2604欧陆控制器的分析介绍情况.doc

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1、2604 欧陆控制器1 概述1.1 2604 是一种模块化的可自由组态的，高精度、高性能的温度及过程控制器。它可以实现单、双或三回路的控制。每个回路除可以作为普通的PID回路外还可以设置成串级、比率等控制回路。并且各回路之间可以相互关联、协调，进行各种复杂的控制。2604 具有两行7段数码显示，用于过程值和设定值的显示。并且还有一个液晶器用于用户定义的信息显示。如图 1-1所示。2604配有7个桉键。用于切换各种控制状态和修改参数。图 1-1: 2604 前面板主要特点： 程序给定器最多可以存贮50个程序。每个程序最多可以有3个不同的设定值（即3条不同的曲线），一条曲线也可以同时分配给不同的回

2、路。每一程序还可产生多达16个事件输出 具有碳势计算等专用功能块。可执行殊控制功能。 软硬件采用模块化结构。除PID、碳势控制等标准功能块外，还有可由用户自由定义的数学及逻辑运算块。各模块间可通过内部软连接自由组合，实现各种控制功能。 具有可定义的多种输入类型，包括热偶、热阻和多种电压、电流等过程输入信号。 每一回路的控制方式可以定义为 PID, On/Off 或阀门位置控制，每一回路的类型即可以是普通的单回路也可以是串级、比率等回路。 PID 控制输出信号可以通过继电器触点、逻辑电平、可控硅或直流模拟信号输出给执行器。对于阀门位置控制，输出信号可以通过继电器触点、可控硅或逻辑电平输出给电机。

3、 具有PID 自整定和自适应功能，即可简化调试过程又可达到很好的控制效果。对仪表进行配置组态可以通过前面板的按键进行，也可以通过iTools 软件在电脑上进行。“iTools”可运行在 Windows 95, 98 或 NT 等环境下。1.2 操作界面 概览前面已经提到2604的前面板有两行5位数字显示，一个点阵式液晶显示，8个 LED状态指示灯和7个操作按键。见图1-2. 第一行数字显示通常过程值。 第二行数字显示比第一行略小，通常显示设定值。 夜晶显示器用来各种操作和配置参数。 8个LED 状态指示灯用来指示仪表的工作状态。如：现在显示的是哪个回路，手动还是自动，程序是运行还是暂停等。 这

4、7个按键用来对仪表进行各种操作。1.2.1 显示面板操作按键 (见图 1-5)图 1-2: 操作界面1.2.2 LED状态指示图 1 -3: 状态指示1.2.3 操作按键图 1-4: 操作按键1.3 如何访问参数参数用来设置仪表的工作方式。它们通过液晶显示器显示，并可经适当的步骤进行修改。不同的访问等级可以保护不同的参数。一些参数的类型：数值参数 如设定值，报警值，高底限幅值等。或状态参数 如自动 / 手动，开 / 关等。它们通常不能确定数值大小。1.3.1 页（菜单）2604中的各种参数被分别放在不同的页中。在一页中包含有页标题、参数名和参数数值。参数根据其作用被分成组。每一组具有一个页标题

5、，用来描述这组参数的特性。如：“报警页”，“程序页”等。图1-5: 页结构1.3.2 页间切换按 - (换页键).每按一下将改变液晶显示器上的页标题。它是循环的，可从当前到最后再返回到启始点。如图 1-6 所示。如果持续按住换页键，可自动的向后换页。图1-6: 页间切换1.3.3 子标题图1-6 中的页标题中还包含子标题。子标题在液晶先市显示器的右下角显示。子标题可以根据它提示的符号，用增值键或减值键来改变。这也是循环的。图 1-7: 子标题1.3.4 参数间转换当找到包含你需要参数的页标题或子标题：按- (转换键)将显示出本页的第一个参数。继续按将显示后面的其它参数。最后将返回到页标题。如果

