關(guān)于這個實驗

在羅克韋爾自動化的基于過程自動化系統(tǒng)架構(gòu)的集成架構(gòu)中，控制策略的定義不限于控制器。除過程自動化控制器邏輯之外，在HMI或者操作員界面中可能存在全面控制策略的相關(guān)部件。其它像歷史數(shù)據(jù)收集，或是來自高層自動化級的先進(jìn)監(jiān)管級的控制交互也同樣看作是全部控制策略的一部分。所有這些均利用通訊網(wǎng)絡(luò)，使用系統(tǒng)資源，影響系統(tǒng)的總性能。

要從工程師工作站完成該串級PID策略的組態(tài)，我們將使用FactoryTalk View Studio–Site Edition組態(tài)HMI 顯示畫面。

FactoryTalk ViewSE客戶端提供運行時的操作員界面環(huán)境來測試顯示畫面和相關(guān)的控制器邏輯。

在這個實驗中，您會：

? 打開一個現(xiàn)有的FactoryTalk ViewSE過程項目環(huán)境

? 創(chuàng)建全局對象用于過程顯示畫面

? 使用全局對象和FactoryTalk ViewSE標(biāo)準(zhǔn)過程面板修改HMI項目顯示畫面

? 使用FactoryTalk ViewSE客戶端練習(xí)和自動調(diào)整串級PIDE對

創(chuàng)建一個新的全局對象

既然已經(jīng)創(chuàng)建了串級和仿真程序，我們需要為控制策略增加操作員界面部件。設(shè)置FactoryTalk View SE應(yīng)用中的顯示畫面以及PIDE回路的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。為了監(jiān)控相應(yīng)的數(shù)據(jù)，我們將使用FactoryTalk View SE的全局對象特性。

下面配置我們控制策略的HMI部件

1.從計算機桌面上，雙擊FactoryTalk View Studio圖標(biāo)。

應(yīng)用程序類型選擇對話框會出現(xiàn)

2. 選擇Site Edition (Local) 應(yīng)用類型，然后單擊Continue 。

3. 單擊 Open ，打開 PAC_Reactor_Lab 應(yīng)用，并等待應(yīng)用完全打開。

全局對象

FactoryTalk View Enterprise ver5.0 (CPR9)中的全局對象已被更新。創(chuàng)建全局對象(或者對象組)后，您可以在整個應(yīng)用中的標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面上使用。當(dāng)您把一個全局對象復(fù)制到標(biāo)準(zhǔn)圖形顯示畫面中時，副本被稱為參考對象。原來的全局對象(在全局對象文件夾里)就成為副本的基本對象。參考對象具有特殊的性質(zhì)，使他們能連接到原來的基本對象。當(dāng)您修改了基本對象的屬性，對應(yīng)的改變也復(fù)制到所有與基本對象相連的參考對象中去。

過程 注意事項

為了有助于減少程序開發(fā)時間，過程面板作為FactoryTalk View Site Edition的一部分被提供。對于每個面板顯示畫面，都有一個常規(guī)顯示畫面(.gfx)和全局對象顯示畫面(.ggfx)，全局對象中包含用于面板的基本對象。這有助于您只需較少的工作量就可以啟動應(yīng)用并運行。已經(jīng)創(chuàng)建的面板支持以下的過程指令：報警，增強型選擇， 累加器，Ramp/Soak, 離散2態(tài)設(shè)備，離散3態(tài)設(shè)備，Phase Manager和增強型PID。

4. 轉(zhuǎn)到瀏覽器窗口，雙擊Graphics文件夾下的Global Objects文件夾，可以看到項目中已經(jīng)創(chuàng)建的當(dāng)前全局對象。

注意：所有以“Logix_XXX”開頭的對象都作為FactoryTalk View的一部分被提供。這個應(yīng)用軟件里只創(chuàng)建了Display Blocks。讓我們看一下哪些已經(jīng)創(chuàng)建

5.最大化FactoryTalk View SE 應(yīng)用窗口，以查看完整的顯示畫面。

6. 雙擊全局對象顯示塊，打開顯示畫面。

這些對象已經(jīng)作為基本對象集中存放，像參考對象一樣可用于顯示畫面文件夾里的其它圖形顯示畫面。當(dāng)在這里修改它們后，相應(yīng)的改變也會反映在參考對象里。

