Foxboro

I/A Series Systems

„Foxboro I/O Series System je kombináciou flexibiliy, bezpečnosti a vysokej úrovne zosieťovania. I/A Series siete ponúkajú plne redudantné riadenie a ochranu pred komunikáciou s chybnými bodmi siete. Systém otvorenej architektúry a zabudovanie priemyselných štandardov umožňujú určiť pre užívateľov najlepšiu stratégiu siete vzhľadom na ich informačné a riadiace požiadavky a ciele.“

1. Úvod Prostredie riadiaceho systému I/A Series je rozdelené na niekoľko úrovní, podľa zadefinovaných prístupových práv. Najvyššia úroveň oprávnení – softvérový inžinier - umožňuje programovať riadiaci systém v prostredí integrovaného riadiaceho konfigurátora (Integrated Control Configurator – ICC). Komunikácia medzi zariadeniami a riadenie procesov pomocou I/A Series Systems je založené na princípe compoundov a blokov. V tomto manuáli sú uvedené stručné všeobecné informácie o Integrated Control Configurator: ♦ Štruktúra compoundov a blokov ♦ Parametre compoundov a blokov ♦ Charakteristika a opis blokov ♦ Inicializácia blokov ♦ Stavy blokov ♦ Parametrové spojenia ♦ Compound, blok a I/O proces

2. Compoundy a bloky Compound je logický súbor blokov, ktoré vykonávajú riadiacu stratégiu. Blok je súčasťou súboru algoritmov, ktoré plnia riadiace úlohy v rámci štruktúry compoundu. Vzťah medzi compoundom a blokmi je vidieť na obr. 1. Compound predstavuje základ pre integráciu: ♦ Spojitého riadenia, ♦ Ladder logic, ♦ Sequenčného riadenia. V rámci systému môže byť hociktorý blok v compounde spojený s iným blokom v hociktorom compounde. Úplná štruktúra compoundu môže byť zobrazená pomocou obrazovky SELECT pracovnej stanice. Bloky obsahujú parametre, ktoré možu byť typu real, boolean, packed boolean, boolean long, integer, alebo string.

1

Obr. 1 Compoundy a bloky

Funkcie compoundu Compound podporuje nasledujúce funkcie pre priradené bloky: ♦ Prioritu, blokovanie a združovanie procesných alarmov ♦ Sekvenčné overenie stavu (pri sekvenčnom riadení) ♦ Fázovanie. Pre compoundy platia určité pravidlá: ♦ Viaceré compoundy môžu súčasne pracovať v rovnakej stanici ♦ Samostatný compound nemôže prejsť hranice stanice ♦ Bloky v rôznych compoundoch môžu byť navzájom spojené cez hranice compoundu ♦ Každý compound musí mať jedinečné meno

Compound/Block Process Alarming Alarmy a stavové odkazy sú generované pomocou specifických alarmmových blokov a pomocou alarmových nastavení vo vybraných blokoch. Alarmy majú 5 úrovní priority, 1-5, (kde 1 = najvyššia priorita) ktoré umožňujú rýchlo sa sústrediť na najdôležitejšie podmienky alarmov zariadenia. Priorita 0 znamená žiaden alarm. Alarmy sú sumarizované v samostatných alarmových sumároch pre každý compound. Tento parameter obsahuje prioritu najvyššieho bežiaceho alarmu v danom compounde. Aby sa znížilo rušenie alarmov, alarmy môžu byť zakázané na úrovni compoundu na báze priority úrovne. Alarmy môžu byť zakázané aj na úrovni bloku buď na báze typu alarmu alebo celkovej báze. Alarmy sú iniciované pomocou blokov v compounde. Alarmové odkazy sú posielané do skupiny staníc alebo aplikácií (napr. Workstations, Historians, Printers) v závislosti na konfigurácii alarmových skupín. Početná skupina individuálnych typov alarmov sú konfigurované na úrovni bloku.

2

Compound/Block fázovanie Fázovanie dovoľuje posunúť alebo zadržať čas štartu compoundu alebo bloku. Fáza môže byť priradená ku každému compoundu použitím integer hodnoty ktorá je konbinovaná s priradenou periódou

Compound atribúty Meno: Užívateľom definované max. 12 znakové meno. Čísla (0 to 9), písmená (A to Z), a (_). Descriptor: 32-znakové pole pre užívateľskú identifikáciu On/Off: Parameter, ktorý umožňuje alobo zakazuje realizáciu všetkých blokov spolu s compoundom, kde : 1 = on; 0 = off.

Prístup do compoundu Compoundy aj bloky majú súbor parametrov, ktoré tvoria užívateľské rozhranie. Na sprístupnenie compoundu treba použiť nasledujúce: Compound Parameter, kde: ♦ Compound má najviac 12-znakové meno ♦ Parameter má najviac 6- znakové meno.

Parametre compoundu/bloku Parametre compoundu a bloku obsahujú hodnoty ktoré sú typu Real, String, Integer, Short Integer, Long Integer, Boolean, Packed Boolean, Packed Long, or Character. Dodatočne sú parametre definované ako konfigurovateľné, tiež ako spojiteľné/nastaviteľné, nespojiteľné/nenastaviteľné alebo ako kombináciu, ktorá je závislá na stave compoundu alebo bloku.