6、持续按住键参数会自动的变换。图 1-8: 选择参数提示:- 在任何时候按.键都可返回到页标题1.3.5 改变参数值当找到了所需要的参数，其数值会在液晶显示器的第二行显示出来。按或来改变参数值如果要改变只读参数的数值，则在按或键时会显示出“-”。很多参数可以设置上下限。参数值的改变必须在所限范围之内。根据参数的类型不同，其数值的显示方式也有所不同。图 1-9 显示出不同类型参数及修改方式。1. 数值型2. 状态型3. 数位型 (如. 程序事件输出)4. 参数地址5. 文本型 (用户定义)6. 时间型图 1-9: 改变参数值1.3.6 确认当用或键修改了参数，1.5 秒后显示会闪动一下，表示新的值

7、被确认。如果在1.5 秒内任何其它键被按下，则新值会立即被确认。对于特殊参数存在以外。例如：输出功率 在手动状态下，随着数值的改变不断的被写入。报警确认 对报警确认后还要按键才能最终确认。如果10 秒内没有按键则会回到未确认状态。1.4 反向换页在页间切换过程中，用以下方法可以反向切换。按住键的同时按键，每按一下键页标题会退回一步。1.5 反向转换在参数间转换时，如按住键的同时按键，则可反向寻找参数。每按一次键则退回一个参数。1.6 返回到初始页同时按和键可以使显示回到配置中所定义的初始页。1.7 失败的键操作有时对仪表的操作可能会失败，如与数字输入争相改变仪表的状态等。共有以下几种：1. 数

8、字输入的优先级大于操作键。2. 一个参数值不能被修改（没有显示 A符号）。3. 试图用或键改变只读参数。1.8 参数的有效性和可修改性一个参数能在页中出现表示它是有效的。在特殊的配置或仪表状态下有些在可能无效。例如：相对冷却增益在只有加热控制时不会出现。并且积分时间在开/关控制中不会出现。一个参数名前如果出现 A符号表示该参数何以修改。一个参数可被看到但可能不能修改，它可能正被仪表内部运算来修改。一个参数可以被修改必须满足以下条件： 这个参数是可读写的 这个参数与仪表状态没有冲突。如：在自整定时比例带不能修改。 仪表按键必须被使能。仪表按键可以通过逻辑输入、数字通讯或在配置中被禁止。在配置中可

9、以定义由逻辑输入来禁止前面板按键，但不能禁止通过数字通讯进行操作。2 访问等级及常规显示2.1 进入不同的访问等级为了安全2604设置了5 种访问等级。刚上电时仪表处在等级 1，它不需要口令来保护。在这等级中只能访问有限的参数。等级 2、等级 3 和配置等级是需要口令才能进入的。对于一块新表其缺省的口令为：等级 2 口令为 “2”等级 3 口令为 “3”配置等级 口令为 “4”查看配置 口令为 “2604”除查看配置口令外，这些口令只能在配置等级中才能修改。如果将口令设为“0”则表示没有口令，可以直接进入要访问的等级。注:在配置模式中仪表处于休眠状态，即所有输出全部关闭。即使仪表与被控对象相连

10、接，在此模式下也不能进行控制。2.1.1 进入配置等级下面以进入配置等级为例介绍进入另一等级的方法：2.1.2 设置新的口令2.1.3 退出配置等级退出配置等级的方法同进入一样，只需选择你要退到的等级。当从一个较高的等级进入到较低的等级时不需要输入这个等级的口令。只有从低等级进入高等级时才需要输入口令。2.2 主页2.2.1 什么是主页主页用来显示常用的操作参数.。在以下情况下出现：1. 仪表刚上电后。2. 当访问等级从配置等级返回到等级 1 （或 2 ）时。3. 当配置状态超时返回时。仪表并不会显示出 主页- Home page的标题。它是由用户自己定义的，当仪表上电自检后就首先显示的几个参

11、数。因此每一块表都可以有不同的初始页。无论如何仪表的初始显示如下：第一行和第二行 LED 数码显示也可以在配置中定义显示任何参数。但缺省情况如下： 第一行显示过程值 在自动状态下第二行显示设定植 在手动状态下第二行显示输出值在配置中可以决定初始显示哪些参数。但在按回路选择键后第一行显示总是过程值，第二行显示为设定植。在下面的液晶显示器上可以显示以下几页之一：1. 访问页（Access page）2. 常用参数页（Summary page）3. 程序运行页（programmer Run page）4. 回路 1 页（Loop 1 page）5. 回路 1 辅助页（Loop 1 (Aux) pag