除了一些閥門對象之外，很多顯示畫面面板還用于壓力回路、總和、流量和%顯示。我們需要創(chuàng)建一個面板用于溫度回路。讓我們在已完成工作的基礎(chǔ)上，做一些小的改變重新使用現(xiàn)有的面板。

7.通過選擇壓力控制器面板對象，然后點擊工具欄里的Duplicate按鈕，復(fù)制現(xiàn)有的壓力控制器面板對象。

8. 向上拖動新的控制器對象面板，使其不覆蓋在原來對象上，然后右擊新復(fù)制的面板。

9. 從這個菜單中選擇Object Explorer。

對象瀏覽器窗口會打開

10.展開對象瀏覽器Group6，雙擊Text6。

文本屬性窗口會打開

11. 在文本屬性對話框中把PSI改為‘Deg’，然后選擇OK關(guān)閉文本屬性對話框。

12. 對Group 7, Text 9重復(fù)進(jìn)行步驟10和11，把PSI改為Deg

13. 關(guān)閉文本屬性和對象瀏覽器，然后單擊顯示畫面窗口的空白區(qū)域來釋放焦點。

14. 右擊新復(fù)制的面板，選擇 Animation 菜單下的 Touch

這打開了動畫對話框

通過顯示命令(Display)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的面板(Logix_PIDE)，并利用一個標(biāo)簽占位符(/T)傳遞全局對象參數(shù)(#1, #2 )，從而實現(xiàn)對全局對象觸摸動畫的組態(tài)

使用全局對象參數(shù)

全局對象參數(shù)在全局對象顯示畫面的基本對象中定義。當(dāng)您從全局對象顯示畫面中復(fù)制一個全局對象到一個來自圖形文件夾里的標(biāo)準(zhǔn)顯示畫面上時，您可以為參考對象中定義的全局參數(shù)賦值或是為其引用標(biāo)簽。

關(guān)閉動畫窗口，然后右擊新復(fù)制的面板，選擇Global Object Parameter De?nitions

全局對象參數(shù)定義對話框打開后，顯示了兩個已經(jīng)為該全局對象定義的參數(shù)。暫且把PIDE指令標(biāo)簽命名為#1，把自動調(diào)整標(biāo)簽命名為#2

當(dāng)全局對象用作圖形顯示畫面中的參考對象時，全局對象的參數(shù)值或標(biāo)簽被賦值。

15.選擇OK關(guān)閉全局對象參數(shù)定義對話框

16.從文件菜單或者工具欄上選擇Save，保存全局對象顯示塊

17.最小化Display Blocks Global Objects窗口。

向顯示畫面中添加全局對象

這個實驗項目代表一個仍在建設(shè)的項目。它包含一系列與過程單元相關(guān)的顯示畫面。我們需要組態(tài)與反應(yīng)器控制策略相關(guān)的操作員界面。