Konfigurovateľné parametre Konfigurovateľné prametre sú tie, ktoré ktoré môžu byť definované cez Integrated Control Configurator. Môžu byť prístupné buď len na prezerenie, alebo na editovanie.

Parametre umožňujúce spojenie Parametre umožňujúce spojenie sú tie z užívateľského rozhrania, ktoré umožňujú bezpečnosť a prepojenie v sieti staníc, alebo lokálne priame spojenie v rámci stanice. Každé spojenie sa skladá so spojiteľné vstupu a výstupu. Výstupné paramere (všetky výstupy sú spojiteľné) sú zdroje – vstupy, zatiaľ čo spojiteľný vstup môže byť vstup, výstup alebo oboje. Niektoré parametre môžu byť stanovené ako vstupy do funkcií (ako SPT do PID bloku, RATIO do RATIO bloku) a sú nastaviteľné ale nie spojiteľné.

Vstupné parametre Vstupné parametre sú spojiteľného typu a prijímajú údaje pomocou definovanej cesty spojenia. Ak nie je cesta definovaná v konfigurácii, za aktuálnu hodnotu sa vkladá počiatočná hodnota, alebo nastavená v konfigurácii, alebo volaná cez Set na vstupný parameter.

Výstupné parametre Všetky výstupné parametre sú spojiteľné zdroje údajov. Môžu byť typu: Nastaviteľné a nenastaviteľné.

Parametre neumožňujúce spojenie Nespojiteľné parametre nenahrávajú žiadne údaje a nemajú definované linky. Sú to napr. premenné typu string ako je NAME alebo parametre v block options. Nespojiteľné parametre sú všeobecne prístupné cez GET calls, prípadne nastavované cez SET calls, napr. alarm deadband.

The Station Compound/Block Staničný compound obsahuje jeden staničný blok pre každú stanicu v systéme. Je inštalovaný v stanici automaticky, keď je načítaná databáza. Tento blok poskytuje ukladanie globálnych

3

údajov pre staničné systémové funkcie. Poskytuje informácie o možnostiach stanice. Staničné bloky pre všetky stanice sú identické. Sú používané pre nasledujúce typy staníc: ♦ Application Workstations (AWs) ♦ Workstation Processors (WPs) ♦ Application Processors (APs) ♦ Control Processors (CPs) ♦ Integrators and Gateways ♦ Control Stations Každý staničný compound a blok má jedinečné meno v akejkoľvek I/A Series sieti, určené nasledovne: ♦ Compound men je: letterbug_STA (Obr. 2 ) ♦ Blok meno je: STATION ♦ Celá cesta je: letterbug_STA:STATION

Obr. 2 Staničný compound Staničný compound a blok má obmedzenia: ♦ Compound nemôže byť zmazaný alebo vypnutý ♦ Blok nemôže byť zmazaný ♦ Užívateľom vytvorený blok nemôže byť pridaný ku compoundu ♦ Compound nepracuje periodicky pomocou Control Processor Task (CPT).

Dynamické vkladanie výpočtov Keď je stanica aktivovaná užívateľom, vykonáva viacero Dynamic Control Processor (dynamickým riadiacim procesorom) vkladaných výpočtov. Prvý výpočet je I/O scan priradenie, druhý pre spojito pracujúce bloky, tretí pre sekvenčné výpočty. Keď je stanica initializovaná, prepínač vkladaných výpočtov je automaticky nastavený na hodnotu false a zostáva v tomto stave počas normálnej operácie. Aktivovať (deaktivovať) priradené výpočty v staničnom bloku sa zobrazí pomocou prepnutia “ACTIVE”. Môžu sa synchronizovať výpočty vzhľadom na štart v určitom špecifickom čísle fázy (LODPHS), alebo štartovať v prebiehajúcej fáze. V prípadae požiadavky na synchronizáciu, v okne bloku sa nastaví v LODSYN vstup true. LODPHS je špecifikovaný v čísle fázy vzhľadom na jednu minútu a normalizovaný na systém BPC. Napr. nastavený systém BPC je 0.5 sekúnd čo normalizuje periodu 1 minúty na 120 dielov

4

(frame), dávajúc LODPHS rozsah od 0 do 119 (modulo 120). Takto je každý priradený výstup vypočítaný v BPC rámci rovný LODPHS plus jeho index. Periódu vzorkovania špacifikuje LODPER. Hodnota limitu je 10 * BPC do 3600 sekúnd. Nastavená hodnota je 10 * BPC. Stanica vypočíta zvláštne priradené hodnoty pre nasledujúce BPCs. V desiatom cykle stanica vypočíta dve oddelené priemery z posledných desiatich cyklov – jeden na výpočet priradenia pre spojité bloky a druhý pre staničné priradenia (spojité a sekvenčné bloky). V tomto čase všetkých 22 priradených hodnôt je kopírovaných do výstupných parametrov staničného bloku (spojiteľných, nenastaviteľných). Po desiatom cykle stanica preruší výpočet až po koniec vzorky periódy, potom výpočet začne znovu. Stanica vykonáva tieto výpočty v každej periode vzorkovania až pokiaľ priradenia výpočtov nie sú zablokované. Ak má reálny čas rozlíšenie 10 ms, presnosť je podľa tabuľky: Table 2-1. Load Value Accuracy BPC Maximum Error Usefulness 0.1 s 10.0% not very 0.2 s 5.0% marginal 0.5 s 2.0% useful 1.0 s 1.0% useful 2.0 s 0.5% useful

Dynamic Overrun Variables (Premenné dynamického pretečenia) Výstupný parameter staničného bloku OVRRUN indikuje v každom cykle hodnotou 1 alebo 0 či Control Processor Task (CPT) výpočty „nepretiekli“. CUMOVR je sčítač cyklov, v ktorom sa vyskytne pretečenie. CUMOVR je prístupný ako výstup staničného bloku. Dá sa resetovať nastavením vstupného parametra RESOVR na hodnotu true.

