潘 登 鐘國(guó)院 閆建國(guó)

(陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司)

ECS-100控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例

潘 登 鐘國(guó)院 閆建國(guó)

(陜西北元化工集團(tuán)有限公司化工分公司)

利用ECS-100控制系統(tǒng)中的梯形圖(LD)語(yǔ)言、順控圖(SFC)語(yǔ)言和ST語(yǔ)言，設(shè)計(jì)了AI信號(hào)三取中、紅綠燈和四路搶答器3個(gè)實(shí)例程序，并給出了相應(yīng)的分析與說(shuō)明。

ECS-100系統(tǒng) 圖形編程

ECS-100控制系統(tǒng)內(nèi)部提供了梯形圖LD、順控圖SFC、功能塊圖FBD和ST語(yǔ)言4種編程方法，它們之間可以相互調(diào)用，為快速組態(tài)編程提供了極大的便利[1]。在此，筆者利用梯形圖LD語(yǔ)言、順控圖SFC語(yǔ)言和ST語(yǔ)言設(shè)計(jì)了3個(gè)實(shí)例程序。

1 AI信號(hào)三取中程序設(shè)計(jì)

在自動(dòng)化控制中，基于可靠性考慮，對(duì)關(guān)鍵AI信號(hào)通常采取三取中設(shè)計(jì)[2]。在此，筆者基于ECS-100控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了AI信號(hào)三取中程序[3]。啟動(dòng)編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創(chuàng)建ST段落，程序代碼如下：

FUNCTION_BLOCK sfloat_middle

VAR_INPUT

IN1:sfloat;

IN2:sfloat;

IN3:sfloat;

END_VAR

VAR_OUTPUT

OUT1:sfloat;

END_VAR

VAR

END_VAR

IF (IN1>=IN2 AND IN1<=IN3) OR (IN1>=IN3 AND IN1<=IN2) THEN

OUT1=IN1;

END_IF;

IF (IN2>=IN1 AND IN2<=IN3) OR (IN2>=IN3 AND IN2<=IN1) THEN

OUT1=IN2;

END_IF;

IF (IN3>=IN1 AND IN3<=IN2) OR (IN3>=IN2 AND IN3<=IN1) THEN

OUT1=IN3;

END_IF;

END_FUNCTION_BLOCK

程序分析如下：

a. 創(chuàng)建FUNCTION_BLOCK sfloat_middle模塊，建立IN1、IN2、IN3共3個(gè)輸入變量，數(shù)據(jù)類型為半浮點(diǎn)數(shù)；建立OUT1輸出變量，數(shù)據(jù)類型為半浮點(diǎn)數(shù)。

b. 通過(guò)執(zhí)行語(yǔ)句“IF (IN1>=IN2 AND IN1<=IN3) OR (IN1>=IN3 AND IN1<=IN2) THEN OUT1=IN1；”，可以判定IN1是否為3個(gè)輸入變量的中間值。

c. 判斷IN2、IN3是否為3個(gè)輸入變量中間值的語(yǔ)句和判斷IN1的語(yǔ)句相同。

d. 在圖形編程中創(chuàng)建功能塊圖FBD段落，在自定義模塊中調(diào)用sfloat_middle模塊。最后將3路AI信號(hào)(IN1、IN2、IN3)連接到各自定義的端子板上，OUT1連接到邏輯控制中。

2 紅綠燈程序設(shè)計(jì)

都市道路車水馬龍，所有交通秩序全部依靠紅綠燈維持，因此，紅綠燈在交通系統(tǒng)中具有關(guān)鍵性作用。在此，筆者基于ECS-100控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)紅綠燈程序。啟動(dòng)編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創(chuàng)建順控圖SFC段落，程序如圖1所示。

圖1 紅綠燈程序

程序中，P6_38為起始步、P6_39/40/41為常規(guī)步、P6_43為終止步。START為開(kāi)始命令，數(shù)據(jù)類型為1字節(jié)變量。RESET為SFC控制變量中的復(fù)位變量，數(shù)據(jù)類型為1字節(jié)變量。timers[1]為紅燈秒定時(shí)器、timers[2]為黃燈秒定時(shí)器、timers[3]為綠燈秒定時(shí)器。R_ST為紅燈設(shè)定時(shí)間、R_RT為紅燈剩余時(shí)間、Y_ST為黃燈設(shè)定時(shí)間、Y_RT為黃燈剩余時(shí)間、G_ST為綠燈設(shè)定時(shí)間、G_RT為綠燈剩余時(shí)間，這6個(gè)變量的數(shù)據(jù)類型均為2字節(jié)變量(無(wú)符號(hào)整數(shù))。

程序分析如下：

a. 第1次執(zhí)行程序時(shí)，在變量調(diào)試窗口中對(duì)RESET置位并啟動(dòng)START開(kāi)始命令，程序由終止步P6_43跳轉(zhuǎn)到P6_38起始步，順控程序啟動(dòng)。

b. 進(jìn)入起始步P6_38，執(zhí)行RESET復(fù)位，紅燈秒定時(shí)器timers[1]置0。

c. 程序第1個(gè)轉(zhuǎn)換條件START在第1次執(zhí)行程序時(shí)啟動(dòng)，程序進(jìn)入第1步P6_39，點(diǎn)亮紅燈。用紅燈設(shè)定時(shí)間R_ST減去紅燈秒定時(shí)器timers[1]時(shí)間，得到紅燈剩余時(shí)間R_RT。如果紅燈秒定時(shí)器時(shí)間等于紅燈設(shè)定時(shí)間，則黃燈秒定時(shí)器timers[2]置0。第1步P6_39執(zhí)行完成。

