多回路可编程调节器制造技术

本实用新型专利技术可适用于单独或成组或集散型工业控制系统的过程控制站。由调节器和系统组态器构成，具有１～８个可独立手操回路或相互交链的控制回路，每一个回路都有单独的操作前面板，可单独操作的系统组态器是一种灵活的软功能块系统组态，调节器的系统组态存放在ＥＰＲＯＭ中并带有初始设定值，因此具有掉电现场保护功能，有可选用的控制过程工艺参数的工作曲线每条工作曲线可指定控制至少一个调节回路的工艺参数。（*该技术在1996年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及用微处理器的多回路可编程调节器，可单独或成组适用于工业过程控制，也适用于集散型工业控制系统的过程控制站。近年来，用微处理器的可编程调节器已有不少产品，如记录在英国专利公报GB2079492A中的日本横河电机公司（yOKOgawa    Electric    WOrKS    Ltd）的可编程调节器，就是其中较典型的。该调节器以微处理器为核心，由用户使用编程器编写用户程序，比以往的模拟式调节器具有更强的控制功能更灵活的系统构成。但该调节器只有一个控制变量输出，在构成串级控制时其主环参数的显示与操作只能在侧面扳进行，并难以实现真正的手动，如果要实现两个、三个或四个回路控制时就得用两台、三台或四台调节器。在现有技术中，也有用一台调节器可控制四个回路的用微处理器的调节器，然而在这些调节器中，它们有的只有一个共用的前面板，即各控制回路的主要参数不能同时在前面板显示，并共用一套操作器，这给现场操作人员的操作带来不便并可能会导致错误的操作；有的只能构成四个各自独立的控制回路，回路之间不能发生交链，所有这些调节器都没有一个可单独操作的、可编排四个控制回路的系统组态器，如果是在调节器上直接系统组态则必须要有可靠的供电保护，否则存放在RAM中的系统组态程序就会有丢失的危险，从而会导致整个控制系统的混乱，这是在工业生产过程中不允许的。-->本技术的主要目的是提供一个能避免前述已有技术中不足之处的，以微处理器为核心的多回路可编程调节器。本技术提供的多回路可编程调节器在结构上包括两个独立的部分：调节器和系统组态器，多回路可编程调节器具有中央微处理器CPU，有存放固化系统程序的可擦写只读存贮器EPROM。有存放可设定参数及变化数据的读写存贮器RAM。模拟量经输入采样开关及模数转换电路A／D转换的数字量存入RAM并供CPU处理，处理结果及中间结果可存于RAM并按程序要求经数模转换电路D／A转换为模拟量，经输出采样保持电路输出，具有一个与常规DDZ－Ⅲ型调节器类似的手操前面板及与CPU连接的接口，具有显示参数的数码显示器和用以修改、设定控制参数和程序曲线或工艺控制参数的键盘，以及连接CPU与数码显示器、键盘的接口，连结上位机或打印机的接口，该多回路可编程调节器的特征是可增加至少一个可各自独立手操的类似DDZ－Ⅲ型调节器面板的手操前面板，包括主机手操前面板在内的每个手操前面板可手操一个主回路并附带一个不可手操的付回路，所有这些回路的控制方式以及这些回路之间的交链方式均由固化在用户EPROM中的用户组态程序软组态，构成具有1～8个可独立手操回路的多回路可编程调节器；系统EPROM中存放一组相当于广义指令的基本功能模块以及用户组态程序的执行程序。广义指令的使用形式为功能符及所需的1～6个参数，用户组态程序仅用直接与控制流程对应的广义指令及结束符END组成，在独立的组态器上离线编程并固化在用户EPROM-->上，用户组态时只面向工艺控制流程图及对应的广义指令，RAM的分配及系统程序对用户是透明的；具有可选用的用以控制过程工艺参数的程序设定的至少一条工作曲线，每条工作曲线可指定控制至少一个调节回路的某组工艺参数，工作曲线的参数值及报警值用键盘设定，选用设定工作曲线作程序设定控制运行的调节回路，可使用手操前面板上的运行、暂停按钮运行或暂停程序设定控制方式，也可使用键盘实现指定调节回路的程序设定控制运行方式的运行或暂停。