Dynamic Free Memory Variable Staničný blok ukazuje počet bytov dynamickej voľnej pamäte použiteľnej pre riadiacu databázu. Stanica túto hodnotu abdatuje minimálne každých 30 sekúnd.

Peer-to-Peer Status Staničný blok privádza stavové a realizované údaje na staničnú peer-to-peer komunikáciu.communications.

Databáza bezpečnosti Staničný blok obsahuje parameter databázy bezpečnosti, Configuration Option (CFGOPT). Ak je hodnota CFGOPT true, sú zablokované zmeny v databáze každého aktívneho bloku alebo ECB. Blok je aktívny, ak compound v ktorom sa nachádza, je ON a ECB je aktívne, ak je ON.

Time/Date Staničný blok obsahuje 5 parametrov YEAR, MONTH, DAY, HOUR, a SECOND, ktoré poskytujé užívateľovi prístup do systémového času. Sú adbejtované každých 30 sekúnd.

3. Bloky Blok má jeden alebo viac vstupov a výstupov a vykonáva preddefinovanú procesnú funkciu. Funkcie bloku môžu byť spojité, sekvenčné a ladder logic a dajú sa kombinovať podľa potrieb.

Attribúty blokov MENO: Užívateľom definované max. 12 znakové meno jednotné s compoundom. Čísla (0 to 9), písmená (A to Z), a (_).

5

TYPE: Type je systémom definované meno 6 znakové, ktoré označuje algoritmus riadiacej funkcie. V Integrated Control Configuratoružívateľ môže vložiť meno bloku priemo, alebo ho vyberie zo zoznamu blokov pomocou SHOW z lišty menu a výberu BLOCK TYPE NAMES z ponuky SHOW.

Prístup do blokov Aby sa umožnil prístup k parametrom bloku v príslušnom compounde, treba použiť celú cestu: : Compound:Block.Parameter (v Integrated Control Configurator). Spojenie medzi blokmi v rôznych compoundoch je možné realizovať týmto istým spôsobom nezávisle na tom, či compoud je v tej istej alebo inej stanici. Pretože bloky nemajú mená jedinečné vo viacerých compoundov, v príklade je uvedený postup riešenia. Dva compoundy, REFLUX a EN_BAL volajú blok F100.

REFLUX EN_BAL

Obr. 3. Volanie bloku

Approximovaná veľkosť bloku Každý riadiaci blok používa rôzne veľkú časť pamäte v riadiacom procesore CP. Typ a počet blokov určuje priradenie v CP

Parametre blokov Bloky tak ako aj compoundy obsahujú určité parametre, ktoré slúžia ako vstupy a výstupy.

Spoločné parametre Všetky bloky, okrem spomenutých, majú spoločné parametre: NAME meno je užívateľom definovaný 12 znakový reťazec, ktorý musí byť jedinečný vo vnútri compoundu. Znaky sú čísla (0 až 9), písmená (A až Z) a (_). TYPE Typ je systémové meno, max. 6 znakové, algoritmu riadiacej funkcie. DESCRP Description je užívateľom definovaný 32 znakový reťazec, ktorý opisuje funkciu. PERIOD Period je indexovaný, nespojiteľný vstupný parameter, ktorý špecifikuje časovú bázu spracovania bloku. Data Variable bloky (for example, BOOL, LONG, etc.) nemajú parameter PERIOD parameter. PHASE Fáza je integer vstup.

6

MA Manual/Auto je spojiteľný Boolean vstup, ktorý riadi manuálny/automatický stav operácie (0 = False = Manual; 1 = True = Auto). Blok BLNALM and Data Variable blocky nemajú MA parameter. INITMA inicializácia Manual/Auto špecifikuje žiadaný stav vstupu MA počas inicializácie: 0 = Manual 1 = Auto 2 = bez zmeny, okrem reštartu, používa stav špecifikovaný checkpoint súbore. BLNALM a Data Variable bloky nemajú INITMA parameter. LOOPID Loop Identifier je konfigurovateľný reťazec max. 32 znakov, ktorý identifikuje obvod alebo proces ku ktorému je blok priradený. Data Variable blocky nemajú INITMA parameter. OWNER Owner je nastaviteľný reťazec max. 32 ASCII znakov, ktorý prideľuje riadiace bloky na aplikácie. AMSSEC, DSI, EVENT, FBTUNE, FFTUNE, and Data Variable bloky nemajú OWNER parameter. LOCKRQ Lock Request je boolean vstup, ktorý môže byť nastavený ako true alebo false len pomocou nastavenia príkazu z LOCK U/L prepínacím kľúčom na obrazovke stanice. AMSSEC, MSG, PLC a DCI výstupné bloky nemajú LOCKRQ parameter. LOCKID Lock Identifier je reťazec, ktorý identifikuje pracovnú stanicu, ktorá má zakázaný prístup do blokov cestou úspešného nastavenia parametrov LOCKRQ. LOCKID má formát LETTERBUG:DEVNAME, kde LETTERBUG je 6 písmenové označenie pracovnej stanice a DEVNAME je 1-6 písmenové logické meno zariadenia character logical device name of the Display Manager task. AMSSEC, MSG, PLC a DCI výstupné bloky nemajú LOCKID parameter.

