摘要：
Honeywell TDC3000系統(tǒng)的CL/AM程序設(shè)計在復(fù)雜運(yùn)算方面能力突出，在罐區(qū)儲量計量中能力卓越，本文在這方面有詳細(xì)闡述并且提供另一種近似計算方法和程序源碼，并且利用到了面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法的設(shè)計思想。
關(guān)鍵詞：
CL/AM，程序設(shè)計，罐區(qū)、儲量、計算、程序源碼、面向?qū)ο?br />
引言：
CL/AM程序設(shè)計是Honeywell TDC3000 DCS系統(tǒng)中一個運(yùn)算功能強(qiáng)大的工具。在DCS系統(tǒng)中有一部分復(fù)雜算法是標(biāo)準(zhǔn)測量算法無法實現(xiàn)的，這是就要借助CL/AM程序設(shè)計語言來實現(xiàn)。化工區(qū)乙烯罐區(qū)乙烯丙烯的儲量計算就是應(yīng)用此法。
1、 CL語言的分類
CL語言可分為CL/MC、CL/PM、CL/AM三種設(shè)計方法：
（1）、CL/MC既是應(yīng)用于多功能控制器（Multifunction control）的控制語言；
(2 )、CL/PM既是應(yīng)用于過程管理器(Process Managers)的控制語言；
(3 )、CL/AM既是應(yīng)用于應(yīng)用模塊（Application Module）的控制語言，其主要參與連續(xù)控制的應(yīng)用。
而本文主要涉及CL/AM的應(yīng)用。
2、 CL/AM的功能及方法
基于AM的CL程序適用于較大規(guī)模程序及大量數(shù)據(jù)支持的應(yīng)用。由于這一點，就需要得到數(shù)據(jù)庫的支持，而這個數(shù)據(jù)庫就包含了DCS系統(tǒng)中所有的數(shù)據(jù)點。
在DCS系統(tǒng)中，如果標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)點處理功能或者標(biāo)準(zhǔn)PV或控制算法不能提供所需求的有效算法，即：
（1）、標(biāo)準(zhǔn)PV算法不能提供所需求的足夠的算法和邏輯，那么在建立數(shù)據(jù)點時設(shè)定PVALGID= CL并將CL/AM程序連接來代替標(biāo)準(zhǔn)PV算法；
（2）、標(biāo)準(zhǔn)控制算法不能滿足所需求的控制動作，那么在建立該數(shù)據(jù)點時，設(shè)參數(shù)CTLALGID=CL并將相應(yīng)CL/AM程序連接來代替標(biāo)準(zhǔn)控制算法；
（3）、CL/AM程序也能被連接到，例如Regulatory Control、Custom或Switch類型的數(shù)據(jù)點上來擴(kuò)大數(shù)據(jù)點的處理功能。
3、 CL/AM程序的結(jié)構(gòu)
一個完整的CL/AM結(jié)構(gòu)如下：
PACKAGE
CUSTOM — —參數(shù)聲明區(qū)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
END CUSTOM
BLOCK 塊名 （作用范圍；AT 代替算法）
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－ — —程序代碼區(qū)
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－-
END 塊名
END PACKAGE
4、 CL/AM程序在乙烯罐區(qū)儲量計算中的應(yīng)用
4.1、設(shè)計思路：
因為在罐區(qū)的儲罐為非完全標(biāo)準(zhǔn)球罐，很難在數(shù)據(jù)點的標(biāo)準(zhǔn)PV算法中計算出其實時的儲量，即根據(jù)球罐的實時液位及密度等參數(shù)來計算出罐內(nèi)液體的質(zhì)量。所以在實際的運(yùn)用中DCS采用了CL/AM程序來代替AM Regulatory點的PVALGID算法。乙烯罐區(qū)9501A、9501B兩罐的罐內(nèi)液體質(zhì)量計算即用CL/AM程序來實現(xiàn)。在這里，罐內(nèi)液體的密度是0.442。程序設(shè)計思路如下，在積分學(xué)中為了計算某一不規(guī)則圖形的面積或體積時會將其細(xì)分為若干個近似規(guī)則的有可遵循計算方法的小圖形來計算，之后再集合成該圖形的面積或體積，當(dāng)然分的越細(xì)則越精確。設(shè)下圖為不規(guī)則圖形：
我們可以將其劃分為n個高為h，寬為dn的方形來計算，n決定其精度。而9501A、B罐的CL/AM計算質(zhì)量程序就采用此思路。將球罐等高度劃分為143段，計算出每個高度所對應(yīng)的體積并將其放入數(shù)組中。實時的液位高度將在143段的某兩段之間或等于某一段，然后根據(jù)該段的體積數(shù)Vn加兩段之間按比例計算的V` 得出總的體積，繼而根據(jù)密度計算出罐的儲量。
4.2程序結(jié)構(gòu)圖：
4.3 程序部分源代碼及代碼注釋：
本例是DCS中9501A、B兩罐的儲量計算公式。兩罐的規(guī)格相同，則在同一個CL/AM程序中一起計算，結(jié)果外送到數(shù)據(jù)點MI9501A.PV和MI9501B.PV。部分程序源代碼如下：
PACKAGE CUSTOM(NOT BLD_VISIBLE) ——數(shù)據(jù)段聲明開始；
PARAMETER MIN：ARRAY(1..144) —— 包含143段體積數(shù)的數(shù)組；
VALUE (0.0，0.224，. . . ，1531.115) —— 每一層對應(yīng)的體積，略去141個數(shù)組值；PARAMETER LI：ARRAY(1.. 10) — —中間數(shù)組，保存臨時用到的高度；