该多回路可编程调节器主机手操前面板设有控制打印机的按钮，在调节器组态中规定定时打印参数清单后按动该按钮可随时按规定打印有关参数。该多回路可编程调节器RAM带有保护电池，掉电时可保护现场，在系统程序中有记录掉电及恢复供电后恢复现场并检查RAM中设定参数是否受破坏的功能模块（掉电自诊断模块），在参数受破坏的情况下系统能将贮存在系统ROM或用户ROM中的初始值送至相应的RAM参数存贮区，并通知用户（打印或报警），保证系统的安全和正常运行。该多回路可编程调节器在手操前面板上的手操开关（自动－软手操－硬手操）的切换是无扰动的。在系统整定时期或CPU故障时期“硬手操”挡使手操回路不通过CPU直接手动输出。独立离线组态器，适于用户选配作为用户组态编程的专用工具，具有CPU、ROM、RAM、显示器、键盘、打印机及EPROM编写、擦除设备，其特征在于具有不依赖调节器上的CPU而独立的CPU，可使用户离线组态编程，组态器的程序采用与工艺控制流程-->对应的广义指令，广义指令仅包括功能符及对应功能所需的1～6个参数。组态程序仅包括广义指令序列及结束符END，广义指令的分解、执行、组态程序与系统程序之间的连接以及CPU的指令系统、内存分配对用户是透明的；组态编程或修改组态编程后可提供用广义指令按组态顺序打印组态程序的打印清单供用户检查或归档。本技术提供的多回路可编程调节器只需在一台调节器上就可以实现对1～8个回路的控制，每一个回路都有单独的操作前面板便于操作人员一目丁然监测与操作，可单独操作的系统组态器是一种灵活的软功能块系统组态，能够组成从简单的1～8个独立的控制回路到复杂的相互交链的1～8个相关的控制回路控制系统，多回路调节器的系统组态存放在EPROM中并带有初始设定值，因此不会出现因掉电而使控制系统产生混乱的状况。附图为本技术的一个多回路可编程调节器的实施例。图1为组成多回路可编程调节器的调节器10和系统组态器40的立体图。图2为调节器10的原理方块图。图3为调节器10的前面板正视图。图4为数码显示器D1SP和键盘KEyB的正视图图5为系统组态器40的原理方块图。图6为系统组态器40的操作面板正视图。图7、图8为可编程调节器控制算法功能块。图9为输入量有上下限超限报警，输出量有上下限限幅的P1D控制电路的系统流程图。-->图10为一个典型的双交叉限幅燃烧控制系统流程图。图11为根据图10编制的系统组态流程图。由附图1所示为本技术多回路可编程调节器的一个实例。由调节器10和系统组态器40组成，本调节器以8位微处理器MC6800为核心，可以构成控制4个各自独立的回路，每个回路都相应配有手操器，以便控制系统的调试、投运与操作监视。调节器10是在机箱11中插有一个调节器主机芯12和三个手操器13，其中1＃手操器与主机芯12装在一起，2＃、3＃、4＃手操器分别由三个手操器13单独插入。从现场来的信号线与送到现场去的信号线均由在机箱11后部的现场接线端子板连接，与打印机连接或与上位计算机连接的通讯线也通过该端子板连接。调节器10的原理方块图如图2所示，可以输入的模拟量PV1～PV4、Al1～Al7一共有11点，它们用以输入各种被控制变量和需检测的量如温度、压力、差压和流量等经变换的电信号。模拟输入量通过模拟输入采样器15逐个采样并送往A／D转换电路16转换成数字信号并暂存在各自相对应的寄存器中。数字输入量Dl1～Dl4共有4点，用于开关或事件操作，数字输入量通过数字输入接口18与数据总线20相连接，与打印机或上位计算机通讯的串行通讯由通讯接口19连接。经过控制运算的结果由D／A转换电路24转换成DC模拟输出电压信号并经模拟输出采样器25送至模拟信号保持与电压／电流转换器26，在26中包括4个模拟电压信号与电本文档来自技高网...