Editovanie parametrov Parametre sa dajú editovať v Integrated Control Configurator.

Typy funkčných blokov ACCUM (Accumulator) The ACCUM block integrates a real input (rate or pulse count)

signal and scales it to produce a real output quantity of the running total. Inputs are provided to enable the user to clear, preset, and hold the accumulator output.

AIN (Analog Input) The AIN block supports a single input from an analog-type FBM. Provisions exist to condition, scale, clamp, and filter the input, and alarm the hardware status and output value.

AINR (Redundant Analog Input)

The AINR block supports a single input point from two redundant analog-type FBMs. Provisions exist to condition, scale, clamp, and filter the selected input, and alarm the hardware status and output value.

ALMPRI (Alarm Priority Change)

The ALMPRI block is used to dynamically reassign the priority of an alarm point.

AMSSEC (Gas Chromatograph Secondary Block)

This block is used in conjunction with a gas chromatograph ECB (“AMSPRI”). It provides for additional inputs to the GC and contains variables for individual applications. Data such as the instrument values move from the PIO message to the block outputs.

AOUT (Analog Output) The AOUT block provides an auto/manual with bias (AMB) function. It biases, clamps, and conditions the input and drives a single output point within an analog-type FBM. Provisions exist to alarm the hardware status of the connected FBM.

AOUTR (Redundant The AOUTR block provides an auto/manual with bias (AMB)

7

Analog Output) function It biases, clamps, and conditions the input and drives a single output point via a dual pair of redundant analog-type FBMs. Provisions exist to alarm the hardware status when both FBMs have bad status.

BIAS (Bias) The BIAS block produces an output that is the sum of the two input values, MEAS and BIAS, each of which can be scaled independently. The block supports measurement alarm messages. It does not support output alarm messages. The BIAS block supports cascade initialization.

BIN (Binary Input) The Binary Input (BIN) block provides the control strategy with the capability to read a single binary value, having two states such as ON and OFF or START and STOP, from an address in an associated Fieldbus Module (FBM) or a specified point. BIN is used in a Distributed Control Interface (DCI) (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) and in PLC interfaces.

BINR (Binary Input,Redundant)

The Redundant Binary Input (BINR) block receives one binary value from an external device. The source of the value can be specified as either two or three redundant inputs. The redundant inputs can either be in the same device or in different devices. The block’s selection algorithm determines which of the two or three input values is presented to the control strategy as the block output. BIN.is used in a Distributed Control Interface (DCI) (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.)

BLNALM (Boolean Alarm)

This block provides independent state-change alarm messages for each of eight Boolean-type inputs.

BOOL (Boolean Data Variable)

This block provides the capability of creating a settable and configurable boolean data value for use by other control blocks.

BOUT (Binary Output) The Binary Output (BOUT) block sends one binary value to an address in an external device. It also continuously reports, to the I/A Series system, any changes made by the device to the value at this address. BOUT is used in a Distributed Control Interface (DCI) (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) and PLC interface.

CALC (Calculator) The Calculation block provides up to 50 sequentially executed arithmetic and logical operations. It has the capability of a programmable scientific calculator.

CALCA (Advanced Calculation Block)

The CALCA block adds dual-operand efficiency to many mathematical and logical calculation operations.

CHARC (Characterizer) This block converts a real input to a real output using a table lookup of piecewise linear segments. Up to 20 segments can be used.

CIN (Contact Input) The CIN block supports a single input point from a digital input type FBM. The block also provides an input inversion option.

8

COUT (Contact Out) The COUT block supports a single output to a digital type FBM. The block also provides an output pulsing option.

DEP (Dependent Sequence)

This block contains user-programmable statements that can manipulate compound or block parameters, or shared variables. It can also activate other sequence and monitor blocks, along with sending messages to displays and historians. A Dependent Sequence block’s execution is automatically delayed while any Exception Sequence block in the same compound is running.

DGAP (Differential Gap) This block outputs two discrete output values that can be used for on/off control of bi-state or tri-state actuated final actuator devices. The outputs depend on the difference between the measurement, set point, and adjustable error GAP. The DGAP block does not support cascade initialization.

DPIDA (Distributed Controller)

The DPIDA block interfaces the control processor to a PIDA-type algorithm executing in an FBM04, FBM17, FBM37, or FBM22.

DSI (Display Station Interface)

The DSI block provides the interface between Panel Display Stations and the compounds and blocks that actualize the control strategy.

DTIME (Deadtime) This block delays the input a specific length of time before making it available at the output. It is typically used to simulate process transport delay and to compensate feed-forward signals.