12、e）6. 回路 2 页（Loop 2 page）7. 回路 2 辅助页（Loop 2 (Aux) page）8. 回路 3 页（Loop 3 page）9. 回路 3 辅助页（Loop 3 (Aux) page）10. 各回路循环注:1. 除访问页和回路 1 页外，上述各页只有在该功能被使能后才会显示。2. 如果不配置常用参数页则回路 1 页为初始页。2.2.2 常用参数页(SUMMARY page)在Summary页标题下可以由用户自行设置 10 个显示画面（子页）。可用转换键来选择各个画面。可以将常用参数页设为初始页。如将其设为初始页，在以下情况下它会显示出来。1 仪表刚上电2 当退出配置

13、状态时3 同时按换页键和转换键4 配置超时常用参数页的访问及示例在任何显示状态下，按换页键若干次直到出现Summary页标题按转换键可看到第一个画面注：对在液晶显示器上显示的参数可以设置一个时间，一旦超时自动回到初始显示页。这个时间值可在配置中设置。其范围从 0 到 9:99:99 .2.2.3 回路常用参数当按回路选择键后，仪表的两行LED数码显示器上会显示出所选回路的过程值和设定植。在下面的液晶显示器上会显示出该回路的常用参数页中的第一个参数。回路常用参数页是回路设置页中的子页，它的页标题是“display”。它可由用户在配置中定义最多 10 个参数。使用时通过按转换键就可在这些参数间切换

14、。3 功能块及软连线3.1 什么是功能块为了提高系统的灵活性，2604仪表将其所有的输入输出通道和内部的各种运算、处理等功能分解成一个个的功能块。每个功能块可以看成一个具有一定功能的软部件。如PID控制、程序给定器、串级控制、定时器等。3.1.1 输入输入可以来自于外部的传感器或仪表内部其它模块的输出。每个外部的输入信号系统安排了一个对应的输入功能块来对其进行预处理，如线性化、标定量程等。功能块的每个输入信号的来源可通过将源参数的名称或地址设定在输入源参数中。3.1.2 输出输出用来将本模块的信号传递给其它模块或以各种电信号的形式输出给外部设备。每个外部输出通道也被系统安排了一个对应的输出功能

15、块，用来定义输出信号的形式和范围，如： 4-20mA, 0-10V 等。3.1.3 设置一个功能块的具体工作细节由其内部参数来决定。用户可根据控制需求调整模块的具体功能。3.2 软连线软连线 (有时称为用户连线) 用来进行模块间的连接。本节将描述软连线的规则。通常任何一个功能块至少要有一个输入和一个输出。输入参数用来指定输入数据的来源。定义这个输入来源就是将前一个模块的输出连接到本模块的软连线。输出参数通常通过软连线传送到下一模块的输入源。任何参数都有可能使用它的 Modbus 地址定义连接。但实际上不是所有的参数都需要进行连接的。一般可连接的参数在选择连接时会在仪表上同时显示出它的 Modb

16、us 地址和参数名。如： 05108: PVIn.Val。附录D 中列出了常用于连接的参数的Modbus 地址。在本手册中将不同类型的参数按以下规则展示在功能块图中：1. 输入参数列在功能块图的左侧，且都标有“ Src ”2. 典型的输出参数在功能块图的右侧3. 其它参数通常不用于连接，用来设置模块功能等一个没被连接的参数只要你所处的访问等级正确，且该参数不是只读的，你就可以通过前面板对其进行修改。但该参数如果通过软连线被连接到其它某个参数作为其信息源，则你不能修改该参数本身的数值。如要修改必需去改变源参数的数值。4 程序操作本章将介绍程序给定器和如何配置程序功能块，以及如何建立、编辑和运行程

17、序。4.1 什么是程序给定器 ?很多的应用场合需要过程值随时间变化。这样的应用就需要控制器的设定值能够随时间而改变。2604 仪表就具有这样的功能，并且可以同时设置三个不同的设定值，让它们按照不同的规律变化（也可称为三条曲线）。它们可以同时用在温度、压力和流量等不同的被控对象及回路中。它们以曲线设定值 (PSPs) 的形式出现。一个程序由若干个可自由定义的时间区间（称为 段）组成。每段中又包含不同的曲线设定值。每个程序最多可有 100 段。仪表中可以同时存贮 20 或 50 个程序，但总段数不能超过 500 段。程序给定器就是控制器中具有的一种函数，它可以使设定值按预定的时间规律变化。在 26

