ECS-100控制系統程序設計應用實例

潘 登 鐘國院 閆建國

(陜西北元化工集團有限公司化工分公司)

ECS-100控制系統程序設計應用實例

潘 登 鐘國院 閆建國

(陜西北元化工集團有限公司化工分公司)

利用ECS-100控制系統中的梯形圖(LD)語言、順控圖(SFC)語言和ST語言，設計了AI信號三取中、紅綠燈和四路搶答器3個實例程序，并給出了相應的分析與說明。

ECS-100系統 圖形編程

ECS-100控制系統內部提供了梯形圖LD、順控圖SFC、功能塊圖FBD和ST語言4種編程方法，它們之間可以相互調用，為快速組態編程提供了極大的便利[1]。在此，筆者利用梯形圖LD語言、順控圖SFC語言和ST語言設計了3個實例程序。

1 AI信號三取中程序設計

在自動化控制中，基于可靠性考慮，對關鍵AI信號通常采取三取中設計[2]。在此，筆者基于ECS-100控制系統設計了AI信號三取中程序[3]。啟動編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創建ST段落，程序代碼如下：

FUNCTION_BLOCK sfloat_middle

VAR_INPUT

IN1:sfloat;

IN2:sfloat;

IN3:sfloat;

END_VAR

VAR_OUTPUT

OUT1:sfloat;

END_VAR

VAR

END_VAR

IF (IN1>=IN2 AND IN1<=IN3) OR (IN1>=IN3 AND IN1<=IN2) THEN

OUT1=IN1;

END_IF;

IF (IN2>=IN1 AND IN2<=IN3) OR (IN2>=IN3 AND IN2<=IN1) THEN

OUT1=IN2;

END_IF;

IF (IN3>=IN1 AND IN3<=IN2) OR (IN3>=IN2 AND IN3<=IN1) THEN

OUT1=IN3;

END_IF;

END_FUNCTION_BLOCK

程序分析如下：

a. 創建FUNCTION_BLOCK sfloat_middle模塊，建立IN1、IN2、IN3共3個輸入變量，數據類型為半浮點數；建立OUT1輸出變量，數據類型為半浮點數。

b. 通過執行語句“IF (IN1>=IN2 AND IN1<=IN3) OR (IN1>=IN3 AND IN1<=IN2) THEN OUT1=IN1；”，可以判定IN1是否為3個輸入變量的中間值。

c. 判斷IN2、IN3是否為3個輸入變量中間值的語句和判斷IN1的語句相同。

d. 在圖形編程中創建功能塊圖FBD段落，在自定義模塊中調用sfloat_middle模塊。最后將3路AI信號(IN1、IN2、IN3)連接到各自定義的端子板上，OUT1連接到邏輯控制中。

2 紅綠燈程序設計

都市道路車水馬龍，所有交通秩序全部依靠紅綠燈維持，因此，紅綠燈在交通系統中具有關鍵性作用。在此，筆者基于ECS-100控制系統設計了一個紅綠燈程序。啟動編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創建順控圖SFC段落，程序如圖1所示。

圖1 紅綠燈程序

程序中，P6_38為起始步、P6_39/40/41為常規步、P6_43為終止步。START為開始命令，數據類型為1字節變量。RESET為SFC控制變量中的復位變量，數據類型為1字節變量。timers[1]為紅燈秒定時器、timers[2]為黃燈秒定時器、timers[3]為綠燈秒定時器。R_ST為紅燈設定時間、R_RT為紅燈剩余時間、Y_ST為黃燈設定時間、Y_RT為黃燈剩余時間、G_ST為綠燈設定時間、G_RT為綠燈剩余時間，這6個變量的數據類型均為2字節變量(無符號整數)。

