模拟量输入信号点设置组态 - 金先生工控博客技术论文

    模拟量输入信号点设置组态

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    在I/O点组态窗口中选择一类型设置为模拟量输入信号，按下旁边的设置按钮，进入模拟量输入信号点设置组态窗口（如下图所示）。



    模拟量输入信号点组态

    对于模拟输入信号，控制站根据信号特征及用户设定的要求做一定的输入处理，处理流程框图如下图所示：



    AI信号处理流程框图

    系统首先判断采集到的原始信号是不是标准信号：如果是则根据信号类型调用相应的内置标准非线性处理方案，此外对某些标准温度信号，还加入了冷端补偿的处理；如果信号类型为自定义，则调用用户设定的非线性处理方案（即调用用户为该信号定义的折线表处理方案）。接着，系统依据用户的设定要求，逐次选择进行温压补偿、滤波、开方、报警、累积等处理。经过输入处理的信号已经转化为一个无单位的百分型信号量，即无因次信号。

    以下对模拟量输入信号点设置组态窗口中各输入项说明：

    1．位号：

    此项自动填入当前信号点在系统中的位号。此框消隐不可改。

    2．注释：

    此项自动填入对当前信号点的描述。此框消隐不可改。

    3．信号类型：

    此项中列出了 JX-300X 系统支持的 17 种模拟量输入信号类型，用户可根据自己的需要，从下表中选择合适的信号类型。

    模入卡件

    信号类型
    SP311
    SP312
    SP313
    SP314
    SP315
    SP316
    SP317

    0—5V
    √
    　　 √
    　　　
    1—5V
    √
    　　 √
    　　　
    0—100mV
    √
    　　 √
    　　　
    0—200mV
    √
    　　 √
    √
    　　
    0—10mA
    √
    　 √
    　　　　
    4——20mA
    √
    　 √
    　　　　
    E型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    K型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    J型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    S型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    T型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    B型热电偶
    √
    　　 √
    　　　
    Pt100热电阻
    √
    　　　　 √
    　
    Pt100热电阻（小量程）
    √
    　　　　 √
    √

    Cu50热电阻
    √
    　　　　 √
    　
    定制热偶（0—100mV）
    √
    　　 √
    　　　
    定制热偶（0—20mV）
    √
    　　 √
    　　　

    　

    模拟量输入（AI）信号类型总的可分为：

    标准： Ⅱ型 0-10mA、0-5V
    Ⅲ型 4-20mA、1-5V

    热电阻： Pt100、Cu50等，用于检测温度。
    热电偶： E型（镍铬-康铜）
    K型（镍铬-镍硅）

    S型（铂铑10-铂）

    B型（铂铑30-铂铑6）

    J型（铁-康铜）

    T型（铜-铜镍）等，用于检测温度。

    定制：当根据具体需要定制一I/O卡件且其信号在0-100mv之间，选用定制热偶0-100mv信号类型；I/O卡件信号在0-20mv之间时，选用定制热偶0-20mv信号类型。
    其他：毫伏信号
    4．上/下限及工程单位：

    这几项分别用于设定信号点的量程最大值、最小值及其单位。工程单位列表中列出了一些常用的工程单位供用户选择，同时也允许用户定义自己的工程单位。

    5. 折线表

    可从折线表下拉组合框中选择折线表名，折线表组态窗口中折线表名修改后，需要注意此处折线表也要作相应的修改，否则编译会出错。

    6．温度补偿（温度位号、设计温度）：

    当信号点所取信号需温度补偿时，选中温度补偿复选框，将打开后面的温度位号和设计温度二项，点中温度位号项后面的按钮，此时会弹出位号选择对话框（如下图所示），用户可从中选中补偿所需温度信号的位号，位号也可直接填入，但需说明的是：所填位号必须已经存在。在设计温度项中填入设计的标准温度值。

    7. 压力补偿（压力位号、设计压力）：

    当信号点所取信号需进行压力补偿时，选中压力补偿复选框，将打开后面的压力位号和设计压力二项，压力位号的设置与温度补偿中温度位号设置一样。在设计压力项中填入设计的标准压力值。