18、04 仪表中每一程序的不同设定值曲线都是按同一时基运行的。4.2 程序给定器描述4.2.1 运行（Run）在运行状态下程序给定器开始工作，设定值开始变化。4.2.2 暂停（Hold）在暂停状态下程序停在当前设定值处不再变化，同时停止计时。在此状态下你可以临时性的改变程序参数，如目标值、爬升速率和保持时间。这些修改只在当前段结束前有效，此后它将恢复为源先存贮的数值。4.2.3 复位（Reset）复位也叫退出。此时程序给定器停止工作，仪表向普通仪表那样，设定值由上升和下降按键来决定。4.2.4 伺服（Servo）当程序开始运行时设定值可以从启始设定值或当前的过程值开始运行。无论是采用哪个作为启始点

19、这里都称为伺服点。在程序中可以设置。通常伺服到过程值，因为这样可以使启动比较平滑并减少对过程的冲击。如果为了保证第一段的时间周期准确，伺服到设定值要好些。4.2.5 预加热（Hot Start）该功能可以用在程序的任何段中，但多数情况下是在斜坡段起作用。当程序运行时它会根据设定值的变化提前改变输出值，使过程值能够较好的跟随设定值曲线。在配置中可以决定是否需要预加热功能，并且可以设置哪条曲线要用此功能。4.2.6 电源掉电后的恢复在程序运行过程中可能会发生电源突然掉电。重新得电后程序如何运行可在配置中预先设定。有以下几种方法：继续（Continue） 程序从掉电前的设定值开始继续运行。这可能会导

20、致全功率的输出，使过程值快速恢复到掉电前的数值。斜坡后退 程序从当前的过程值开始，以前一爬坡段的速率控（Ramp back） 制过程值回到掉电前的数值。复位（Reset） 放弃先前的处理，退出程序。4.2.7 等待（Wait）当程序的某段运行结束后可以有三种条件让其等待而不执行下一段。在配置状态下可以通过软连线将某功能块的状态或数字输入连接过来使其等待。每一段都可以设置为不等待、事件 A 等待、事件 B 等待或事件 C 等待。当所有曲线段都执行完，并且配置的等待事件有效，则程序开始等待直到等待事件无效后才开始执行下一段。4.2.8 Holdback (用于保证跟随)如果过程值跟不上设定值达到一

21、定的差值时Holdback 功能用来暂停程序的运行直到过程值跟上为止。它可用于任何段。在爬坡段当偏差超过预定的数值时程序处于等待状态，直到过程值跟上来。在保持段当偏差超过预定的数值时程序停止保持段计时，直到过程值跟上来。Holdback 可以被配置为以下三种模式之一： OFF - holdback 不起作用 一套Holdback参数作用于整个程序 每一段有不同的 holdback 参数Holdback 类型 无论是作用于整个程序或某一段，又可分为四种不同的类型： OFF - holdback 不起作用 Deviation High. 当 PV 超过 SP 时起作用 Deviation Low.

22、 当PV 低于 SP 时起作用 Deviation Band. PV 与 SP 之间正负偏差都起作用4.2.9 数字输入在配置中进行适当的设置可以用数字输入来实现以下程序功能：Run 通过外部信号启动程序的运行Hold 通过外部信号使程序暂停Reset 通过外部信号使程序复位Run/Hold 通过外部信号使程序运行或暂停Run/Reset 通过外部信号使程序运行或复位Advance Segment 通过外部信号使程序跳到下一段运行Program Number 通过外部信号使程序运行跳到下一个程序。此时仪表的显示自动变为程序显示状态。输入信号的再次有效将使程序号增加。Holdback disab

