO1执行时，则由DO1输出；

CPO2执行时，则由DO2输出；不必使用STDO1这个过程。103（2）试按下列功能框图编程步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12FX110段折线输出ABCD10段折线函数运算3LDP1P110段折线输出ABC读取P14*(10段折线输出)P1ABCC乘法运算5STA3同上ABCC输出6END同上ABCC结束FX1*X1A3P1104（3）试按下列功能框图编程启动定时器复位DI1定时器启动结束10⒈LDDI1⒉TIM1⒊STP1⒋ENDP1里面存的是什么？105（四）条件判断运算14条1、报警运算106符号HALnn=1-4LALnn=1-4算法输入值上限报警点下限报警点滞区值(S1)滞区(死区)值下限报警设定值上限报警设定值107算法（以HAL为例）(S3)=输入值X1，(S2)=报警设定值，(S1)=报警点的滞区值，若前未报警，当(S3)＞(S2)时，则把异常标记1→S1，否则把正常标记0→S1，若前已报警，当(S3)＞[(S2)-(S1)]时，则把异常标记1→S1，否则把正常标记0→S1，(Sn)

→Sn-1(n=3-5),(S5)=(S5)输入值和报警设定值为-7.999～+7.999，报警点的滞区值范围是0.00-7.999。如S3=16，S2=19，S1=0.5，没有报警，现在S3=20了，S3＞S2，故异常。如S3=20，S2=19，S1=0.5，发生报警，现在S3=19.2了，S3＞（S2-S1），故异常。1082、数字逻辑运算符号AND逻辑与运算OR逻辑或运算NOT逻辑非运算EOR逻辑异或运算算法AND(S2)∩(S1)→S1，(Sn)→Sn-1(n=3-5)，(S5)=(S5)。OR(S2)∪(S1)→S1，(Sn)→Sn-1(n=3-5)，(S5)=(S5)。NOT(S1)→S1，(Sn)→(Sn)(n=2-5),EOR(S2)∪(S1)→S1，(Sn)→Sn-1(n=3-5)，(S5)=(S5)。109S1S2S1000010100111S1S2S1000011101111S1S10110S1S2S1000011101110ANDORNOTEOR只有S1和S2均为1时输出为1L=A+B只要S1和S2有一个为1输出就为1两个状态不相同时则为1，两个状态相同时则为0。L=A·BL1103、条件转移运算符号GIFnn算法当(S1)=1时，则执行第nn号指令；当(S1)=0时，则顺序执行。(Sn)→Sn-1(n=2-5),(S5)=(S5)。n=2-5表明执行完GIFnn指令后，(S1)消失。1114、无条件转移运算符号GOnn算法无条件转移到nn号指令，(Sn)=(Sn)(n=1-5)112符号CMP算法当(S1)≤(S2)时，则1→S1，当(S1)＞(S2)时，则0→S1。(Sn)=(Sn)(n=2-5)5、比较运算113符号SW算法(S3)=输入值X1，(S2)=输入值X2，(S1)=切换信号1或0，当(S1)=1时，则(S2)→S1,当(S1)=0时，则(S3)→S1，(Sn)=(Sn)(n=2-5)6、切换1147、利用子程序运算GOSUBnn无条件向nn号子程序转移。GIFSUBnn在条件成立[(S1)=1]时，向nn号子程序转移。SUBnn表示子程序开始RTN表示子程序结束返回主程序8、应用举例115步序程序S1S2S3S4S5注释1LDDI11ABCD读取DI1中的数12LDDI201ABC读取DI2中的数03AND0ABCC与4LDDI310ABC读取DI3中的数15OR1ABCC或6NOT0ABCC非7STDO10A运算结果存DO18END0A结束（1）若(DI1)=1，(DI2)=0，(DI3)=1完成逻辑运算116（2）按下列框图编程EORNOTDI1DI2DO11110程序S1S2S31LDDI11AB2LDDI211A3EOR0AB4NOT1AB5STDO1

1AB6END1AB117

1.

LDX12.

