中文DeltaV入门.docx

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中文DeltaV入门

DeltaV 入门教程翻译：

李俊峰

1. DeltaV 系统总述（略）

2. 教程总述

本教程讲述如何快速建立一个过程系统并使其运行。

读者将会了解一些相关的基本概念，用于配置工作站和控制节点、定义 I/O 、创建

控制策略和操作画面。

还可以从操作站的观察点查看系统。

硬件配置往往是一次性工作——而且在软件配置之前已经完成，所以，这一部分的信息我们放到靠后的章节中（第 8 章）。

如果工作站

还没配置，你可以看完本章之后，再看第 8 章。

如果工作站已经配置完成，你可以在没有操作站，和不设置 I/O 的情况下，进行第 3 章到第 7 章中的所有练习。

不过，为了使练习更具

有真实性，而且能够实现某些功能（如给操作站分配模块），读者最好进行硬件配置。

2．1 说在前面

本教程的练习，是针对一个水箱系统——包括测量液位、排水时控制流量——创建控制策略和操作画面。

包括 6 个部分：

第３章，学习 DeltaV 浏览器，关于如何打开浏览器并使用导航功能进行查找。

第 4 章，学习创建和下载控制策略，介绍如何一步步创建水箱系统控制所需的 4 个模块，和用于定义水箱开关时序的时序功能图。

第 5 章，创建操作画面，学习 DeltaV 组态模式中的基本工具，以及如何用图片、面板、零件图、按钮、曲线图组成一个操作画面。

第 6 章，使用 DeltaV 运行模式，介绍如何在操作站的观察点上使用操作画面、修改参数、确认报警，以及进行其他设置。

第 7 章，采集和显示数据，学习如何用 DeltaV 工具和表格载入功能收集和显示现场设备的实时数据。

第 8 章，配置网络、装载和分配用户权限、设置帐户。

一步步学习配置工作站、控制器和 I/O 点。

2．2例子：

水箱系统

右图是一个假定的水箱控制系统，可以在排水时控制

流量，作为练习，在下文中，将为它创建一个控制策略和

时序。

2．2．1 控制模块

首先要做的，是为上图中的控制回路创建 4 个模块。

椭

圆形的标注（LI-101、MTR-101 等等），是给 4 个控制模

块取的名字。

LT-1、 FT-1、XI-1 等等，是位号（Device Tags），用来

标记变送器、阀，或其它 I/O 设备。

表 2-1 详细列出了所有的模块和 I/O 位号，这些在下文都将用到。

位号作为I/O组态的一部分，用于I/O卡通道，详见第8章。

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2．2．2　时序功能图（SFC）

　　创建控制模块后，还需要创建一个模块（SFC-START），通过时序功能图算法，实现自动排水。

时序如下：

1，启动出水阀（FIC-101）的流量控制回路。

2，为流量回路指定动作点。

3，等待调节阀打开，再打开截止阀（XV-101）。

4，打开排水泵电机

（MTR-101）。

5，确认电机开启。

2．2．3　操作画面

接下来，需要为水箱系统创建一个画面，以便操作人员进行监测和控制，

如右图所示。

2．2．4　开始学习

　　至此，已经了解了本教程的主要学习任务，读者可以通过在线实践，

或只阅读本书来学习。

３．DeltaV浏览器（DeltaV Explorer）（略）

４．创建和下载控制策略（Control Strategy）

在以后的章节中，将按照以下步骤，创建一个控制策略：

1，  创建一个“厂区”（Plant Area）来放置模块。

2，  创建件不同的模块，分别用于输入、数据处理、输出、报警、运行条件、控制回路等等。

3，  创建时序功能图（SFC），实现自动控制。

严格说来，创建时序功能图并不是一个必要步骤，操作人员完全可以通过画面，手动开启系统、修改参数，控制阀的开闭、泵的启停。

但是在大多数情况下，需要使系统实现全部或部分的自动控制，这就需要建立时序功能图，以节省人力。

创建模块时，有时候需要调用基本功能块，来新建一个模块，但大多数情况下，可以直接使用系统提供的模板。

创建模块的几种不同方法：

1，  通过 DeltaV 浏览器找到库（library），用鼠标直接从库里拖拽到厂区下面，改名。

2，  在 Control Studio 里，找到合适的模板，修改相关属性，改名。

3，  在 Control Studio 里，找出所需的功能块，把块连接起来，然后修改参数，从而自制一个模块。

4，  使用组态助手（Configuration Assistant），从模板库里复制需要的模块。

在后的练习中，主要用前三种方法。

练习 1：