23、led 通过外部信号来禁止 holdback 功能BCD Program switch 通过外部BCD信号选择不同的程序4.3 程序类型程序可以被配置为到达目标的时间（Time to Target）或爬坡速率（Ramp Rate）两种。 即以时间为单位或以速度为单位。对于以时间为单位的程序所需设置的参数较少，并且所有段的设置方式都相同。以时间为单位的程序通常比以速度为单位的程序所包容的段更多。4.3.1 以时间为单位的程序每一段包含一个持续时间（duration）参数和每条曲线的目标值（target）参数。1. 持续时间（duration）就是该段所用的时间。在此时间内曲线变量从当前值变化到目

24、标值。2. 对于保持段只需设置目标值与当前值相等即可。3. 对于阶越段只需将持续时间设置为零。4.3.2 以速度为单位的程序每段可以设置操作类型：爬坡（Ramp Rate）, 保持（Dwell）或阶跃（Step）1. 在程序进入下一段前每条曲线都必须执行完。如果某条曲线设定值先于其它曲线达到目标值，它将在该值处保持直到其它曲线都结束为止。这时程序才回转到下一段。2. 在程序启动后某段中的持续时间是不能修改的。但如果该段中各曲线都是保持段，则在程序暂停状态下可以修改持续时间。3. 持续时间由需时最长的曲线决定。4.3.3 段的类型一个段的类型可以设置为曲线（Profile）, 返回（Go Bac

25、k）或结束（End）.4.3.3.1 曲线一个曲线段可以设置为：4.3.3.2 返回段返回段允许程序的某些段重复执行若干次。它相当于在控制器中插入了子程序。返回段用来减少程序的总段数并简化程序的编制。当编制这样的程序时应注意循环部分的设定值在起点和终点处应相同，否则将产生阶跃。4.3.3.3 结束段程序的最后一段通常设置为结束段。在此段程序可能结束、重复执行或复位。这在程序的编制时决定。在程序最终结束时，程序可以继续处于保持状态也可以处于复位状态。4.4 程序功能块的使能4.5 配置程序类型4.5.1 程序编辑菜单中的选择页( Options Page)4.6 程序给定器的连线4.6.1 程序

26、编辑菜单中的连线页 (Wiring Page）注 1:-PSP复位信号源决定程序开始的条件。将其连接到 SP 则程序从当前 SP 值开始运行。将其连接到 PV 则程序从当前 PV 值开始运行。被连接来的信号源的数值就是程序开始时的输出值。注2:-在缺省状态下这些参数没有被连接。4.6.2 程序编辑菜单中的程序页（Program Page）4.6.3 程序编辑菜单中的段页（Segment Page）4.6.4 运行参数运行参数只在程序运行状态下出现，并且是在操作等级下。这些参数指示出程序的运行状态。5 回路设置（组态）5.1 什么是回路设置 2604最多可有3个控制回路，如果组态为串级控制或张弛

27、控制， 每个回路还带一个辅助回路。回路设置页允许你对上述回路进行组 态和对参数进行设置，回路设置页带有如下子页： LP1 SETUP (Options Page) 这些参数用来配置回路选项。 (Wiring Page) 这些参数用来进行功能块间的软连接。 (SP Page) 这些是与设定值相关的参数。 (SP(Aux)Page) 这些是与辅助回路设定值相关的参数。(只在串级 和超弛控制回路中出现) (Cascade Page) 这些参数用来配置串级控制。(只在配置为串级控 制的回路中出现) (Ratio Page) 这些参数用来配置比率控制。(只在配置为比率控 制的回路中出现) (Overri

28、de Page) 这些参数用来配置超弛控制。(只在配置为超驰控 制的回路中出现) (PID Page) 这些参数用来设置控制回路的 PID 参数。 (PID Aux) Page) 这些参数用来设置辅助回路的 PID 参数。(只在 串级和超弛控制回路中出现) (Motor Page) 这些参数用来设置阀们输出参数。（只在所选回 路被配置为阀们控制时出现） (Output Page) 这些参数用来设置控制输出参数。 (Diagnostic Page) 这些参数用来查看回路的工作状况。 (Display Page) 这些参数用来配置回路的常用显示参数。 (Disp Aux Page) 这些参数用来配

