第9章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例

1、第第9 9章章 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例9.1 水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng)水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng)9.2 循環(huán)水裝置循環(huán)水裝置IPC系統(tǒng)系統(tǒng)9.3 中水回用中水回用PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)9.4 火電廠火電廠DCS控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)9.1 水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng)水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng)對于小型測控系統(tǒng)或者某些專用的智能化對于小型測控系統(tǒng)或者某些專用的智能化儀器儀表，一般可采用以單片機(jī)為核心、配以儀器儀表，一般可采用以單片機(jī)為核心、配以接口電路和外圍設(shè)備、再編制應(yīng)用程序的模式接口電路和外圍設(shè)備、再編制應(yīng)用程序的模式來實(shí)現(xiàn)。下面以一個簡單的水槽水位控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。下面以一個簡單的水槽水

2、位控制系統(tǒng)為例。為例。 主要內(nèi)容1 1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 2 2硬件電路硬件電路 3 3程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)v1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v 通過水槽水位的高低變化來啟停水泵，從通過水槽水位的高低變化來啟停水泵，從而達(dá)到對水位的控制目的，這是一種常見的工而達(dá)到對水位的控制目的，這是一種常見的工藝控制。如圖藝控制。如圖9.1點(diǎn)劃線框內(nèi)所示，一般可在水點(diǎn)劃線框內(nèi)所示，一般可在水槽內(nèi)安裝槽內(nèi)安裝3個金屬電極個金屬電極A、B、C，它們分別代，它們分別代表水位的下下限、下限與上限。工藝要求：當(dāng)表水位的下下限、下限與上限。工藝要求：當(dāng)水位升到上限水位升到上限C以上時，水泵應(yīng)停止供水；當(dāng)以上時，水泵應(yīng)停止供水；當(dāng)水位降到下

3、限水位降到下限B以下時，應(yīng)啟動水泵供水；當(dāng)以下時，應(yīng)啟動水泵供水；當(dāng)水位處于下限水位處于下限B與上限與上限C之間，水泵應(yīng)維持原有之間，水泵應(yīng)維持原有的工作狀態(tài)。的工作狀態(tài)。5V+12V+5V+330AT89C205112MHXTAL2XTAL1P1.1P1.0P1.3P1.23305V+81k81kKM30PF30PFZbc圖 15-8 水槽水位控制電路ABC220VKA圖圖9.2 水槽水位控制電路水槽水位控制電路v2硬件電路硬件電路 v 根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)硬件電路如圖根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)硬件電路如圖9.1所示，這是一個用單片機(jī)采集水位信號并通過所示，這是一個用單片機(jī)采集水位

4、信號并通過繼電器控制水泵的小型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。主要組成繼電器控制水泵的小型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。主要組成部分的功能如下：部分的功能如下：v (1) 系統(tǒng)核心部分：采用低檔型系統(tǒng)核心部分：采用低檔型AT89C2051單單片機(jī)，用片機(jī)，用P1.0和和P1.1端作為水位信號的采集輸入口，端作為水位信號的采集輸入口，P1.2和和P1.3端作為控制與報(bào)警輸出口。端作為控制與報(bào)警輸出口。v (2) 水位測量部分：電極水位測量部分：電極A接接+5V電源，電極電源，電極B、C各通過一個電阻與地相連。各通過一個電阻與地相連。b點(diǎn)電平與點(diǎn)電平與c點(diǎn)電平分點(diǎn)電平分別接到別接到P1.0和和P1.1輸入端，可以代表水位的各種

5、狀輸入端，可以代表水位的各種狀態(tài)與操作要求，共有態(tài)與操作要求，共有4種組合，如種組合，如表表9-1所示。所示。 v 表表9-1 水位信號及操作狀態(tài)表水位信號及操作狀態(tài)表C(P1.1) b(P1.0) 水位 操作 00B點(diǎn)以下 水泵啟動 01B、C之間 維持原狀 10系統(tǒng)故障 故障報(bào)警 11C點(diǎn)以上 水泵停止 v 當(dāng)水位降到下限當(dāng)水位降到下限B以下時，電極以下時，電極B與電極與電極C在在水面上方懸空，水面上方懸空，b點(diǎn)、點(diǎn)、c點(diǎn)呈低電平，這時應(yīng)啟動點(diǎn)呈低電平，這時應(yīng)啟動水泵供水，即是表中第一種組合；當(dāng)水位處于下限水泵供水，即是表中第一種組合；當(dāng)水位處于下限與上限之間，由于水的導(dǎo)電作用，電極與上限

