μXL操作方面的知识

第1章概述分散型控制系统DCS（Distributed Control System），是以微处理机为核心。

实现了控制功能的分散与操作管理的集中。

是一种分布式计算机控制系统，它是在以往的工业控制计算机和模拟控制仪表的基础上发展起来的，是集两者优点于一体的理想的过程控制系统。

μXL（ Micro Excel）中小规模集散型控制系统汇集了过程控制自动化（PA）技术和工厂自动化（FA）技术。

其结构、性能、控制、监视、操作和工程技术业务机能都比以往的DCS 有重大改进。

μXL集散控制系统由以下三大部分构成：●以MOPS或MOPL操作站为中心及相应的打印机、彩色拷贝机等支持设备构成的人机接口。

●以MFCU或MFCD现场控制单元、MFMU现场监视单元及其相应的输入/输出扩充单元、过程I/O设备、PLC等组成的过程监控系统。

●由RL总线、中继器、光适配器组成的通信系统。

1.1 人机接口机能体系μXL的人机接口由落地式操作MOPL、台式操作站MOPS及其外部设备YPR101、YPR102、YPR104打印机和YPR501彩色拷贝机等构成。

操作站既是面向操作人员的人机接口，又是面向向工程技术人员生成/维护μXL应用系统的人机接口。

1.1.1操作站的机能体系操作站的主要机能包括操作机能、BASIC机能、通信机能和工程技术机能等四部分。

其中操作机能包括标准画面、图形画面、趋势记录、画面展开及操作员应用机能等；通信机能包括与上位计算机的通信、与其它子系统的通信；BASIC机能包括多任务机能、实时处理以及各种软件包；工程技术机能包括系统生成、系统维护和系统应用机能。

1.1.2多重屏幕机能在操作站上，对于连续控制用的标准化操作屏幕人机接口，对于包括通用的批量过程及过程自动化外部过程控制的语言处理人机接口，都可分别用各自独立的字母进行操作，进行多重屏幕显示。

1、标准画面屏幕（S1）有面向边疆控制、批量控制和PA外围操作的机能；有FIF语言及工程技术业务用的语言；2、用户屏幕（S2）有适用于批量控制、过程自动化外围操作的机能；有适用于工程技术业务的语言；3、信息屏幕（S3）有同时显示过程报警、操作指导信息、操作信息等三种信息的机能。

1.1.3工程技术业务机能由系统生成机能、系统维护机能、系统应用机能组成。

1.1.3.1系统生成机能μXL应用系统的生成包括如下内容：●系统常数定义：包括仪表注释、工业单位及操作标记的定义。

●系统构成定义：包括现场控制单元和现场监视单元的定义。

●操作站规格定义：包括对操作站构成规格、BASIC规格、总体画面的分配、控制分组画面的分配、趋势记录规格、趋势记录笔的指定、功能键规格以及信息要求规格的定义等。

●现场控制单元规格的定义：包括对输入/输出插件的分配、BASIC规格、反馈控制内部仪表、顺控表、顺控元素、顺序信息规格、操作指导信息规格及报警器信息规格的定义。

●流程图规格定义：包括对流程图画面的显示规格的定义等。

μXL应用系统生成具有以下特点：●仅用操作站即可进行应用系统生成。

操作站可以在没有控制单元硬件的情况下，生成DISK中的系统形成文件，并可进行仿真调试。

●可以从空白状态生成系统机能。

μXL通过FIF（Fill in the Form）语言，可以从完全空白状态完成控制，操作机能的生成。

●用工程业务专用键盘可以快速生成系统机能。

1.1.3.2 系统维护机能μXL的系统维护机能包括下述内容：●单元的一览显示：显示与RL总线相连接的操作站和现场控制单元、现场监视单元及RL总线的状态。

可从该画面向下述机能画面展开。

●系统报警信息显示：按系统报警信息发生的顺序进行显示、确认和清除。

●控制单元的个别显示：显示控制单元的CPU状态、I/O插件状态、冷却风扇单元的状态等；控制单元的RUN/STOP操作；控制单元的Load/Save操作；操作站自身的显示；操作站自身主体插槽内插件构成的显示；操作站的Load/Save操作。