创建和命名厂区（Plant Area）

“厂区”是组态中的一个虚拟的分区，与工厂的实际划分情况没有必然联系，在 DeltaV 组态里，一个厂区往往对应一套基本独立的系

统，如一个锅炉系统、一个反应釜系统、一套包装设备等等。

厂区里面配置一个或几个不同的模块，共同完成控制任务，每个模块完成一

项特定的功能，如阀的开闭、泵的启停、信号的计算等等。

一个 DeltaV 系统里

可以设置 100 个厂区。

能否将整个生产系统的控制关系，合理地划分成若干厂

区，将从根本上影响工厂生产的安全与稳定。

DeltaV 系统为厂区提供的默认名字是“AREA_A”，可以根据需要改名字，也

可以另外新建厂区。

厂区的名字必须在 16 个字符以内，可以使用阿拉伯数字、

下划线（_）、短横线（-）。

针对本教材中的水箱系统，我们将要创建一个名为 TANK-101 的厂区。

步骤如

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下：

浏览器（DeltaV Explorer）—〉控制策略（Control Strategies），按右键，选择“New Area”， 如下图所示。

出现一个名为“AREA1”的新厂区。

把名字改为“TANK-101”。

接下来就可以创建模块了。

练习 2:

 通过 DeltaV 浏览器复制一个电机模块 （MTR-101）

水箱系统中有一个排水泵，电机的动作要受一些联锁条件（interlock）的约束。

下面将通过 DeltaV 浏览器，从库（Library）里找一个模

块模板，添加到厂区中，改名。

然后在 Control Studio 中进行设置，包括设置联锁条件。

从库里复制模块模板时，模块会带着“history collection”。

History collection 是加在模块或节点上的用来定义连续历史数据采集的参数

（数值记录、显示、采样周期，等等），这样，你可以在复制模块后，不必重新设置它的 history collection。

在练习 5——创建模块 LI-101

的内容里，将会介绍怎样从头开始设置 history collection。

稍后， 我们将用 Process History View application 察看 the field value。

说明：

DeltaV 系统中，电机模块（MTR）的名字，一般遵循以下惯例：

MTR 后第一位数字表示有几个输出点，第二位数字表示有几个

输入点。

比如，MTR-11_ILOCK 表示有一个输出、一个输入，有联锁。

复制模块的步骤：

DeltaV Explorer —〉 Library —〉 Module Templates —〉 Motors-2State ，找到模板 MTR-11_ILOCK，把它拖拽到

TANK-101 厂区下，改名为 MTR-101。

如图。

注意：

从库里复制东西到厂区，可以直接拖拽。

但是如果要从一个厂区里复制模块

到另一个厂区，必须按住 Ctrl 键，同时拖拽。

如果不按 Ctrl 键，效果是移动，而不是复

制。

注意：

如果用 DeltaV Batch application 创建模块，模块的名字最多 16 个字符（字母、

数字、下划线），而且第一位必须是字母，不能使用破折号。

.

认识 Control Studio：

Control Studio 是专门用来编辑模块的窗口。

在 Control Studio 里，有很多可调节大小

的子窗口，可随意用鼠标调节它们的大 小 ， 也 可 以 通 过 Window —〉

Arrange Windows 或按钮恢复默认排列，以方便操作。

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各子窗口的作用分别如下：

图表窗口（Diagram View）：

直观表现模块的内部结构。

参数窗口（Parameter View）：

用来设定模块的特性、报警上下限、缺省值（default values）、模式（mode），及其它参数。

层级窗口（Hierarchy View）：

显示模块的所有组成元素。

报警窗口（Alarm View）：

显示定义过的所有报警，及它们的报警限、优先级（priorities），及其它信息。

元素板（Palette）：

包含所有可用来组成模块的元素。

共分 6 类。

其中 5 类是库里就有的基本功能块，1 类是特殊功能块（Special

Items）。

可通过“右键—〉Switch Sides”或“View —〉 Palette —〉 Switch sides”移动元素板的位置，也可以通过“View —〉 Palette —〉