PARAMETER MI：ARRAY(1..10) — —中間數(shù)組，保存用到的儲量和密度；
END CUSTOM— —數(shù)據(jù)段聲明結(jié)束；
BLOCK MC302(POINT MC302;AT PV_ALG) — —程序塊開始，綁定在MC302上；
EXTERNAL LI9501A_30, LI9501B_30 — —輸入點液位接口；
EXTERNAL MI9501A, MI9501B — —輸出點儲量接口；
LOCAL I，J，K — —臨時變量；
SET J=2 — — 罐的數(shù)量，即A、B罐；
SET MI(6)=0.442 — — 罐內(nèi)液體的密度；
A2： LOOP FOR I IN 1 . . 5 — —變量初始化；
SET LI (I)=0.0
MI (I)=0.0
REPEAT A2
IF LI9501A_30.PV>0.0 THEN SET LI(1)=LI9501A_30.PV — —如果有液位，賦值；
IF LI9501B_30.PV>0.0 THEN SET LI(2)=LI9501B_30.PV — —同上；
A1： LOOP FOR I IN 1 . . J — —儲量的計算過程，A、B兩罐；
IF LI(I)=0.0 THEN GOTO A3 — —如果沒有液位則跳轉(zhuǎn),按體積為零計算；
IF LI(I)>=14.30 THEN SET LI(I)=14.30 — —如果超滿液位則按體積為滿計算；
SET K=INT(LI(I)*10) — — 用取整函數(shù)取液位達(dá)到或超過的最近的層數(shù)；
SET LI(8)=MIN(K+2) －MIN(K+1) — — 取液位所在兩層之間的體積差；
SET LI(9)=LI(I)*10 －K — — 取液位K+1和K+2層之間部分高度；
SET MI(I)=MIN(K+1)+LI(8)*LI(9) — — 計算出當(dāng)前液位所對應(yīng)的體積數(shù)；
A3： REPEAT A1 — —LOOP A1循環(huán)結(jié)束；
SET MI9501A．PV=MI(1)*MI(6) — —A罐儲量=A罐體積*密度；
SET MI9501B．PV=MI(2)*MI(6) — —B罐儲量=B罐體積*密度；
SET K=MI(1) — —A罐體積交給K；
CALL ALLOW_BAD(PVCALC，K) — —如果K值有錯誤，同樣可以賦值，不忽略；
— —下一句K為BAD值時，綁定點的PVAUTOST模式為BAD，其他則正常模式；
SET PVAUTOST=(WHEN BADVAL(K)：BAD；WHEN OTHERS：NORMAL)
END MC302
END PACKAGE
4.4 以上思路的優(yōu)缺點：
從以上思路可以看出來CUSTOM數(shù)據(jù)段是一個長為144的數(shù)組數(shù)值，是通過人工測量計算后得到的球罐143個平均高度層每層所對應(yīng)的體積數(shù)，然后在寫入程序時編碼到源代碼中。其優(yōu)點是對于同一種規(guī)格的球罐來說數(shù)組值不會有變化，從而一個程序能計算多個球罐體積（但擴(kuò)展時需要重新編碼）。
優(yōu)缺點是：
（1）、計算量大：
對于每一個分層所對應(yīng)的體積數(shù)都要計算而得，這在設(shè)計階段的計算量太大；
（2）、可維護(hù)性差：
因本例中9501A、B罐儲量在一個程序中計算，且31系列的乙烯A、B、C、D和丙烯A、B、C罐也在另一個程序中一起計算（原理相同），若要對數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)或密度等進(jìn)行維護(hù)修改，則會引起通程序中其他的儲量計算出現(xiàn)問題；
（3）、通用性差：
因為數(shù)據(jù)段的體積數(shù)是具體的數(shù)據(jù)，所以每一種直徑的罐都是不同的，那么每一種罐都需要一個單獨的邨CL/AM程序來計算，增大了工作量也增加了HM的存儲壓力，更不利于改造時的擴(kuò)展。
5、CL/AM程序在乙烯罐區(qū)中應(yīng)用的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計優(yōu)化思路
5.1.1 CL/AM程序GENERIC應(yīng)用：
這種應(yīng)用適合于一批情況相似的計算應(yīng)用，不必對每一個都設(shè)計出CL/AM程序，而是對相似的計算設(shè)計出一個程序來讓所有其它的相似計算共同引用。不同的是在CUSTOM數(shù)據(jù)段中引用的GENERIC INPUT是不同的數(shù)據(jù)源。其中ENENRIC INPUT是在被綁定點PED端口設(shè)置NOGINPTS的值為引用的數(shù)據(jù)源的個數(shù)，這也是面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計方法，如對9501A罐儲量計算時被綁定點的部分組態(tài)如下：
5.1.2 CUSTOM數(shù)據(jù)段的應(yīng)用：
該思路中還用到密度和半徑，應(yīng)該也包括在CUSTOM數(shù)據(jù)段中。對于不同的半徑球罐和罐內(nèi)液體，可以在綁定點得PED組態(tài)時更改為相應(yīng)的半徑和密度。
5.1.3 計算公式： 所用到的公式如下
V = 3.1415926*LEVEL*LEVEL*(3*RADIUS－LEVEL)/3 ……….①M(fèi)=V*DENSITY ………………………………………………………②
5.2 程序流程圖：
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