EVENT (Sequence of Events)

The EVENT block provides message reporting for a sequence of statechange events detected in a contact input FBM. The connected FBM must be an input-only type, and may not be a Cluster I/O FBC.

EXC (Exception Sequence)

This block contains user-programmable statements that can manipulate compound or block parameters, or shared variables. It can activate other sequence and monitor blocks, along with sending messages to displays and historians. When it activates, all Dependent Sequence blocks in the same compound delay executing until the Exception Sequence block finishes its execution.

FBTUNE (Feedback Self-Tuner)

The FBTUNE block is used to adaptively tune the proportional band, the integral time, derivative time, dead time, and the set-point-filter lead-lag ratio of the PIDA block.

FFTUNE (Feedforward Self-Tuner)

The FFTUNE block is used to adaptively tune the feedforward compensators for the PIDA block.

GDEV (General Device) This block provides Open/Close control of motor- or air-operated valves, and Run/Stop control of 2-wire, or 3-wire, motor circuits.

IIN (Integer Input) This block is a Distributed Control Interface (DCI) block. (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) IIN can receive one integer value from an external device. The actual receipt and processing of this value is subject to the conditions established by the Simulation Option and the Auto/Manual mode of the IIN block.

IND (Independent This block contains user-programmable statements that can

9

Sequence) manipulate compound or block parameters, or shared variables. It can also activate other sequence and monitor blocks, along with sending messages to displays and historians. An Independent Sequence block does not affect the execution of other sequence blocks nor does the execution of other blocks affect the operation of Independent Sequence blocks.

IOUT (Integer Output) This block is a Distributed Control Interface (DCI) block. (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) IOUT can send one integer value to a field device. It also continuously reports any changes made by the device. These reports are made to the value at the same address.

LIM (Limiter) The Limiter block provides a position and velocity limiter function for a real input signal.

LLAG (Lead-Lag) This block performs dynamic signal compensation by making the output dynamically lead or lag the input.

LOGIC (Logic) The Logic block provides 15 sequentially-executed logical functions.

LONG (Long Integer Data Variable)

This block provides the capability of creating a settable and configurable long integer data value for use by other control blocks.

MAIN (Multiple Analog Input)

The MAIN block supports up to 8 inputs from an analog-type FBM. An internal channel for a temperature reference sensor is also provided.

MATH (Mathematics) The MATH block provides a set of mathematics functions for specialized control needs.

MCIN (Multiple Contact Input)

The MCIN block supports up to 32 inputs from digital input type FBMs.

MCOUT (Multiple Contact Out)

The MCOUT block supports up to 16 digital outputs to a digital type FBM.

MDACT (Motor Driven Actuator Controller)

The MDACT block provides the capability for high-resolution control of processes through tri-state (for example: raise, lower, off ) devices. The MDACT block supports cascade initialization.

MEALM (Measurement Alarm)

The MEALM block serves as an alarm annunciator to activate the I/A Series alarm mechanism upon alarm conditions detected by an external source.

MON (Monitor Sequence) This block monitors up to 16 process conditions. It monitors parameter values and Boolean expressions and triggers Exception, Dependent, or Independent blocks.

MOVLV (Motor-Operated Valve)

This block operates two related output contacts which open or close a valve on an incremental basis. It supports optional feedback from one or two contacts (limit switches) for mismatch alarming.

MRIN (Multiple Real Input)

The MRIN block provides the control strategy with the capability to read eight analog values from contiguous addresses in a Programmable Logic Controller (PLC). This block is used in a PLC interface.

10

MROUT (Multiple Real Output)

The MROUT provides the capability to write eight analog values to contiguous addresses in a Programmable Logic Controller (PLC). This block is used in a PLC interface.

MSG (Message Generator) The MSG block generates state change messages upon transitions of its Boolean inputs.

MTR (Motor Controller) This block performs both 2- and 3-wire motor control functions. MVC (Multivariable Controller)

The MVC block acts as the interface to the Control Processor embedded MVC as the passing mechanism for Connoisseur controller models and configuration parameters.

MVL (Multivariable Loop) The MVL block gets Controlled Variable (CV) measurements from blocks such as the AIN and writes the Manipulated Variable (MV) supervisory set points to other regulatory blocks (PIDA, DPIDA, or RATIO).

OUTSEL (Output Select) The OUTSEL block controls strategies that require the higher or lower of two input signals to be selected as the final output signal to the process, while providing the appropriate handshake data to prevent integral action from “winding up” in the block containing the unselected signal. The block also provides separate cascade initialization each of the two upstream blocks.

PACK (Packed Long Data Variable)

This block provides the capability of creating a settable and configurable packed long data value for use by other control blocks.

PAKIN (Packed Input) The PAKIN block reads up to 32 bits of discrete data from a group address in a Programmable Logic Controller (PLC). Each bit represents a binary value having opposing states, such as ON and OFF, or START and STOP. This block is used in a PLC interface.

PAKOUT (Packed Output) The PAKOUT writes up to 32 bits of discrete data to a group address in a Programmable Logic Controller (PLC). Each bit represents a binary value having opposing states, such as ON and OFF, or START and STOP. This block is used in a PLC interface.

PATALM (Pattern Alarm) This block compares the relationship of up to 16 Boolean inputs to a user-specified pattern.

