ECS-100控制系统程序设计应用实例

潘 登 钟国院 闫建国

(陕西北元化工集团有限公司化工分公司)

ECS-100控制系统程序设计应用实例

潘 登 钟国院 闫建国

(陕西北元化工集团有限公司化工分公司)

利用ECS-100控制系统中的梯形图(LD)语言、顺控图(SFC)语言和ST语言，设计了AI信号三取中、红绿灯和四路抢答器3个实例程序，并给出了相应的分析与说明。

ECS-100系统 图形编程

ECS-100控制系统内部提供了梯形图LD、顺控图SFC、功能块图FBD和ST语言4种编程方法，它们之间可以相互调用，为快速组态编程提供了极大的便利[1]。在此，笔者利用梯形图LD语言、顺控图SFC语言和ST语言设计了3个实例程序。

1 AI信号三取中程序设计

在自动化控制中，基于可靠性考虑，对关键AI信号通常采取三取中设计[2]。在此，笔者基于ECS-100控制系统设计了AI信号三取中程序[3]。启动编程软件AdvanTrol-Pro，在图形编程中创建ST段落，程序代码如下：

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. 创建FUNCTION_BLOCK sfloat_middle模块，建立IN1、IN2、IN3共3个输入变量，数据类型为半浮点数；建立OUT1输出变量，数据类型为半浮点数。

b. 通过执行语句“IF (IN1>=IN2 AND IN1<=IN3) OR (IN1>=IN3 AND IN1<=IN2) THEN OUT1=IN1；”，可以判定IN1是否为3个输入变量的中间值。

c. 判断IN2、IN3是否为3个输入变量中间值的语句和判断IN1的语句相同。

d. 在图形编程中创建功能块图FBD段落，在自定义模块中调用sfloat_middle模块。最后将3路AI信号(IN1、IN2、IN3)连接到各自定义的端子板上，OUT1连接到逻辑控制中。

2 红绿灯程序设计

都市道路车水马龙，所有交通秩序全部依靠红绿灯维持，因此，红绿灯在交通系统中具有关键性作用。在此，笔者基于ECS-100控制系统设计了一个红绿灯程序。启动编程软件AdvanTrol-Pro，在图形编程中创建顺控图SFC段落，程序如图1所示。

图1 红绿灯程序

程序中，P6_38为起始步、P6_39/40/41为常规步、P6_43为终止步。START为开始命令，数据类型为1字节变量。RESET为SFC控制变量中的复位变量，数据类型为1字节变量。timers[1]为红灯秒定时器、timers[2]为黄灯秒定时器、timers[3]为绿灯秒定时器。R_ST为红灯设定时间、R_RT为红灯剩余时间、Y_ST为黄灯设定时间、Y_RT为黄灯剩余时间、G_ST为绿灯设定时间、G_RT为绿灯剩余时间，这6个变量的数据类型均为2字节变量(无符号整数)。

程序分析如下：

a. 第1次执行程序时，在变量调试窗口中对RESET置位并启动START开始命令，程序由终止步P6_43跳转到P6_38起始步，顺控程序启动。

b. 进入起始步P6_38，执行RESET复位，红灯秒定时器timers[1]置0。

c. 程序第1个转换条件START在第1次执行程序时启动，程序进入第1步P6_39，点亮红灯。用红灯设定时间R_ST减去红灯秒定时器timers[1]时间，得到红灯剩余时间R_RT。如果红灯秒定时器时间等于红灯设定时间，则黄灯秒定时器timers[2]置0。第1步P6_39执行完成。

d. 当满足程序第2个转换条件timers[1]≥R_ST时，程序进入第2步P6_40，点亮黄灯。用黄灯设定时间Y_ST减去黄灯秒定时器timers[2]时间，得到黄灯剩余时间Y_RT。如果黄灯秒定时器时间等于黄灯设定时间，则绿灯秒定时器timers[3]置0。第2步P6_40执行完成。

e. 当满足程序第3个转换条件timers[2]≥Y_ST时，程序进入第3步P6_41，点亮绿灯。用绿灯设定时间G_ST减去绿灯秒定时器timers[3]时间，得到绿灯剩余时间G_RT。如果绿灯秒定时器时间等于绿灯设定时间，则第3步P6_41执行完成，并跳转至终止步。

f. 当满足程序第4个转换条件timers[3]≥G_ST时，程序进入终止步P6_43，RESET复位，程序由终止步P6_43跳转到P6_38起始步。

3 四路抢答器程序设计

在某些竞赛活动中会使用到抢答器，在此，笔者根据自控程序中经常使用的首出原理，设计了一个四路抢答器程序[3]。启动编程软件AdvanTrol-Pro，在图形编程中创建梯形图LD段落，程序如图2所示。

图2 四路抢答器程序

程序中DI_01/02/03/04为四路抢答器输入信号，数据类型为数字量输入。RESET为复位信号，数据类型为1字节变量。FO为首出信号，数据类型为2字节变量(无符号整数)。TEMP为临时变量，数据类型为1字节变量。

程序分析如下：

a. DI_01/02/03/04四路抢答器输入信号均未触发，TEMP置位。

b. 若DI_01抢答器输入信号被触发，则SR触发器(P2_7)置位，首出FO置为1。

c. 若比较模块(P2_45)判断首出FO不小于1，则TEMP复位。此时即使其他抢答器输入信号被触发，对应的SR触发器也不能置位，首出FO不能赋值。

d. RESET复位，首出FO置0。程序恢复初始状态。等待下一轮抢答。

4 结束语

笔者基于浙江中控ECS-100控制系统，利用图形编程语言(梯形图LD语言、顺控图SFC语言和ST语言)分别设计了AI信号三取中、红绿灯、四路抢答器3个实例程序。希望为同行更加熟练地掌握ECS-100控制系统图形编程技术提供思路。

[1] 马铭宏,丁永允,房国成.基于DCS系统的自动电压控制设计[J].东北电力技术,2016,37(5):39～41.

[2] 刘文英,陆海霞,李莹.基于支持向量机的甲醇精馏预测控制器设计[J].石油化工自动化,2015,51(1):18～21.

[3] 刘娟.浅析化工生产中DCS自动控制的应用[J].中国化工贸易,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-)，工程师，从事化工自动化及仪表管理工作，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