计算机控制系统实验指导.docVIP

《计算机控制技术》实验指导书 陈玉明 王鑫国 南京工业大学自动化学院 2006-04-17 目 录 实验一 DCS控制系统实验………………………………………2 实验二 离散系统的数字PID实验……………………………35 实验一 DCS控制系统实验 一．实验目的 掌握DCS控制系统硬件组成，软件结构。 熟悉conmaker控制算法组态软件的使用。 了解简单控制算法的设计。 研究集成触发器的调整方法及各点波形。 二．实验内容 1.1 工程组件 工程 工程包含了一个控制程序中的所有对象。工程存储到命名文件里。在工程中包含下面这些对象：POU（程序组织单元），数据类型，图形元素、资源和算法库。 POU（Program Organization Unit 程序组织单元） POU可以是：函数（Function），功能块 (Function Block) 和程序(Programs)。 每个POU包含一个变量声明部分和一个本体。本体用IEC编程语言的任一种语言编写。包括 IL、 ST、SFC、FBD和 LD。 ConMaker?支持所有 IEC 的标准POU。如果想在工程中使用这些POU，须将 standard.lib 库连接进当前工程。 POU可以调用其它POU。但不允许递归调用。 函数 一个函数是一个POU, 函数执行时，会对一系列特定的输入产生唯一数据类型的输出结果。当定义函数时，切记函数必须接收一个数据类型（返回数据类型）。也就是说，在函数名的后面，输入一个冒号，然后输入类型。 如： FUNCTION Fct: INT 此外，结果必定被赋给函数本身，也就是说函数名被用做输出变量。函数定义以关键字FUNCTION开始，以END_FUNCTION结束。用IL语言编写的函数例子有三个输入变量，返回的结果是前两个数的乘积除以第三个数。 图2-1：函数 在ST语言中，函数调用可以作为表达式里的一个操作数。函数没有任何内部条件。这意味着以相同的输入参数调用函数总是产生相同输出。调用上述函数的例子： 用 IL 表示: LD 7 Fct 2,4 ST Result 用 ST 表示: Result := Fct(7, 2, 4); 用 FBD 表示： 在SFC语言中，函数调用只能以单步或者转换才能执行。 注释：如果你在工程中用CheckBounds来命名函数，可以用这个函数来检查工程变量范围溢出。定义函数名并且函数名有唯一的标志符。下面的例子说明函数是如何实现的： 图2-2：实现CheckBounds函数的例程 下面是测试数组越界CheckBounds函数的典型程序，它超出了定义数组的边界 CheckBounds函数确保TRUE值没有赋给A[10]，而是赋给仍然有效的A[7]。因此，CheckBounds函数用来矫正超出数组边界的扩展。 图2-3 函数CheckBounds的测试程序。 注释：如果你在工程中定义了名为CheckDivByte, heckDivWord, CheckDivDWord和CheckDivReal，可以使用它们，看下面实现CheckDivReal函数的例子。 图2-4:实现CheckDivreal函数例程。 运算符DIV使用函数CheckDivReal的输出作为除数。如下所示示例中，避免被0除，除数（d）由原值0强制成1，除的结果是799。 图2-5 CheckDivReal函数的例子程序。 功能块 一个功能块是一个POU，它在运行中输出一个或多个值。和函数不同。功能块本身没有返回值，但存在一个或多个输出。若要使用功能块，则必须定义该功能块的调用实例。功能块声明以关键字FUNCTION_BLOCK开始，以END_FUNCTION_BLOCK结束。 用IL实现功能块的例子，有两个输入变量和两个输出变量。一个输出是两个输入的乘积，另一个输出是相等比较结果。 图2-6 功能块 功能块实例 名为INSTANCE的FUB功能块实例的举例 INSTANCE:FUB 从外部，只能改变功能块输入和输出参数。不允许对功能块的内部变量直接赋值（IEC规定）。 访问输入变量的例子： 功能块 fb 有一个INT类型的输入变量in1。 PROGRAM prog VAR inst1: fb ; END_VAR LD 17 ST inst1.in1 CAL inst1 END_PROGRAM 功能块和程序的声明部分包含了实例声明(instance declare)，但实例声明在函数中是不允许的（函数本身有返回值）。