●与过程数据有关的检索：显示与顺控元素有关的连结对象；显示反馈控制内部仪表的回路连接状态以及有关的连结对象。

●设定日期及时刻注：对于上述黑体字所示的操作，在方式切换键为OFF时，禁止操作。

1.2 控制机能体系μXL中负责过程控制的设备是现场控制单元。

有如下特点：根据不同需要，可提供基本型和扩展型的控制单元；采用双重化结构，进一步提高了可靠性；增加了控制机能，扩大了应用容量；对应于用户的各种操作形态，备有各种I/O插件，增强了应用的灵活性；配有实时BASIC语言，增强了与PLC、过程I/O的结合性和运算机能。

现场控制单元的硬件构成：它可安装8块I/O插件，各个插件可以用来实现多种过程控制机能。

扩展型的现场控制单元（MFCU或MFCD）可以和I/O扩展单元MEXU相结合，插入BASIC用的I/O插件，扩充控制机能。

MFCU/MFCD插件：输入输出插件1.2.1μXL的控制机能体系现场控制单元的主要机能包括反馈控制、顺序控制和BASIC语言三大控制机能。

其中MFCU/MFCD基本型只具有反馈控制和顺序控制机能，而MFCU/MFCD的扩展型则将反馈控制、顺序控制和BASIC机能十分恰当地融为一体，可以广泛用于以反馈控制为主的连续过程，也可用于以反馈控制、顺序控制及BASIC语言密切结合的批量过程等工业领域。

图1.1表示控制单元的基本构成。

其中MFCU基本型是由反馈控制、顺序控制机能及过程数据库构成；而MFCU扩展型则在基本型的基础上增设了BASIC公用数据区和相应的I/O 插件驱动器，以便将BASIC语言机能经各种通信插件与PLC、远程I/O等多种子系统连接。

图1.1控制单元的机能构成1.2.2反馈控制1.2.2.1内部仪表及其分类μXL的反馈控制机能是由内部仪表实现。

所谓内部仪表是指控制单元内完成指定运算的标准功能程序模块。

如表1.1所示，1.2.2.2内部仪表机能图1.2表示PID调节器的内部结构，它包括输入信号处理、补偿运算、积算、报警检查、PID控制运算、输出信号处理等多种机能。

MFCU的单个内部仪与YEWPACK MARKⅡ的相应内部仪表相比增强了以下机能：◆增强了调节仪表的输入开路检查；◆加强了调节仪表的输入报报机能（上上限/下下限，输入开路上下识别）；◆增加了调节仪表的预置值MV输出机能；◆积算机能有每天积算、运算的积算机能；◆增加了指数（EXP）、自然对数（LOGe）、常用对数(LOG10)、三角函数（SIN，COS）运算机能；1.2.3顺序控制所谓顺序控制是根据状态输入输出信号或来自反馈控制的状态信号，按预定的时间顺序或预定的事件顺序（条件），逐次进行阶段控制。

1.2.3.1顺控表所谓顺控表是指在顺序控制中，用来记述顺序步骤的判定表。

顺控表包括以下内容：✧条件信号：有32个特征号，表示32个条件，称为“操作开始信号”或“条件信号”；✧操作信号：有32个特征号，表示32个操作，称为“操作信号”；✧规则栏：可记入32个“Y”或“N”，表示32个规则；✧步号记入栏和下一步记入栏；MFCU/MFCD内最多有40张顺控表。