PATT (Pattern Match) The PATT block provides pattern matching capability for 16-bit patterns.

PID (Proportional, Integral, Derivative)

The PID block provides the functions of the traditional interacting 3- term controller. The PID block supports cascade initialization.

PIDA (Proportional, Integral, Derivative, Advanced)

The PIDA block implements continuous PID or dead-time feedback and additive and multiplicative feedforward control of an analog loop, providing advanced features beyond those of the PID and PIDX blocks.

PIDE (PID with EXACT) This block provides the same capability as the PID block with the addition of the EXACT Self-Tuning algorithm.

PIDX (PID Extended) This block provides the same capability as the PID block, with optional capability for nonlinear gain compensation, sampling mode, and batch control preload.

PIDXE (PID Extended This block adds the EXACT algorithm to the PIDX block.

11

with EXACT) PLB (Programmable Logic Block)

The Programmable Logic Block supports ladder logic executing in an FBM, other than Cluster I/O FBCs. The block provides 32 input and 32 output parameters.

PLCIO (Programmable Logic Controller Input/Output)

The PLCIO block is a functional composite of multiple PLC blocks communicating with a single PLC. It is particularly useful when a large number of points in the PLC, with a variety of data types, are connected to the I/A Series station. This block is used in a PLC interface.

PLSOUT (Pulse Output The PLSOUT block allows the control strategy or operator to output ON and OFF, or START and STOP, type commands through momentary pulsed outputs on two separate lines, one for each state. This block is used in a PLC interface.

PTC (Proportional Time Controller)

This block performs the functions of a proportional-time on/off controller. The PTC block does not support cascade initialization.

RAMP (Ramp) This block performs a general purpose ramp function. RATIO (Ratio) This block computes an output that is the scaled multiplication of a

measurement input with a ratio set-point input. The RATIO block supports cascade initialization.

REAL (Real Data Variable)

This block provides the capability of creating a settable and configurable real data value for use by other control blocks.

REALM (Real Alarm) The REALM block optionally supports three types of alarming: ♦ High-low absolute alarming on the measurement.♦ Rate-of-change alarming on the measurement.♦ High-low deviation alarming on the difference between measurement and set point.

RIN (Real Input) The Real Input (RIN) block receives one analog value from an external device. It presents that value, after input processing, at parameter RINP. RIN is used in a Distributed Control Interface (DCI) (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) and a PLC interface.

RINR (Real Input, Redundant)

The Redundant Real Input (RINR) block receives one binary value from an external device. The source of the value can be specified as either two or three redundant inputs. The redundant inputs can either be in the same device or in different devices. Each of the redundant inputs is independently scaled, limited, and converted into engineering units before the block’s selection algorithm is invoked to determine which of the two or three inputs is set into parameter RINP. RINR is used in a Distributed Control Interface (DCI) block. (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.)

ROUT (Real Output) The Real Output (ROUT) block sends one analog value to an address in an external device. It also continuously reports any changes made by the device to the value at this address. ROUT is used in a Distributed Control Interface (DCI) (DCI blocks support

12

connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) and a PLC interface.

SIGSEL (Signal Selector) This block examines up to eight inputs and produces an output dependent upon a relational selection option.

STALM (State Alarm) The STALM block serves as alarm annunciator to activate the I/A Series alarm mechanism upon alarm conditions detected by an external source such as HTG.

STATE (State) The STATE block outputs selected 16-bit patterns. STRIN (String Input) The String Input (STRIN) block is a Distributed Control Interface

(DCI) block. (DCI blocks support connectivity of I/A Series control stations to various bus resident devices via a general purpose interface.) STRIN receives one string value from an external device.

STRING (String Data Variable)

This block provides the capability of creating a settable and configurable string data value for use by other control blocks.

SWCH (Switch Position Selector)

This block selects either of two independent inputs. Each input can be a real, integer, or Boolean variable. The SWCH block supports cascade initialization.

TIM (Timer Sequence) This block keeps track of time while control strategies are executing.

VLV (On-Off Valve Control)

This block is typically used to operate two related output contacts which open or close a valve on an ON/OFF basis.

13

4 Pojmy ICC (Intgrated Control Configurator) Integrated Control Configurator je configurator aj editor compoundov a blokov. Ako konfigurátor umožňuje v prípade potreby pridávať alebo meniť Fieldbus Module (FBM) softvérové dáta. V System Configurator sa nachádza Hardware configuration ako súčasť bežiaceho systému, jeho rozvoja a obsluhy. Zoznam konfigurovaných modulov je odovzdaný control configurator, kde je prístupný pomocou kombinácie z menu panela nástrojov SHOW/Configured ECBs. Ak sa FBM pridá do systému, musi sa vytvoriť sa pre každý vybraný FBM Equipment Control Block (ECB). ECB je miesto na „ukladanie“ pre FBM’s software data. ECBs sa vytvorí pomocou Insert Block/ECB function z ICC hlavného menu alebo FBM/Fix All menu funkcií. Databázy súborov sú poskytované pre knižnicu každej úrovne v systéme. Ako compound/block editor, Integrated Control Configurator poskytuje compound/block-building templaty spolu s plným rozsahom editovania funkcií. Možnosti editovania v ICC: φ Vytvárať a spájať bloky spojité, sekvenčné a ladder logic, φ Zoskupovať a spájať compoundy, φ Modifikovať, kopírovať a odstraňovať compoundy a bloky, φ Konfigurovať a modifikovať Fieldbus moduly, φ Staniciam v distribuovanom prostredí priraďovať riadiace schémy, φ Zostavovať a udržiavať knižnicu compoundu, φ On line pridávať ECB bloky zariadenia.