6、之間，由于水的導(dǎo)電作用，電極B連到電極連到電極A及及+5V，則，則b點(diǎn)呈高電平，而電極點(diǎn)呈高電平，而電極C仍懸空則仍懸空則c點(diǎn)為低電平，這時不論水位處于上升或下降趨勢，點(diǎn)為低電平，這時不論水位處于上升或下降趨勢，水泵都應(yīng)繼續(xù)維持原有的工作狀態(tài)，見表中第二種水泵都應(yīng)繼續(xù)維持原有的工作狀態(tài)，見表中第二種組合；當(dāng)水位上升達(dá)到上限時，電極組合；當(dāng)水位上升達(dá)到上限時，電極B、C通過水通過水導(dǎo)體連到導(dǎo)體連到電極電極A及及+5V，因此，因此b點(diǎn)、點(diǎn)、c點(diǎn)呈高電平，點(diǎn)呈高電平，這時水泵應(yīng)停止供水，如表中第四種組合；還有第這時水泵應(yīng)停止供水，如表中第四種組合；還有第三種組合即水位達(dá)到電極三種組合即水位達(dá)到電極C

7、卻未達(dá)到電極卻未達(dá)到電極B，即，即c點(diǎn)點(diǎn)為高電平而為高電平而b點(diǎn)為低電平，這在正常情況下是不可點(diǎn)為低電平，這在正常情況下是不可能發(fā)生的，作為一種故障狀態(tài)，在設(shè)計(jì)中還是應(yīng)考能發(fā)生的，作為一種故障狀態(tài)，在設(shè)計(jì)中還是應(yīng)考慮的。慮的。v (3) 控制報(bào)警部分：由控制報(bào)警部分：由P1.2端輸出高電端輸出高電平，經(jīng)反相器使光耦隔離器導(dǎo)通，繼電器線平，經(jīng)反相器使光耦隔離器導(dǎo)通，繼電器線圈圈KM得電，常開觸點(diǎn)得電，常開觸點(diǎn)KA閉合，啟動水泵運(yùn)閉合，啟動水泵運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)轉(zhuǎn)；當(dāng)P1.2端輸出低電平，經(jīng)反相器使光耦端輸出低電平，經(jīng)反相器使光耦隔離器截止，繼電器線圈隔離器截止，繼電器線圈J失電，常開觸點(diǎn)失電，常開觸點(diǎn)斷開

8、，則使水泵停轉(zhuǎn)。由斷開，則使水泵停轉(zhuǎn)。由P1.3端輸出高電平，端輸出高電平，經(jīng)反相器變?yōu)榈碗娖?，?qū)動一支發(fā)光二極管經(jīng)反相器變?yōu)榈碗娖剑?qū)動一支發(fā)光二極管發(fā)光進(jìn)行故障報(bào)警。發(fā)光進(jìn)行故障報(bào)警。v3程序設(shè)計(jì)v程序流程如圖程序流程如圖9.2所示。所示。開始P1.1、P1.0=00？啟動水泵P1.21設(shè)置堆棧指針P1.1、P1.0=10？P1.1、P1.0=11？停止水泵P1.20故障報(bào)警P1.319.2 循環(huán)水裝置循環(huán)水裝置IPC系統(tǒng)系統(tǒng)在以模擬量為主的中小規(guī)?？刂茥l件下，在以模擬量為主的中小規(guī)模控制條件下，應(yīng)優(yōu)先選擇應(yīng)優(yōu)先選擇IPC控制裝置，下面介紹用一控制裝置，下面介紹用一臺臺STD總線總線IPC