打開已有的Reactor 顯示畫面，創(chuàng)建新的串級控制策略的界面。

18. 轉(zhuǎn)到瀏覽器窗口，雙擊Graphics/ Displays文件夾下的_3000_Reactor顯示畫面。

部分完成的Area 3000 Reactor #1顯示畫面已打開。

19.從主菜單欄中單擊Window，然后點擊Display Blocks - /PAC_Reactor_Lab//(Global Objects)，顯示其窗口

20. 把我們剛從顯示塊顯示畫面中創(chuàng)建的新的全局對象拖到Reactor顯示畫面中

“Display Blocks”的窗口隱藏到了后面?？刂破髅姘宓膮⒖几北颈环胖迷赗eactor顯示畫面上。我們將需要兩個面板，為每個串級PID指令提供一個面板

21.右擊并選擇Copy，然后再右擊并選擇Paste，以實現(xiàn)對控制器面板的復(fù)制。

22. 把一個面板放置在Jacket Temp標(biāo)記下，另一個面板放置在Product Temp標(biāo)記下

圖形顯示畫面上的每個新參考對象都需要有其指定的參數(shù)值。利用全局對象參數(shù)值對話框來為全局對象設(shè)定唯一的參數(shù)值。

23.. 右擊圖形顯示畫面中的Jacket Temp下面的參考對象。

24.從上下文菜單中左擊GlobalObject Parameter Values，打開全局對象參數(shù)值對話框。

25. 左擊Parameter #1標(biāo)簽省略號，瀏覽PIDE指令

26. 打開標(biāo)簽瀏覽器窗口后，右擊PAC_Reactor_Lab，然后選擇Refresh All Folders。

27. 展開PAC_Lab，Online和Program: REACTOR_01_TempLoops文件夾，查看程序作用域內(nèi)的標(biāo)簽。

28. 左擊TIC_117，然后選擇OK以保存屬性值(標(biāo)簽路徑)并關(guān)閉標(biāo)簽瀏覽器。

全局對象的參數(shù)值中填入指向標(biāo)簽TIC_117的路徑。

29. 左擊Parameter #2標(biāo)簽的省略號，找到并點擊AUTOTUNE標(biāo)簽 。然后選擇OK。

Jacket Temp參數(shù)的樣式如下

30.右擊圖形顯示畫面中的ProductTemp參考對象。

31. 重復(fù)此過程為TIC_116賦值，同樣地，賦值Product Temperature面板中的Autotune標(biāo)簽，然后選擇OK。

32.從文件菜單或者工具欄上選擇Save，保存_3000_Reactor顯示畫面。

運行Factory Talk View SE客戶端

在這一節(jié)，利用FactoryTalk View SE客戶端，您將檢驗PIDE功能塊的運轉(zhuǎn)情況。確保您已經(jīng)保存了您的顯示畫面。

33.在Studio環(huán)境下，從頂端的下拉菜單里單擊Tools圖標(biāo)。然后選擇Launch SE Client

34. 選擇PAC_Lab.cli組態(tài)文件后，單擊OK圖標(biāo)運行FactoryTalk View SE客戶端。

一兩分鐘后，您將會看到如下所示的過程單元的概況畫面：

35. 選擇導(dǎo)航菜單上的Reactor #1按鈕，打開Reactor顯示畫面：打開后，最大化窗口以查看整個顯示畫面。

36. 左擊Product Temp控制器面板，打開Product Temp TIC_116 PIDE面板。這就是您的主PIDE回路。把它往右移，使其離開原來的位置。

37. 對于Jacket Temperature，重復(fù)這一步操作，但不移動位置。您的顯示畫面樣式如下所示：

最初，主Product Temperature和次級Jacket Temperature回路都處于操作員手動模式。Jacket Temperature回路被激活用于串級運行(‘Cas/Rat’按鈕處于激活狀態(tài))。Product Temperature回路顯示它的CV正在初始化。在非串級模式下，次級回路始終控制‘InitPrimary’，使得主回路的CV不停的初始化。這樣，可獨立于主回路對次級回路進(jìn)行操作；它可被置于自動或是手動模式而不依賴主回路，但是主回路會跟蹤次級回路的設(shè)定值以期待實現(xiàn)到串級模式的平滑過渡。

PIDE面板上的Cas/Rat、自動和手動按鈕是模式選擇按鈕。這些按鈕是獨占使用的(一次只有一個是有效的)。任一回路都可工作在自動或是手動模式，但是Cas/Rat模式必須由PIDE指令參數(shù)明確地激活。

38. 當(dāng)Jacket Temp (TIC_117) PIDE處于手動模式時，改變它的SetPoint設(shè)定值，觀察Product Temperature回路的變化。

只要次級回路不在串級模式下，操作員就可以改變它的SP，主溫度回路的CV將會跟蹤這些變化。

39. 把Product Temp (TIC_116) PIDE從手動改到自動模式，并改變它的SetPoint設(shè)定值。注意，由于主PIDE仍在初始化，這些變化只更新它的內(nèi)部參數(shù)，對輸出(CV)沒有影響。

40. 把Product Temp (TIC_116) PIDE置回到手動模式，把Jacket Temp (TIC_117) PIDE置于Cas/Rat模式。注意，主PIDE的狀態(tài)不再保持在初始化狀態(tài)，并積極地控制次級壓力回路的設(shè)定值。驗證這一點。