    温压补偿流程

    8．滤波（滤波常数）：

    当信号点所取信号需滤波时，选中滤波复选框，在滤波常数项内可填入滤波常数，单位为“秒”。JX-300X系统提供一阶惯性滤波。

    9．开方（小信号切除）：

    当信号点所取信号需开方处理时，选中开方复选框，在小信号滤波项中填入小信号切除的百分量（0—100）。

    10．累积（时间系数、累积系数、累积单位）：

    当信号点所取信号是累积量时，选中累积复选框，在时间系数、累积系数项中填入相应系数；在单位项中填入所需单位，SCKey组态软件为用户提供了部分常用单位，用户亦可定义自己的单位。时间系数的计算方法如下：

    设工程单位：单位1 / 时间1

    累积单位：单位2

    则时间系数 = 时间1 / 秒

    单位系数 = 单位2 / 单位1

    例如：

    工程单位：M3 / h

    累积单位：kM3

    首先把工程单位转化为(M3/s)，需要除以3600

    再把M3转化为kM3，需要除以1000

    总共除以3600*1000，所以

    时间系数 = 3600

    单位系数 = 1000

    11. 报警（高一级/低一级、高二级/低二级、高三级/低三级、报警死区、报警级别）

    当信号需加报警时，选中报警复选框，打开其后的高一值/低一值、高二值/低二值、高三值/低三值、报警死区、报警级别和速率限九项。

    在高一值/低一值、高二值/低二值、高三值/低三值各项中填入适当报警限值，各项数值应高三值≥高二值≥高一值>低一值≥低二值≥低三值，且应在信号量程内。
    报警死区项中填入死区的大小。增加报警死区处理功能的目的是为了防止测量值信号在报警限附近频繁抖动而导致的报警消息频繁产生的现象（后面的同名项与之相同）。（见下图）


    报警处理示意图

    报警级别项中填入该信号的报警级别。为了操作站中操作方便，在操作小组组态窗口的报警级别一栏中对每个操作小组都定义需要查看的报警级别。例如，操作小组Group001相应的报警级别设置为2，4，以此操作小组启动时，在AdvanTrol报警一览画面中只可查看到级别值为2和4的报警，并且监控软件只对报警级别为2，4的报警作出反应。
    速率限要小于量程上限。
    在设定信号的输入处理方式时，还应该注意以下几点：

    本系统所定义的温压补偿是用理想气体状态方程（）处理的。这就是说：被补偿的流量信号应该来自于近似理想气体，而对诸如水蒸气这样的非理想气体不适用。
    在设定温压补偿时，必须保证各信号量单位的绝对统一。对温度补偿，系统设定设计温度的单位为℃，不可更改，它决定了通过位号引用的补偿温度的单位也必须为℃，这需要用户设定保证。对压力补偿同样如此，系统设定设计温度的单位MPa，不可更改，它决定了通过位号引用的补偿压力的单位也必须为MPa，这也要用户设定保证。以下为进行温压补偿的计算公式：


    其中Ps为设计压力，Xp为当前补偿压力的百分量，Pmax和Pmin为补偿压力的上/下限幅，Ts为设计压力，Xt为当前补偿温度的百分量，Tmax和Tmin为补偿温度的上/下限幅，V0为实测的流量信号百分量，V为设计状态的流量信号百分量。

    在开方处理时加入小信号切除区域是由于以下原因：被处理的信号是百分量，当信号值过小时，直接的开方处理将使信号值变得很大从而使信号失真，为避免此类情况的发生，加入小信号切除区，即当信号值在该区域中时，不进行开方处理。一般开方切除区在3%-5%之间。
    在报警处理中加入报警死区是由于以下原因：如果被处理信号在小范围内会频繁波动，那么当信号接近报警限时，系统将出现频繁的报警而给操作带来不必要的麻烦，为避免此类情况的发生，需在报警处理中加入报警死区处理，死区的大小取决于信号频繁波动范围的大小。


    　