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1、力控控制策略生成器使用指南2004年6月北京三维力控科技有限公司技术部目录目 录.2第一章 概 述.611 PC控制概述.612策略在力控中的结构.713力控策略示例.8第二章 控制模块的基本概念.921 简介.922 基本原理.923 基本准则.1025控制功能模块的构成及相关程序.10第三章 常用典型算法.123.1 基本功能块.123.2变量功能块.13321 常数.13322 数据库输入变量.14323 数据库输出变量.14324 系统变量.15325 输入变量.16326 输出变量.163.3数学运算功能块.16331 加法.17332 减法.18333 乘法.18334 除法.19
2、335 乘方.19336 求余.20337 绝对值.20338 反余弦.21339 反正弦.213310 反正切.223311 余弦.223312 正切.233313 正弦.233314 指数.243315 常用对数.243316 自然对数.253317 平方根.253318 取整.263.4 逻辑功能块.26341 逻辑与.27342 逻辑或.28343 逻辑异或.28344 逻辑非.29345 逻辑与非.29346 逻辑或非.30347 两个输入ON有效或门.31348 三个输入ON有效或门.31349 三个输入不一致.323410 开关.323411 定长度脉冲.333412 最大时限脉
3、冲.343413 最小时限脉冲.343414 带死区的等于比较.353415 带死区的不等于比较.353416 带死区的大于等于比较.363417 带死区的大于比较.363418 带死区的小于比较.373419 带死区的小于等于比较.383420 延时.383421 ON延时.393422 OFF延时.393423 看门狗.403424 选通器.413425 变化检测.423426 RS触发器.423.5 程序控制功能块.43351 跳转.43352 调用.44353 返回.443.6 控制算法功能块.44361 脉冲输入点.45362 纯滞后补偿.46363 滤波点.47364 一阶传递函数
4、点.47365 计数器点.48366 计时器点.50367 计算器.51368 累计点.55369 限值点.563610 比例点.573611 PID控制点.573612 比值控制点.623612 斜坡控制点.633613 开关控制器51点.653614 温压补偿点.663615 通用线性化点.683616 线性变换点.703617 高低选点.713618 三者取中点.713619 开关控制器13点.723620 偏差限值点.723621 数字组合点.733622 模拟输入.753623 模拟输出.763624 数字输入.773625 数字输出.773626 变化率点.783627 加权平均滤
5、波.793628 脉宽调制输出.80第四章 开发使用指南.814.1菜单的使用.81411 文件.81412 编辑.82413 查看.82414 操作.83415 编译和运行.83416 窗口.84417 帮助.844.2 工具条的使用.844.3 导航器的使用.8544 控制策略在目标设备上执行.8645 控制策略的调试手段.86第五章 开发使用示例.8751 在策略中引用db中的变量.8752 PID控制.8953 利用控制策略实现联锁控制的应用示例.90附录.92第一章概 述11 PC控制概述在监控系统中，监控硬件设备是必不可少的，这些设备可以是PLC、DCS、智能仪表或基于PC的工业计
6、算机（以下简称PC-Based设备）。也可以是现在流行的现场总线系统，在控制系统中这些设备是参与控制的主角，过程信号的输入和输出必须经由这些硬件设备与现场设备相连，组态软件的控制功能表现在弥补传统设备控制能力的不足、扩大PC-Based设备在控制系统中所占比例等方面。PLC、DCS、智能仪表的内部都具有现成的控制算法，通过组态就可以实现预定的控制方案和策略。但它们还有不足之处，首先，这些控制设备内部的控制策略修改起来很不方便，有些控制策略在系统运行期间甚至是不允许修改的。其次，这些控制设备的控制能力十分有限，它们只能完成一些简单的常规控制，例如DCS的逻辑操作速度不高，而PLC的控制算法种类则