d. 當(dāng)滿足程序第2個(gè)轉(zhuǎn)換條件timers[1]≥R_ST時(shí)，程序進(jìn)入第2步P6_40，點(diǎn)亮黃燈。用黃燈設(shè)定時(shí)間Y_ST減去黃燈秒定時(shí)器timers[2]時(shí)間，得到黃燈剩余時(shí)間Y_RT。如果黃燈秒定時(shí)器時(shí)間等于黃燈設(shè)定時(shí)間，則綠燈秒定時(shí)器timers[3]置0。第2步P6_40執(zhí)行完成。

e. 當(dāng)滿足程序第3個(gè)轉(zhuǎn)換條件timers[2]≥Y_ST時(shí)，程序進(jìn)入第3步P6_41，點(diǎn)亮綠燈。用綠燈設(shè)定時(shí)間G_ST減去綠燈秒定時(shí)器timers[3]時(shí)間，得到綠燈剩余時(shí)間G_RT。如果綠燈秒定時(shí)器時(shí)間等于綠燈設(shè)定時(shí)間，則第3步P6_41執(zhí)行完成，并跳轉(zhuǎn)至終止步。

f. 當(dāng)滿足程序第4個(gè)轉(zhuǎn)換條件timers[3]≥G_ST時(shí)，程序進(jìn)入終止步P6_43，RESET復(fù)位，程序由終止步P6_43跳轉(zhuǎn)到P6_38起始步。

3 四路搶答器程序設(shè)計(jì)

在某些競(jìng)賽活動(dòng)中會(huì)使用到搶答器，在此，筆者根據(jù)自控程序中經(jīng)常使用的首出原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)四路搶答器程序[3]。啟動(dòng)編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創(chuàng)建梯形圖LD段落，程序如圖2所示。

圖2 四路搶答器程序

程序中DI_01/02/03/04為四路搶答器輸入信號(hào)，數(shù)據(jù)類型為數(shù)字量輸入。RESET為復(fù)位信號(hào)，數(shù)據(jù)類型為1字節(jié)變量。FO為首出信號(hào)，數(shù)據(jù)類型為2字節(jié)變量(無(wú)符號(hào)整數(shù))。TEMP為臨時(shí)變量，數(shù)據(jù)類型為1字節(jié)變量。

程序分析如下：

a. DI_01/02/03/04四路搶答器輸入信號(hào)均未觸發(fā)，TEMP置位。

b. 若DI_01搶答器輸入信號(hào)被觸發(fā)，則SR觸發(fā)器(P2_7)置位，首出FO置為1。

c. 若比較模塊(P2_45)判斷首出FO不小于1，則TEMP復(fù)位。此時(shí)即使其他搶答器輸入信號(hào)被觸發(fā)，對(duì)應(yīng)的SR觸發(fā)器也不能置位，首出FO不能賦值。

d. RESET復(fù)位，首出FO置0。程序恢復(fù)初始狀態(tài)。等待下一輪搶答。

4 結(jié)束語(yǔ)

筆者基于浙江中控ECS-100控制系統(tǒng)，利用圖形編程語(yǔ)言(梯形圖LD語(yǔ)言、順控圖SFC語(yǔ)言和ST語(yǔ)言)分別設(shè)計(jì)了AI信號(hào)三取中、紅綠燈、四路搶答器3個(gè)實(shí)例程序。希望為同行更加熟練地掌握ECS-100控制系統(tǒng)圖形編程技術(shù)提供思路。

[1] 馬銘宏,丁永允,房國(guó)成.基于DCS系統(tǒng)的自動(dòng)電壓控制設(shè)計(jì)[J].東北電力技術(shù),2016,37(5):39～41.

[2] 劉文英,陸海霞,李瑩.基于支持向量機(jī)的甲醇精餾預(yù)測(cè)控制器設(shè)計(jì)[J].石油化工自動(dòng)化,2015,51(1):18～21.

[3] 劉娟.淺析化工生產(chǎn)中DCS自動(dòng)控制的應(yīng)用[J].中國(guó)化工貿(mào)易,2014,6(31):82～83.

ApplicationExamplesofProgramsDesignforECS-100ControlSystem

PAN Deng, ZHONG Guo-yuan, YAN Jian-guo
(ChemicalBranch,ShaanxiBeiyuanChemicalGroupCo.,Ltd.)

Through having ladder diagram (LD) language, sequence diagram (SFC) language and ST language in ECS-100 control system based, three example programs such as median-of-three of AI signals, four responders and traffic lights were designed and their corresponding analysis and descriptions were presented.

ECS-100 control system, graphical programming

TH865

B

1000-3932(2017)07-0690-03

2017-03-10，

2017-04-17)

潘登(1984-)，工程師，從事化工自動(dòng)化及儀表管理工作，pd_32@163.com。

(Continued from Page 672)

algorithm and the LabVIEW taken as development platform to dynamically simulate the level control of multi-effect countercurrent evaporation process was implemented, including establishment of the mathematical model for three-effect countercurrent evaporation level based on material balance and heat balance. Simulating the liquid level proves both adaptivity and robustness of this BPNN-based PID control system in liquid level control of the multi-effect evaporation process.

Keywordsliquid level control,BPNN-based PID control, LabVIEW, multi-effect evaporation