1.2.3.2顺控元素用于顺控表中作为条件信号和操作信号的的各种基本要素称之为顺控元素。

MFCU/MFCD的顺控元素有各种接点输入、按钮输入、接点输出、内部开关、内部计时器、内部计数器、内部仪表（利用内部仪表的回路状态或操作）、关系式、算术运算式、顺序信息、代码输入/输出、开关仪表、工位显示器等。

1.2.3.3 用于顺序控制的内部仪表用于顺序控制的内部仪表有开关仪表和工序显示器。

✧开关仪表：是通过操作站的各种画面，直接开/闭开关阀、电动机、泵类的启动/停止。

它对使用阀和泵较多的批量过程，或非在线设备的使用十分方便。

开关仪表的作用方法有两种：一是将MFCU/MFCD的接点输入输出直接做成ON/OFF 使用，二是先将输入信号送入顺控表构成瞬时动作或逻辑回路再驱动阀或泵的方法。

开关仪表根据输出信号及响应信号点数，可增加到10种。

✧工序显示器工序显示器是具有工序控制顺控表和操作员之间接口机能的内部仪表。

由操作员发出的工序指令（只能用于MAN方式），回路状态变更指令，操作指令等都能在仪表画面上显示，同时将这些指令传给顺控表。

也可将顺控表上的状态显示在仪表画面上。

1.2.3.4顺序控制的特征●对于MFCU/MFCD，在记述顺序的步骤时，使用顺控表方式；●顺控表可按思考的顺序记述顺序控制的内容；●顺控表可直接用作顺序控制规格书，使用顺控表易于变更和扩大顺序控制规模；●含有计时器、计数器、内部开关等丰富的顺控元素；●可根据模拟信号进行逻辑判断和联锁控制；●可进行与反馈控制密切关连的回路状态（MAN、AUT、CAS）切换，设定值变更等动作；●具有按顺序控制动作进行运算的运算式，可实现高级复杂的顺序控制。

1.2.4运算机能μXL的运算机能将仪表特有的温压补偿运算、平均值运算、逻辑运算等作为标准函数提供使用。

即使是对计算机不很熟悉的人，只要简单地构成运算式，而不必担心运算中出现数值溢出或精度下降等问题。

反馈控制中的运算机能已包括在各内部仪表的补偿运算、积算机能或算术运算单元（CALCU）之中；而顺序控制中的运算机能则包括在顺序运算规格书中，将顺序控制的运算机能记入到顺控元素（运算式）中再进行机能生成。

在反馈控制机能或顺序控制机能中，可通过对被处理的数据进行四则运算、逻辑运算、函数运算以及开方运算、积算等，从而得到更高级的过程控制机能。

1.2.5 报警器机能由反馈控制机能的报警检查发现检测端的输入信号或从运算器得到的输出信号中有异常情况时，利用报警器机能可向操作员发出奏响蜂鸣器或报警指示灯等报警信号。

1.2.6双重化控制机能控制单元的能用插件和控制用输入输出插件可实现完全双重化。

在现场控制单元硬件构成中，实装了两块微机插件。

在系统工作时，其一微机执行控制运算，另一微机则处于待机状态。

对运行中有变化的数据，则随时传给待机微机，实现等值化处理。

当运行微机根据自诊断结果发现异常状态时，则通知分散在两插件内的切换判断回路，再由切换判断回路对运行微机的异常与待机微机是否正常进行确认，从而将控制权转移给待机微机。

这种切换方式是完全无扰动进行，它保持了过程的连续性。

无论是LOAD/SA VE时，还是在待机插件插入时，或是再起动时，都能快速进行自动APC（All Program Copy）处理。

另外，当现场控制单元不进行LOAD/SA VE操作而直接进行维护(Maintainance)操作时，亦可在操作站画面上用手动实行APC操作。

对于电源，也可实现两块电源插件。

对于RL通信部线，同与其相连的通信耦合器的双重化对应，亦可实现双重化。

控制用模拟输入输出插件也可实装两块，其一处于运行状态，另一块处于待机状态，这可进一步提高运行率。