41.改變Product Temp (TIC_116)回路的CV，查看Jacket Temp (TIC_117)回路的SP跟蹤這個變化。

自動調(diào)整串級PID對

注意，這一節(jié)是可選擇的。如果您的實驗時間有限，您可以跳到下一實驗，查閱和使用離散3態(tài)設(shè)備和累加器指令，然后當(dāng)您有時間時返回這一節(jié)。

42. 把Jacket Temp (TIC_117) PIDE置于手動模式。

43. 左擊Jacket Temperature PIDE的Trend對象按鈕，打開趨勢圖顯示畫面：

44. 左擊Autotune按鈕，打開自動調(diào)整顯示畫面：

45. 左擊 Acquire 按鈕，得到一個命名為 Autotune 的自動調(diào)整標(biāo)簽，該標(biāo)簽已在您的RSLogix 5000項目中創(chuàng)建。

一旦所有的全局對象和它們對應(yīng)的顯示畫面都添加到您的FactoryTalk View SE應(yīng)用中，主PIDE面板自動地調(diào)用與之相關(guān)的所有其它顯示，如自動調(diào)整，趨勢圖，等等。

關(guān)于自動調(diào)整對話框的更多細(xì)節(jié)

參見上面的自動調(diào)整對話框，注意那里的5個功能區(qū)：

? 獲取標(biāo)簽/釋放標(biāo)簽

? 過程類型/PV改變范圍/CV步長

? 啟動/中止調(diào)節(jié)

? 自動調(diào)整增益

? 時間常數(shù)/死區(qū)/增益

獲取/釋放標(biāo)簽

在RSLogix5000中PIDE底部輸入的自動調(diào)整標(biāo)簽是一種資源，它既可以用于單個PIDE，也可以在很多PIDE之間共用。作為共享資源時，單個的PIDE可以在每次單獨調(diào)節(jié)時使用一次自動調(diào)整標(biāo)簽。當(dāng)您在使用較少可用內(nèi)存的小型控制器處理問題時，這顯得格外有價值。這種情況下，我們希望確保我們不會破壞在另一回路里同時被調(diào)整的數(shù)據(jù)。獲取和釋放標(biāo)簽按鈕保證了標(biāo)簽每次只被一個PID回路唯一的使用。對話框還包含輸入?yún)?shù)、增益參數(shù)以及調(diào)整狀態(tài)。

過程類型 / PV改變范圍 / CV步長

這些標(biāo)簽涉及自動調(diào)整執(zhí)行時的約束條件。

過程類型：指定何種類型的系統(tǒng)要進(jìn)行調(diào)整。這是很重要的，因為它可能影響已選擇的用于自動調(diào)整測試的模

型(集成/非集成，等等)。一旦模型確定，它也會影響PID增益的計算。

PV改變范圍：這是一個絕對限制值，其形式為工程單位，參考PIDE通過它來組態(tài)停止(中斷)自動調(diào)整程序。如

果系統(tǒng)的PV超過這個值，自動調(diào)整程序?qū)恢兄埂?/p>

CV步長：這是一個數(shù)值，自動調(diào)整通過它改變PIDE CV執(zhí)行系統(tǒng)。在自動調(diào)整運行的整段時間里，在此輸入的數(shù)值(用百分?jǐn)?shù)表示)被加到當(dāng)前的CV值上。一旦自動調(diào)整停止(正常地或不正常地)，PIDE CV就會返回到自動調(diào)整運行前的數(shù)值。把這個值盡可能的變大是可取的，有助于獲得系統(tǒng)最佳的(最好的)響應(yīng)，但是也不能太大，過大就會超出PV的改變范圍或是造成系統(tǒng)的不安全狀態(tài)。

啟動/中止調(diào)整

一旦設(shè)定運行自動調(diào)整，這些標(biāo)簽提供運行時間命令和狀態(tài)訪問。

啟動調(diào)節(jié)：控制自動調(diào)整運行的開始

中止：如果用戶必須停止該運行，可在自動調(diào)整運行期間的任何時間進(jìn)行中止

執(zhí)行狀態(tài)和自動調(diào)整狀態(tài)： 指示自動調(diào)整程序的當(dāng)前狀態(tài)(關(guān)于特殊狀態(tài)和狀態(tài)參考的信息，請參閱“快速獲得結(jié)果”指南)