7、偏少。这些缺陷严重制约着设备性能的发挥。这些控制设备与PC间都提供了便利的通讯手段，借助PC上组态软件提供的策略控制器的丰富算法，就可以弥补这些设备在运算、控制能力上的不足，充分发挥其作用。另外，PC-Based设备已经实现了标准化、模块化，例如工业PC具有完整的A/I、A/O、D/I、D/O、计数器等I/O卡件，这些PC-Based设备在电气性能指标上完全符合工业界的要求，在可靠性、稳定性、甚至冗余设计等方面都能够满足工厂的控制要求，而且因系统在成本、开放性、灵活性、界面等方面的优势而日益受到用户的青睐，将给工业控制系统带来巨变。PC-Based系统是监控组态软件发挥作用的重要舞台，这是因为
8、：1、PC-Based控制系统的出现将改变计算机控制系统的格局。PC和现场总线技术是目前影响工业控制领域发展的最重要因素，而PC和现场总线又是紧密地结合在一起的，PC和现场总线促进了控制系统走向开放，也使PC走进了工业控制领域。开放使应用规模可以自由伸缩，扩展应用变得极为方便，同时降低了安装维护费用，最终使用户受益。PC-Based控制系统既可以单独存在，也可以与其它系统混合使用，目前PC-Based控制系统正在向各个领域渗透，由于它具有多种优越性，它必将取代传统的控制系统。2、在组态软件上就可以直接组态PC-Based控制系统的控制策略，经编译后下装到每个控制器后即可进入运行，这种PC-Ba
9、sed控制系统采用工业PC的CPU，与普通商用PC的处理能力相当，因此处理能力强，运算速度快，与传统的控制系统相比具有很大的优越性，在控制能力上已超过了传统的PLC等控制系统。3、PC-Based控制系统可以运行嵌入式操作系统，在这种情况下，若干个这种控制系统可以联成大规模的控制网络，每个独立系统的显示器、键盘等设备都可以卸掉，硬盘改用电子盘。在这种情况下，每个独立系统在形式上无异于一套PLC或DCS，而处理和控制能力又大大强过它们。PC-Based控制系统在系统联网能力、联网成本方面比传统控制系统具有更为明显的优势。4、PC-Based控制系统编程工具采用图形化编程语言，只需用鼠标“点击、拖
10、动”就可以建立一个可重复使用的控制方案，大大减少工程时间和人力。12策略在力控中的结构力控R的控制策略是作为实时数据库上的一个组件，它的优点是可以和HMI共享全局数据库，见下图：13力控策略示例力控R的控制策略生成器以过程控制算法为主，是国内第一个商品化的控制策略生成器，能够使不同厂家、不同类型的设备同时参与一个对象的计算与控制。另外可以弥补一些设备控制能力和容量的不足。在下图所示的例子中，一个中控室内共有三套控制设备，分别是：在1995年投入运行的A厂家生产的某型号PLC X、在1992年投入使用的B厂家生产的某型号控制器Y和在1990年投入使用的C厂家生产的数据采集器Z，假如一条工艺管道的
11、压力信号（PI201）、流量信号（FI101）和温度信号（TI001），分布在X设备、Y设备和Z设备之中，而我们要计算其精确流量，使用控制策略生成器就十分方便。B厂家生产的控制器程序用程序网络A厂家生产的PLC C厂家生产的 数据采集器力控应用 力 控 应与传统的DCS、PLC控制系统相比，控制策略生成器（Strategy Builder）充分体现了控制功能丰富、系统组建灵活、扩展方便的特点。在控制策略生成器中有变量、数学运算、逻辑功能、程序控制和控制算法等类别的近70个功能块，运用这些功能块可搭建出各种功能强大的控制策略。第二章控制模块的基本概念21 简介目前有关基于PC-based的成熟的控制功能软件模块还很少，一般将控制功能模块称为“软PLC或Soft PLC”，也有的称“软逻辑”，但这些叫法都不能准确地反映监控组态软件基于PC-based的控制功能模块的含义。在此，我们引入“策略（Strategy）”的概念来描述组态软件的控制功能，策略相当于计算机语言中的函数，是在编译后可以解释执行的功能体。力控R