icon size”或“右键—〉icon size”调整图标的大小。

注意：

如果在“Tools （工具）—〉Diagram Preferences（画面预设）”里修改了设置，实际显示可能和上图不太一样。

画面预设的默认

设置如下：

参数筛选：

参数是功能块里执行计算和逻辑的数据。

有一些参数，

在特定的功能块里是不可修改的；还有些参数，系统设有默

认值，但也可以根据需要修改；另一些参数，则必须由用

户设定。

为

有些功能块的参数非常多， 方便用户迅速找到需要的参

数，参数窗口中的 Common（常用）筛选出了一组在模块配

置中最常见的参数这些参数都有默认值，不过应该根据实际

需要改成合适的值参数和参数筛选在 Books Online（在线说

明）的 Configuration（配置）菜单里有详细的描述。

练习 3:

创建控制模块 （XV-101）

在本节练习中，将使用模板为截止阀创建一个控制模块。

这次通过 Control Studio 调用库里的模板，而不是通过浏览器。

1，打开 Control Studio：

All Programs（文件） —〉DeltaV —〉 Engineering（工程）—〉 Control Studio。

或者在 DeltaV Explorer 的工

具条里点击按钮，也可以进入 Control Studio。

 （一般情况下， DeltaV Explorer 被最小化以保持界面的整洁，如果你能够熟练使用

Windows，你可以让几个 DeltaV application 窗口一起打开。

）

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2，从库里选择模板：

点击 File（文件） —〉 New（新建），在新建对话框里，选中“Start from Existing”（从现有模板中查找），点 Browse

（浏览），出现浏览对话框，如图：

选择 Object Type field（对象型文件） —〉Module Templates（模块模板） —〉Valves-Normally Closed（常闭阀） —〉VLVNC-11。

点 OK。

4，点新建对话框的 OK，完成设置。

这时 Control Studio 里出现一个未命名的 VLVNC-11 模块的复制品。

如图：

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修改 XV-101 控制模块：

系统提供的模板非常简单，只有一个功能块。

为了使它符合我们的水箱系统的控制需要，还需要进行一个必要的修改，就是用设备信号

标识来定义模块的输入和输出（“位号”和“设备信号标识”不是一个概念，它们与 I/O 通道的分配过程有关，详见第 8 章）。

步骤如下：

1，在 Control Studio 的图表窗口， 选中功能块 DC1 （表示“Device Control”功能块），在参数窗口选择一个参数， 点右键， 选

择 Filter Parameter List.，出现参数筛选对话框。

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选中 Common configuration 和 On-line，前者表示最常用的参数，后者表示关于操作的常用参数。

点 OK。

2，这时，在参数窗口中列出了必须的参数。

找到 IO_IN_1，双击，出

现属性（Properties）对话框。

在 Device Tag 栏中，输入 LSC-1，点 OK。

位号 LSC-1 在本例中是一个限位开关。

下面 Parameter 一栏中的 FIELD_VAL_D 表示参数的类型。

“位号”

和“参数”两项，共同构成了“设备信号标识”（简称 DST）。

如果已经完成 I/O 卡的配置（如第 8 章所述），可以直接通过“Browse

（浏览）”来查找设备。

3，在参数窗口中，双击 IO_OUT_1，出现属性对话框，在 Device

Tag 栏输入 XV-1，点 OK。

在本例中 XV-1 是截止阀。

系统给出的

Parameter 默认值是 OUT_D。

设置完成后的参数窗口如图：

练习 4:

 完成控制模块：

创建控制模块，都有四个必须的步骤：

1，定义与模块相关的操作画面。

2，分配模块给控制器（控制器是控制网络与 I/O 通道之间的信号中转装置，见 DeltaV 硬件结构

图）。

3，把模块保存到数据库。

4，校验模块配置。

下面将依次介绍这些步骤。

（还有一个余外的步骤是下载。

可以把模块分别下载到控制器上。

不过本例中将要下载的是整个控制策略，

下载方法见本章结尾。

）

定义相关的操作画面：

与控制模块相关的画面有三种：

主控画面（Primary control）、面板画面

（Faceplate）、详情画面（Detail）。

这三种画面的特点和作用在第 5 章、第 6

章有详细说明。

在这里，只是简单介绍如何把画面和模块链接起来。

主控画面与控制模块的链接——在 Control Studio 中，点击工具栏的属性按

钮（或者选择 File —〉 Properties），出现属性对话框。

选择 Displays

（显示）选项卡，在 Primary Control（主控）下输入 TANK101。

以后在第 5

章里，将创建一个名为 TANK101 的主控画面（画面的名字必须字母开头，

不可以用连字符 - ，不可以有 DeltaV 的关键字）。

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同样，在下面的 Detail 和 Faceplate 两栏可以分别填入“详情”和“面板”两种画面的名字，实现另外两种画面链接。

完成后，点 OK。

分配模块到控制器节点：

如果你已经配置了控制器或添加了占位器，接下来可以把

模块下载到控制器，或分配到占位器。

如果还没有做这些配

置，请参考第 8 章“配置控制器节点”。

关于控制器的硬件连

接 ， 参 考 硬 件 手 册 ——《 Installing Your DeltaV Digital

Automation System》。

分配步骤如下：

在工具栏点 “ 分配到节点 ” 按钮， 或 选 择 File

—〉Assign to Node，出现浏览对话框。

如右图。

在对话框里

选择合适的控制器，点 OK。

保存模块：

点击按钮，或 File —〉 Save，出现保存对话框，在 Objects Type

（对象形式）框里选择 Modules，在 Look in 框里找到 Control Strategies—〉

TANK-101.，把模块命名为 XV-101，保存。

校验模块配置：

点击属性按钮，或 File —〉 Properties，出现属性对话框，选择 Tools

（工具）选项卡，点 Verify Now（现在校验）按钮。

如右图。

系统会弹出一个

对话框，提示校验成功。

现在，我们已经完成了两个模块，一个控制电机，一个控制截止阀。

下

一个练习创建液位计模块 LI—101。

练习 5：

从头开始创建一个模块（LI-101）

在本练习中，将创建一个模块，用来监测液位。

包括一个模拟量输入块

（AI 块），一个输出块，一个“提升”块。

“提升”块在元素板的 Special

Items 里。

作用是把 AI 块的输出参数升格成一个独立的功能块，使之更容易

被系统接受。

另外还有 4 个任务：

1，修改输入块的 IO 参数，使之对应到液位变送器的 DST（信号标识）——LT-1。

2，修改输入块的 OUT_SCALE 参数，从默认的 100 改为 10000（加仑）。

3，HI_HI_LIM 值设为 1000。

4，给输入块的 PV 添加历史采集（History collection），使液位记录能在“过程历史查看”（Process History View）子程序中显示。

新建：

在 Control Studio 界面中点击或File —〉 New，弹出新建对话框。

直接点 OK，确认默认设置。

Control Studio 出现一个未命名

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的空白页。

添加和修改模拟量输入（AI）块：

从元素板的 IO 类里找到 Analog Input （AI） function block，用鼠标拖拽到页面上，如下图。

如果想知道关于 AI 功能块的更多信息，选中 AI 块，点右键，选择 What’s this?