自動調(diào)整增益

增益部分的顯示畫面基于最近成功運行的自動調(diào)整以及當(dāng)前PIDE使用的增益計算推薦的增益值?？捎脝芜x按鈕選擇增益，以獲得期望的系統(tǒng)響應(yīng)(慢速的，中等，或快速的)。單擊‘Load Gains to PIDE’按鈕，為即時使用的PIDE填寫期望的增益值，‘Current’增益設(shè)定指出了當(dāng)前相關(guān)PIDE中使用的增益值。

時間常數(shù)/死區(qū)/增益

這些是導(dǎo)致在自動調(diào)整運行期間進(jìn)行過程模型參數(shù)評估的因素。

46.配置Autotune如下：

非常重要!!! 確保在鍵入您的數(shù)字后按Enter鍵，否則數(shù)字不會輸入!!!

47. 單擊Start按鈕，開始自動調(diào)整的運行(這可能需要幾分鐘)。

自動調(diào)整將會通過增加當(dāng)前PIDE CV值的50%來調(diào)整‘Jacket Temperature’回路，在自動調(diào)整運行完成之前，如果過程參數(shù)將要超過150，自動調(diào)整就會中止自動調(diào)整運行。

自動調(diào)整狀態(tài)

執(zhí)行期間，狀態(tài)窗口會顯示“In Progress”和“OK”信息，以讓用戶知道正在運行。

48.當(dāng)自動調(diào)整完成后，您將會看到如下畫面(盡管增益值可能會有所不同)：

注意，過程模型參數(shù)由自動調(diào)整評估。這些值接近死區(qū)時間和超前滯后塊中預(yù)先輸入的值嗎？

49. 通過單選按鈕選擇中等響應(yīng)，單擊Load Gains按鈕把增益的中等響應(yīng)設(shè)定載入到PIDE中。

這將會改變PIDE中的當(dāng)前增益，以反映如下圖所示的中等響應(yīng)選擇：

50. 單擊Release按鈕，釋放自動調(diào)整標(biāo)簽。

51. 關(guān)閉自動調(diào)整和趨勢圖顯示畫面，返回到主面板。

52. 在Jacket Temp (TIC_117) PIDE的主面板上，單擊自動按鈕進(jìn)入自動模式，把SP的值改為150.0。觀察調(diào)整/趨勢頁面上趨勢圖的結(jié)果。

53. 在Jacket Temp (TIC_117) PIDE的主面板上，通過在SP的編輯區(qū)輸入數(shù)值或者垂直的SP滑塊來把SP的值改為接近‘125’ 。等待PV值穩(wěn)定在125附近。

54. 單擊一次主面板上的Cas/Rat按鈕，把Jacket Temp (TIC_117)PIDE置于串級模式。模式指示器應(yīng)該指示改變到串級模式。

注意：確保TIC117在串級模式下，如果TIC116 正在初始化，則自動調(diào)整不會工作。

55. 核實Product Temp (TIC_116) PID處于手動模式，在自動調(diào)整配置中使用10%CV步長，重復(fù)前面的自動調(diào)整程序(記?。鹤詣诱{(diào)整過程需要幾分鐘)。自動調(diào)整的結(jié)果應(yīng)該是相似的。

56. 再次，為中等響應(yīng)選擇增益，通過單擊PIDE按鈕上Load Gains載入溫度PIDE和這些增益。

57. 單擊Release按鈕，釋放自動調(diào)整標(biāo)簽。

58. 在Product Temp (TIC_116)PIDE的主面板上，把PIDE置于自動模式。

59. 串級對含有調(diào)整參數(shù)，并在全自動模式下作為串級對使用。隨意改變Product Temp (TIC_116)回路的設(shè)定值，觀察Product Temp (TIC_116)和Jacket Temp (TIC_117)回路的響應(yīng)。您還可以回到任一PIDE的調(diào)整窗口，通過選擇增益設(shè)定并把它裝載到PIDE中以獲得不同的增益，不同的增益設(shè)定得到不同的響應(yīng)。