29、置辅助回路的常用显示参数。(只 在串级和超弛控制回路中出现) (Load Sim Page) 这些参数允许你模拟各种闭环控制。(只在将 Load Simulation 设为使能时出现) 1. 每个回路的情况都与上述相同。 2. 回路的名称可以由用户定义。5.1.1 回路设置选项(Options page)页注1. 回路类型PID-Ch1 PID-Ch2 控制回路采用PID加热和PID冷却控制PID-Ch1 OnOff-Ch2 控制回路采用PID加热和开关冷却控制OnOff-Ch1&2 控制回路采用开关加热和开关冷却控制PID-Ch1 Only 仅有PID加热控制OnOff-Ch1 Only 仅

30、有开关加热控制VP-Ch1 Only 仅有电动阀门位置控制.2. 控制作用正作用 控制输出随 PV 的提高而增加(常用于制冷控制)反作用 控制输出随 PV 的提高而减小(常用于加热控制)3. 冷却类型线性 控制输出随PID的输出线性变化。油, 水, 风 控制输出对冷却介质为油、水或空气等非线性冷却介质进行补偿。4. 程序控制设定值该参数决定在程序运行中，本回路曲线设定值的来源，如果选择NONE则程序控制的设定值可来源于软连接。5. 微分项计算的信息源微分计算以PV的变化为准或以偏差的变化为准。6. 前馈控制类型前馈控制的作用是用来克服时间滞后效应或者克服其他因数造成的影响，如：输入控制回路的信

31、号受到其它控制回路的输出影响。 前馈控制是将这些影响直接作用于PID的输出，因此可在系统产生不良反应之前把影响抵消掉。7. 强制手动输出模式Off 手动/自动切换为无扰动切换。Track 自动切换到手动，控制输出为早先设定的手动控制输出值。手动切换到自动为无扰动方式。Step 自动切换到手动，控制输出为设定的手动控制输出值。.手动切换到自动为无扰动方式。8. 变化率限制单位对SP进行变化率限制从而控制PV的变化速率。该限制应用于完全由程序曲线控制场合，限制PV在控制过程中的突然变化。9. 手动控制时的设定值跟随当从自动控制切换到手动控制时，工作设定值跟随当前PV值，以便从手动切换回自动时，实现

32、无扰动切换。10. 遥控跟踪当控制器切换到遥控SP输入方式时，本地设定值跟随遥控输入的SP值，当由遥控输入SP值切换到本地SP值时，实现无扰动切换。11. 程序控制的设定值跟随当控制器由定值控制方式切换到程序控制方式时，原定值控制设定值跟随程序控制的设定值，以便从程序控制方式切换到定值控制方式时，实现无扰动切换。4.2 PID参数切换在过程控制中常用到PID参数切换，从一套PID控制参数自动切换到用另一套PID控制参数，以适应被控制对象特性的非线性。在2604控制器中，可根据多种情况自动实现PID参数的切换。切换的方式由参数Schedule Type(转换类型)决定，它可以是：PV 根据PV值

33、大小进行切换SP 根据SP值大小进行切换Error 根据偏差大小进行切换OP 根据控制输出值大小进行切换Set 根据数字输入或数字通信输入的值进行切换。2604内部有6组PID参数。PID参数组数的最大值可以通过组态确定，使用Num of Sets（PID参数组数）参数进行设置。用户可以使用下列方法选择控制器当前使用的PID参数 ：1. 数字量输入2. 在回路设置 Loop Setup(PID) page页进行设置3. 或采用上述的自动切换方式.根据各变量自动切换方式是无扰动切换，不会干扰被控制对象的工作过程。4.2.1 PID 参数(PID Page)5.3 输出参数典型的PID控制模块输出参数将被连接到： 组态为on/off或时间-比例脉冲输出时，连接到标准继电器或逻辑输出。 组态为on/off或时间-比例脉冲输出时，连接到继电器、晶闸管、或逻辑输出模块。 连接到模拟输出模块，可以组态为电压或电流输出。5.3.1 输出参数表(Output Page)5.4 诊断诊断参数为只读参数，用来提供所选回路工作状态信息。用于诊断目的，且可以在所有访问等级显示。5.4.1 诊断页(Diagnostic Page)5.5 显示在操作级别的回路显示页中含有10个页面，其中用户定义的参数名可以用到控制器的显示页中。5.5.1 显示页(Display Page)