程序分析如下：

a. 第1次執行程序時，在變量調試窗口中對RESET置位并啟動START開始命令，程序由終止步P6_43跳轉到P6_38起始步，順控程序啟動。

b. 進入起始步P6_38，執行RESET復位，紅燈秒定時器timers[1]置0。

c. 程序第1個轉換條件START在第1次執行程序時啟動，程序進入第1步P6_39，點亮紅燈。用紅燈設定時間R_ST減去紅燈秒定時器timers[1]時間，得到紅燈剩余時間R_RT。如果紅燈秒定時器時間等于紅燈設定時間，則黃燈秒定時器timers[2]置0。第1步P6_39執行完成。

d. 當滿足程序第2個轉換條件timers[1]≥R_ST時，程序進入第2步P6_40，點亮黃燈。用黃燈設定時間Y_ST減去黃燈秒定時器timers[2]時間，得到黃燈剩余時間Y_RT。如果黃燈秒定時器時間等于黃燈設定時間，則綠燈秒定時器timers[3]置0。第2步P6_40執行完成。

e. 當滿足程序第3個轉換條件timers[2]≥Y_ST時，程序進入第3步P6_41，點亮綠燈。用綠燈設定時間G_ST減去綠燈秒定時器timers[3]時間，得到綠燈剩余時間G_RT。如果綠燈秒定時器時間等于綠燈設定時間，則第3步P6_41執行完成，并跳轉至終止步。

f. 當滿足程序第4個轉換條件timers[3]≥G_ST時，程序進入終止步P6_43，RESET復位，程序由終止步P6_43跳轉到P6_38起始步。

3 四路搶答器程序設計

在某些競賽活動中會使用到搶答器，在此，筆者根據自控程序中經常使用的首出原理，設計了一個四路搶答器程序[3]。啟動編程軟件AdvanTrol-Pro，在圖形編程中創建梯形圖LD段落，程序如圖2所示。

圖2 四路搶答器程序

程序中DI_01/02/03/04為四路搶答器輸入信號，數據類型為數字量輸入。RESET為復位信號，數據類型為1字節變量。FO為首出信號，數據類型為2字節變量(無符號整數)。TEMP為臨時變量，數據類型為1字節變量。

程序分析如下：

a. DI_01/02/03/04四路搶答器輸入信號均未觸發，TEMP置位。

b. 若DI_01搶答器輸入信號被觸發，則SR觸發器(P2_7)置位，首出FO置為1。

c. 若比較模塊(P2_45)判斷首出FO不小于1，則TEMP復位。此時即使其他搶答器輸入信號被觸發，對應的SR觸發器也不能置位，首出FO不能賦值。

d. RESET復位，首出FO置0。程序恢復初始狀態。等待下一輪搶答。

4 結束語

筆者基于浙江中控ECS-100控制系統，利用圖形編程語言(梯形圖LD語言、順控圖SFC語言和ST語言)分別設計了AI信號三取中、紅綠燈、四路搶答器3個實例程序。希望為同行更加熟練地掌握ECS-100控制系統圖形編程技術提供思路。

[1] 馬銘宏,丁永允,房國成.基于DCS系統的自動電壓控制設計[J].東北電力技術,2016,37(5):39～41.

[2] 劉文英,陸海霞,李瑩.基于支持向量機的甲醇精餾預測控制器設計[J].石油化工自動化,2015,51(1):18～21.

[3] 劉娟.淺析化工生產中DCS自動控制的應用[J].中國化工貿易,2014,6(31):82～83.

ApplicationExamplesofProgramsDesignforECS-100ControlSystem

PAN Deng, ZHONG Guo-yuan, YAN Jian-guo
(ChemicalBranch,ShaanxiBeiyuanChemicalGroupCo.,Ltd.)

Through having ladder diagram (LD) language, sequence diagram (SFC) language and ST language in ECS-100 control system based, three example programs such as median-of-three of AI signals, four responders and traffic lights were designed and their corresponding analysis and descriptions were presented.

ECS-100 control system, graphical programming

TH865

B

1000-3932(2017)07-0690-03

2017-03-10，

2017-04-17)

潘登(1984-)，工程師，從事化工自動化及儀表管理工作，pd_32@163.com。

(Continued from Page 672)

algorithm and the LabVIEW taken as development platform to dynamically simulate the level control of multi-effect countercurrent evaporation process was implemented, including establishment of the mathematical model for three-effect countercurrent evaporation level based on material balance and heat balance. Simulating the liquid level proves both adaptivity and robustness of this BPNN-based PID control system in liquid level control of the multi-effect evaporation process.

Keywordsliquid level control,BPNN-based PID control, LabVIEW, multi-effect evaporation