LDX23.LDDI14.SW5.STY16.END（3）按下列框图编程OFFONX1X2DI1Y1118（4）按下列框图编程CMP(X1≤X2)X2X1DO1FL1119步序程序S1S2S3S4S5注释1LDX1X1ABCD读取输入X12LDX2X2X1ABC读取输出X23CMP0/1X1

ABC比较(S1)＞(S2)，0→S1(S1)≤(S2)，1→S14STDO10/1X1ABC结果存入DO15STFL10/1X1ABC结果存入FL16END0/1X1ABC结束120（5）按下列框图编程

TIM1特殊运算P1≥TIM1DI1=1?是是否否

DI1DI1＝1，作特殊运算DI1≠1，则有条件转移，故用NOT和GIFnn；

DI1＝0，计时器不计时，DI1=1，计时器计时。

P1≥计时时间，即(S1)＞(S2)，

0→

S1，可做下一步LDDI1运算，P1＜计时时间，即(S1)≤(S2)，

1→S1，可作GIFnn运算。

121程序S1S2S3S4S5注释12345678910nnLDDI1TIM1LDP1CMPGIFnnLDDI1NOTGIFnn特殊运算后续运算DI1时间P10/1DI1ADI1

时间

AAAABBAABBBBBCBABBBBBDCBBBBBB读计时器启动信号作计时运算读取给定时间有条件转移到nn步读计时器启动信号否有条件转移到nn步(S1)＞(S2)0→S1(S1)≤(S2)1→S1……要想做特殊运算必须是0。所以要NOT，把DI1的1变成0，遇到GIF就顺理成章可作特殊运算122

1、LDX12、LDP1→P13、LAG14、LDP25、-6、LDP3

下限报警设定值→P37、LDK1

滞区宽度→K1

8、LAL19、LDP410、+11、LDP512、LDK213、HAL114、STDO1

15、ENDLAL+LAG-HALDO1X1P1P2P3P4P5K1K2（6）按下列框图编程123（五）控制运算3条（BSC、CSC、SSC）1、基本控制运算（1）符号BSC（2）控制单元和控制要素控制单元——决定控制回路的构造，

BSC只有一个回路。PV（测量）

SV（给定）

MV（输出）相当于一台调节器

124内给定：1、LDX1

2、BSC3、STY14、END外给定：1、LDX2

2、STA13、LDX1

4、BSC5、STY16、ENDCNT1MVBSCPVSV给定分成内给定和外给定预先设定外给定125

a、标准PID控制CNT1=1（ａ）定值控制（内给定）（ｂ）随动控制（外给定）输出值测量值偏差值比例带积分时间微分时间微分增益可变增益拉氏算子126由上面2个公式可见：∴D作用是具有饱和特性的不完全微分作用。∴D作用只对PV有响应，采用微分先行的方式。第一防止高频干扰对控制作用的不良影响，第二避免SV变化带来的干扰。127在定值控制时，

P作用对PV有响应，对SV没响应。若SV变化时，不影响MV的大小，可获得稳定的控制。在随动控制时，P作用对e有响应，∵e=PV-SV，当PV和SV发生变化时，影响MV的大小，∴为了消除偏差，改变SV也会有效果。128∵I作用和D作用分别独立进行运算后再作加法，∴TI和TD没有相互干扰问题。129b、采样PI控制CNT1=2偏差t输出t采样周期ST每个采样周期之内，控制作用只存在于控制时间内—采样PI控制

控制时间SW在控制时间SW有P+I作用在ST-SW的时间内输出保持130ST和SW由侧面板的键盘进行设定：ST=+T×(2~3)；SW=ST/10

纯滞后时间滞后时间常数ST大一点，可以减小超调的前沿特性ST＞TN（主要干扰的最短周期）,则不能对该干扰实施控制，故要求ST≤TN/5131附加非线性控制功能标准PID控制和采样PI控制中，全具备非线性控制功能。

GW

偏差

非线性输出GG0~1.0①②②′①′ＧＧ=1死区可变增益偏差≤GW时，0＜GG＜1，为非线性控制；GG=0，没有控制作用。偏差＞GW时，GG=1，为线性控制。GW和GG由侧面板的键盘设定132C、批量PID控制CNT1=3什么是批量过程？—例如：油罐车一个一个地灌装油品的过程油罐车阀油品qv上限流量下限流量初始流量

qvt开始剩余流量结束t1上升时间下降时间t2133开始时，阀门刚打开，产生一个流量称为初始流量随着阀门越开越大，流量也越来越大，按一定速率变化，当阀门开到最大时，流量达到上限流量然后以上限流量为基准，在一段时间内保持不变，当油罐车快要装满时，阀门则越关越小，流量也越来越少，是按一定速率变化，当阀门几乎要关闭时，到达