Configuračné prostriedky Výber configuračných prostriedkov je možný buď priamo z hlavnej ponuky na vrchu obrazovky, alebo z menu, ktoré sa objaví v prípade pridania viacerých možností.

Help Screens, Pomocné obrazovky Help screens poskytujú potrebné zálohové informácie, pomoc v otázkach rozsahov, výberov alebo chybových hlásení. Tiež poskytujú funkcie pomocníka (help).

Parameter List, Zoznam parametrov Pri editácii compound/blok je možné vybrať buď štandartné parametre alebo úplný zoznam parametrov pre compound/blok.

Sequential Control Block Reference Information Ak je blok definovaný ako sekvenčný, program konfigurátora prenesie riadenie do Sequence Environment (sekvenčného prostredia). Výberom Edit sa otvorí Interactive Character Editor (ICE) alebo UNIX “vi” editor pre vytvorenie a kompiláciu zdrojového kódu pre užívateľské sekvenčné bloky.

Hardware Interface Konfigurátor spolupracuje s každým riadiacim procesorom, aplikačným procesorom alebo osobným počítačom, ktorý ma Fieldbus interface card. Spolupracuje tiež s procesorom pracovnej stanice podporovaným Human Interface (HI) library. Konfigurátor musí mať obrazovku a klávesnicu.

User Interface Primárnym vstupným zariadením je alfanumerická klávesnica, sekundárnym je myš.

Software Interface Konfigurátor využíva softwérové procesné rutiny na nájdenie:

14

φ Meno riadiaceho procesora ( Control Processor name) φ Fieldbus Module mená pre systémom konfigurované FBMs φ Control Processor meno (kontrolné) databázového súboru φ Control Processor stav súboru φ Dostupnosť (vhodnosť) typu riadenia pre Control Processor.

15

Práca s programom Programový balík I/A Series je nainštalovaný pod operačným systémom Windows XP, suborovy system NTSF Po zapnutí počítača sa spolu s operačným systémom spustí aj riadiaci systém Foxboro I/A Series. Vždy sa otvorí úvodné komunikačné okno v prostredí Foxview (Obr. 4), na hlavnom paneli sa vytvoria položky Exceed, FoxPanels a FoxViewSTUCHF.

Obr. 4 Úvodné okno

V titulnej lište STUCHF:STUCHF je názov stanice. Stanica bola definovaná pri inštalácii programu. Zelené tlačidlá sú alarmy – systémové a procesné. Hlavná ponuka: File - Change enviroment: zmena prostredia podľa užívateľských práv - Initial

- Operator - Process Eng. - Soft. Eng.

16

- FoxSelect – funkcia, ktorá otvorí okno, v ktorom je možné prezerať stanice (STUCHF). 2xĽK na stanicu ⇒ otvorí sa zoznam kompoundov (vľavo) a priradené bloky. 2xĽK na compound alebo blok a ukážu sa jeho parametre.

Ak chceme vytvoriť vlastný nový projekt, musíme zmeniť užívateľské prostredie. Pomocou ponuky File – change envir. – soft. eng. sa nastavíme do prostredia softvérového inžiniera, v ktorom sa môžu vytvárať nové compoundy a programovať bloky. Zmení sa hlavná ponuka okna: File - change enviroment

- FoxSelect - Proc.Summary

View Config - konfigurátor Disp, Disp1, Disp2 – zobrazenia jednotlivých procesov SftMtn – koniec práce a korektné vypnutie celého systému – ShutDown – ShutDown. Vytvorenie vlastného programu Poznámka: Na tomto počítači je nainštalovaný softvérový balík, v ktorom sa vytvára databáza nastavení, ktorý komunikuje s procesorom, na ktorý je napojený riadiaci počítač a zariadenia. V laboratóriu máme možnosť komunikáciu s reálnymi zariadeniami nahradiť simulovanými signálmi. Ak chceme vytvoriť vlastný program, musíme byť nastavení v prostredí s najvyššími oprávneniami – v prostredí softvérového inžiniera. Z hlavnej ponuky vyberieme Config - Control_Cfg – CIO_STN_Cfg – Control_STUCHF. Otvorí sa okno prostredia ICC (Obr. 5), v ktorom sa programujú riadiace stratégie – Integrated Control Configurator (na hlavnom paneli pribudne okno ICC). V hlavnej ponuke položka Show zobrazí zoznam blokov, ponuka FBM slúži na definovanie hardvéru (pre nás nie je aktuálna), Maint na zálohovanie údajov. V ľavom pruhu je zoznam compoundov. V strede okna je zoznam príkazov, ktoré môžme použiť na vyznačený compound: View blocks/ECB – zobrazí v ľavom pruhu zoznam blokov a hardvérových zariadení, ktoré sa nachádzajú vo vyznačenom compounde. Insert new compound – vloží nový compound. Edit compound parameters – možnosť editovať parametre compoundu. Copy Save Load Select to move – označenie bloku pred presunom. Upload parameters – priradenie parametrov. Delete Ostatné položky sú neprístupné, sprístupnia sa v konkrétnych situáciách po vykonaní vybratých operácií. Ak klikneme na niektorý príkaz v strednom okne, okno ICC sa podľa významu príkazu zmení.