，将出现关于 AI 块的简要说明。

如下图。

在参数窗口中双击 HI_HI_LIM（或右键选择 Properties），弹出属性对话框，把

数值改为 1000，点 OK。

然后，在参数窗口双击 IO_IN，在 Device Signal Tag 框输入 LT-1（液位变送器

的位号）。

点 OK。

注意：

参数列表中，有一个 L_TYPE 参数，表示线性方式（linearization type）

默认值为 Indirect.（间接方式）。

必须保证这一参数为默认的 Indirect.方式，不作

改动，才能进行下一步：

定义输入量的工程单位（Engineering Units）。

设置工程单位（EU）和测量范围：

双击 OUT_SCALE 参数，属性对话框设置如

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右图。

其中 scale 表示测量范围，Engineering unit 表示单位 （这里选加仑），Decimal place 表示小数点位置。

设置完成，点 OK。

为实测值（process value，即 PV 值）的输出添加一个功能块：

设置 PV 块的作用：

对于一个输出值来说，作为一个独立的功能块——而不仅仅是某个功能块下的一个参数——更容易被系统识别、计

算、处理。

本练习中要为 AI 块的 OUT 做历史曲线，那么， LI-101/PV 比 LI-101/AI1/OUT 更适合做历史采集的数据源。

在元素板中选择 Special Items（特殊功能块）， 找到 Output Parameter（输出参数），用鼠标拖拽到 AI 块右边，弹出属性对话框，把参数

名字改为 PV（实测值）。

其他设置：

Parameter（参数） = Floating point with status（浮点型），Parameter category（参数类型）= I/O。

完成，

点 OK。

功能块图上出现一个名为 PV 的功能块。

给 PV 添加历史采集（history collection）：

选中 AI 块，在参数窗口找到 PV 参数，右键，选择 Add History Recorder（添加历史记录），出现历史采集对话框，如下图。

在 Parameter field path（参数路径）框显示历史采集的对象为 PV 参量的当前值（current value，即 CV），如果这里没有显示 AI1/PV.CV，

可以通过 Browse（浏览）找到。

然后勾选 Enabled（激活）。

Display Representation（显示方法）选择 Line（线形）。

取样周期选择默认的 60

秒。

设置完成，点 OK。

注意：

“Line”可以在 Process History View 子程序中修改。

稍后，我们将把 Area （TANK-101） 配置到 Continuous Historian （连

续历史数据库）子系统中，激活工作站的历史数据采集功能，然后下

载工作站，使历史记录被收集和显示。

连接两个功能块：

点击工具条上的功能块连接按钮，鼠标变成铅笔形状，在 AI 块

的 OUT 参数和 PV 参数间画一条直线。

当右端连接到位时，铅笔会变成

形状。

点空白处或按钮，鼠标恢复常态。

完成后的图形如下：

完成 LI-101 模块：

创建一个模块的最后几步，在练习 4 里已有详细介绍，这里只简述一下，不再细讲：

1，连接控制画面。

选择 File —〉Properties，把 Primary Control picture 设为 TANK101。

2，分配模块到控制器。

File —〉Assign to Node，在浏览对话框里选择合适的控制节点。

3，保存模块。

File —〉Save，找到 Control Strategies—〉TANK-101，保存形式为 module，名字为 LI-101。

完成之后，关闭 Control Studio。

练习 6：

创建 PID 控制回路模块（FIC-101）

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李俊峰

本练习中，将使用 PID_LOOP 模块模板（在模板库的 Analog Control group 里）建立一个 PID 控制模块，作为控制流量阀的基础模块。

这次，我们将通过 DeltaV 浏览器创建模块，将其分配到控制器，并且设定大多数相关的参数。

创建模块、分配到控制器：

1， 新建。

打开 DeltaV Explorer,，选择 Library —〉Module Templates —〉Analog Control —〉PID_LOOP，把 PID_LOOP 模板拖到厂区

TANK-101 下。

在 TANK-101 area 中，把 PID_LOOP_1 改名为 FIC-101。

2， 分配。

右键，选择 Assign，或者直接把 FIC-101 拖拽到 Physical Network —〉Control Network 下，在浏览对话框找到合适的控制器，

点 OK。

设置模块：

在浏览器里双击 FIC-101，右侧窗口列出了

FIC-101 模块下的所有功能块。

选择 PID1（一个 PID 回路功能块），右侧窗

口显示出它的所有参数。

如右图。

接下来，设定一些必要的参数。

双击 IO_IN，在弹出的属性对话框里， 把

Device Tag（位号）设为 FT-1。

同样方法设置如下参数：

IO_OUT：

Device Tag = FY-1；

GAIN（调谐）：

value = 1；

RESET：

value = 3（每次重复间隔 3 秒）；

PV_SCALE：

Engineering unit = GPM（加仑

每分钟）；

另外，CONTROL_OPTS （control

options ）参数表示作用方式，如果不选

正作用（Direct acting ）的话，默认为反

作用（reverse acting