【技术保护点】
多回路可编程调节器，具有中央微处理器ＣＰＵ、存放固化系统程序的可擦写只读存贮器ＥＰＲＯＭ、存放固化组态程序的可拔下的可擦写只读存贮器ＥＰＲＯＭ、存放可设定参数及变化数据的读写存贮器ＲＡＭ，模拟量经输入采样开关及模数转换电路Ａ／Ｄ转换为数字量存入ＲＡＭ并供ＣＰＵ处理，处理结果及中间结果存入ＲＡＭ，并按程序要求经数模转换电路Ｄ／Ａ转换为模拟量，经输出采样保持电路输出，具有一个与常规ＤＤＺ—Ⅲ型调节器类似的手操前面板及连接ＣＰＵ与手操前面板的接口，有用以显示参数的数码显示器和修改、设定控制参数和程序曲线工艺控制参数的键盘，连结ＣＰＵ与数码显示器、键盘的接口，以及连结上位机或打印机的接口，其特征在于：ａ）可增加至少一个可各自独立手操的类似ＤＤＺ—Ⅲ型调节器面板的手操前面板，包括主机手操前面板在内的每个手操前面板可手 操一个主回路并附带至少一个不可手操的付回路，所有这些回路的控制方式以及这些回路间的交链方式均由固化在用户ＥＰＲＯＭ中的用户组态程序软组态，构成具有１～８个可独立手操回路的多回路可编程调节器；ｂ）系统ＥＰＲＯＭ中存放一组相当于广义指令的基 本功能模块，以及用户组态程序的执行程序，广义指令的使用形式为功能符及所需的１～６个参数，用户组态程序仅用直接与控制流程对应的广义指令及结束符ＥＮＤ组成，并在独立的组态器上离线编制且固化在用户ＥＰＲＯＭ片上，用户组态时只面向工艺控制流程图及对应的广义指令，ＲＡＭ的分配及系统程序对用户是透明的；ｃ）具有可选用的用以控制过程工艺参数的程序设定的至少一条工作曲线，每条工作曲线可指定控制至少一个调节回路的某组工艺参数，工作曲线的参数值及报警值用键盘设定，选用设定工作曲线作程序设定控 制运行的调节回路，可使用手操前面板上的运行暂停按钮运行或暂停程序设定控制运行方式，也可使用键盘实现指定调节回路的程序设定控制方式的运行及暂停。...

【技术特征摘要】
1、多回路可编程调节器，具有中央微处理器CPU、存放固化系统程序的可擦写只读存贮器EPROM、存放固化组态程序的可拔下的可擦写只读存贮器EPROM、存放可设定参数及变化数据的读写存贮器RAM，模拟量经输入采样开关及模数转换电路A/D转换为数字量存入RAM并供CPU处理，处理结果及中间结果存入RAM，并按程序要求经数模转换电路D/A转换为模拟量，经输出采样保持电路输出，具有一个与常规DDZ-Ⅲ型调节器类似的手操前面板及连接CPU与手操前面板的接口，有用以显示参数的数码显示器和修改、设定控制参数和程序曲线工艺控制参数的键盘，连结CPU与数码显示器、键盘的接口，以及连结上位机或打印机的接口，其特征在于：a)可增加至少一个可各自独立手操的类似DDZ-Ⅲ型调节器面板的手操前面板，包括主机手操前面板在内的每个手操前面板可手操一个主回路并附带至少一个不可手操的付回路，所有这些回路的控制方式以及这些回路间的交链方式均由固化在用户EPROM中的用户组态程序软组态，构成具有1～8个可独立手操回路的多回路可编程调节器；b)系统EPROM中存放一组相当于广义指令的基本功能模块，以及用户组态程序的执行程序，广义指令的使用形式为功能符及所需的1～6个参数，用户组态程序仅用直接与控制流程对应的广义指令及结束符END组成，并在独立的组态器上离线编制且固化在用户EPROM片上，用户组态时只面向工艺控制流程图及对应的广义指令，RAM的分配及系统程序对用户是透明的；c)具有可选用的用以控制过程工艺参数的程序设定的至少一条工作曲线，每条工作曲线可指定控制至少一个调节回路的某组工艺参数，工作曲线的参数值及报警值用键盘设定，选用设定工作曲线作程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：张家骏，梁汉泉，杨林，牟鼎昌，
申请(专利权)人：机械工业部重庆工业自动化仪表研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]