17

Obr. 5 Okno ICC Ak niektorý compound vyznačíme (1xĽK), môžme použiť príkazy zo stredného okna a aplikovať ich na vyznačený compound. Ak compound otvoríme (2xĽK), v ľavom pruhu sa objaví zoznam blokov, ktoré compound obsahuje. Ponuka príkazov v strede okna sa zmenila (Obr. 6): View Compound List – späť do zoznamu compoundov. Insert new Block/ECB - pridávnie nových blokov do compoundu. Blok sa vloží na miesto, kde je

nastavený kurzor myši. Pri vykonávaní programu záleží na logickom poradí blokov v compounde. Pri vkladaní bloku môžeme dať zobraziť zoznam všetkých blokov pomocou príkazu z hlavnej ponuky Show – BlockTypeNames.

Edit standart parameters – možnosť editovať vybraných parametrov compoundu alebo bloku. Edit all parameters – možnosť editovať všetkých parametrov compoundu alebo bloku. Select to move – označenie bloku pred presunom. Upload parameters – priradenie parametrov. Ostatné položky sú neprístupné, sprístupnia sa v konkrétnych situáciách po vykonaní vybratých operácií.

18

Obr. 6 Zoznam blokov compoundu Vytvorenie programu na simuláciu systému 1. rádu. Nameranie prechodovej charakteristiky a vizualizácia vo FoxView. Systém 1. rádu je definovaný diferenciálnou rovnicou

y+5y’=x Úloha sa dá zjednodušene nakresliť pomocou blokovej schémy:

Pomocou programu potrebujeme generovať vstupný signál, proces ako systém 1. rádu a prípadne výstupné zariadenie (môže, ale nemusí v tomto prípade byť) Musíme byť nastavení v prostredí ICC, aby sme mali práva programovať. V prvom rade si vytvoríme compound, v ktorom bude simulácia prebiehať. Z úvodného ICC okna si vyberieme možnosť Insert new Compound. Do ponuky CompoundDefinitionName napíšeme názov nového compoundu, napr. POKUS1. Tento názov pribudne do zoznamu compoundov v ľavom pruhu. Nastavíme sa nový compound a vyberieme z prostredného okna príkaz View blocks/ECB in this compound. V ľavom pruhu sa zobrazia bloky, zatiaľ iba staničné, príslušného compoundu. Bloky, ktoré vykonajú požadovanú úlohu musíme do compoundu vložiť pomocou ponuky

19

InsertNewBlock. Ak názov blokov nevieme naspamäť, pomocou hlavnej ponuky Show si dáme ukázať všetky možné bloky riadiaceho systému I/O Series Foxboro. V našom prípade najprv vložíme vstupný blok: InsertNewBlock ⇒ Name: VSTUP (ľubovoľné, zadá programátor), ⇒Type: AIN (systémové, označenie bloku zo zoznamu) ⇒O.K. Blok sa vloží do zoznamu v ľavom pruhu. Podobným spôsobom vložíme blok LLAG, ktorým simulujeme sústavu 1. rádu, resp. diferenciálnu rovnicu 1. rádu. Viac blokov zatiaľ nepotrebujeme. Ak sa nastavíme na blok (Obr. 7), môžeme editovať jeho parametre. Pomocou šípiek v spodnej časti otvoreného bloku sa nastavíme na parameter, editujeme a entrom potvrdíme editáciu, čím sa zároveň posunieme do ďalšieho riadku. Zmeny v bloku potvrdíme voľbou Done.

Obr. 7 Editovanie bloku VSTUP Parametrov je viacero, niektoré sú vstupné, výstupné, prípadne alarmové. O význame jednotlivých parametrov je možné sa dočítať v pôvodnom manuáli Foxboro (BO193AX1.n vol. 1 až 3, na ploche počítača). Všeobecne platí: MEAS – vstupná veličina OUT – výstupná veličina IOMOPT – parameter, ktorým definujeme zdroj signálu

= 0 pre simulácie

20

= 1 pre ECB (hardvérové signály) INITON – parameter na inicializáciu = 0 vypnuté = 1 zapnuté = 2 ako predtým (posledné nastavenie) Zadefinujme vstup v tvare jednotkového skoku: V bloku AIN zadefinujme parametre: IOMOPT – 0 MEAS 1 (veľkosť skokovej zmeny) Zadefinujme systém 1. rádu: V bloku LLAG je diferenciálna rovnica v tvare (viď manuál)

y+LAGTIME*y’+LAGTIME*LAG2*y’’= x+LGAIN*LAGTIME*x’ V bloku LLAG zadefinujme parametre: LGAIN – 0 LAGTIME – 5 LAG2 - 0 IOMOPT – 0 MEAS - VSTUP.MEAS Týmto máme pripravený program na simulovanie prechodovej charakteristiky systému 1. rádu. Program musíme aktivovať.

21