9、控制循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)控制循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置的實(shí)例。裝置的實(shí)例。主要內(nèi)容1 1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 2 2硬件電路硬件電路 3 3軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)4 4功能畫面功能畫面v1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v 大型化工企業(yè)普遍采用冷卻水循環(huán)使大型化工企業(yè)普遍采用冷卻水循環(huán)使用技術(shù)，但循環(huán)冷卻水同時帶來設(shè)備的結(jié)垢用技術(shù)，但循環(huán)冷卻水同時帶來設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕問題，為此利用循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)與腐蝕問題，為此利用循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置，模擬生產(chǎn)現(xiàn)場的流態(tài)水質(zhì)、流速、金裝置，模擬生產(chǎn)現(xiàn)場的流態(tài)水質(zhì)、流速、金屬材質(zhì)和循環(huán)冷卻水進(jìn)出口溫度等主要參數(shù)，屬材質(zhì)和循環(huán)冷卻水進(jìn)出口溫度等主要參數(shù)，來評價穩(wěn)定水質(zhì)的配方、阻垢效果及尋求

10、相來評價穩(wěn)定水質(zhì)的配方、阻垢效果及尋求相應(yīng)的操作工藝條件。應(yīng)的操作工藝條件。v（1）工藝流程）工藝流程v 模擬試驗(yàn)裝置的主要流程如圖模擬試驗(yàn)裝置的主要流程如圖9.3所示，所示，左下方水槽中的冷水經(jīng)水泵、調(diào)節(jié)閥打入換左下方水槽中的冷水經(jīng)水泵、調(diào)節(jié)閥打入換熱器，與蒸汽換熱后，導(dǎo)入冷卻塔與冷風(fēng)換熱器，與蒸汽換熱后，導(dǎo)入冷卻塔與冷風(fēng)換冷，噴淋而下回落到水槽，再由水泵打循環(huán)。冷，噴淋而下回落到水槽，再由水泵打循環(huán)。圖圖9.3 循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置控制流程圖循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置控制流程圖v（2）控制要求）控制要求v 通常情形是用戶配置兩套這樣的模擬裝置同時運(yùn)行，因通常情形是用戶配置兩套這樣的模擬裝置同

11、時運(yùn)行，因而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)同時面向兩臺模擬裝置，集檢測、控制與而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)同時面向兩臺模擬裝置，集檢測、控制與管理于一體，主要完成如下功能：管理于一體，主要完成如下功能：v 10點(diǎn)參數(shù)檢測功能點(diǎn)參數(shù)檢測功能v 入口水溫、出口水溫、蒸汽溫度、冷卻塔底溫度，共入口水溫、出口水溫、蒸汽溫度、冷卻塔底溫度，共8路溫度，量程為路溫度，量程為0100，檢測精度為，檢測精度為02級。兩路循環(huán)級。兩路循環(huán)水流量，量程為水流量，量程為2001200Lh，檢測精度為，檢測精度為1級。還有計(jì)級。還有計(jì)算顯示出入口溫差、瞬時污垢熱阻、水閥與風(fēng)閥門開度、算顯示出入口溫差、瞬時污垢熱阻、水閥與風(fēng)閥門開度、試驗(yàn)時間與剩余時

12、間。試驗(yàn)時間與剩余時間。v 22個參數(shù)設(shè)定功能個參數(shù)設(shè)定功能v 換熱器試管直徑與長度、流量與溫度的給定值、換熱器試管直徑與長度、流量與溫度的給定值、PID控控制的比例系數(shù)、積分時間、微分時間以及即時時間與試驗(yàn)制的比例系數(shù)、積分時間、微分時間以及即時時間與試驗(yàn)時間。時間。v 10個參數(shù)標(biāo)定功能個參數(shù)標(biāo)定功能 對對8路溫度、路溫度、2路流量進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定。路流量進(jìn)行現(xiàn)場標(biāo)定。v PID控制功能控制功能 實(shí)時控制實(shí)時控制2路入口水溫與路入口水溫與2路循環(huán)水流量，溫度控制精度：路循環(huán)水流量，溫度控制精度：設(shè)定值設(shè)定值 05；流量控制精度：設(shè)定值；流量控制精度：設(shè)定值2 FS（FS即即Full Scale

13、，意為滿刻度或滿量程）。，意為滿刻度或滿量程）。v 工藝計(jì)算、列表繪圖功能工藝計(jì)算、列表繪圖功能 根據(jù)污垢熱阻計(jì)算公式計(jì)算并顯示出瞬時污垢熱阻，而且根據(jù)污垢熱阻計(jì)算公式計(jì)算并顯示出瞬時污垢熱阻，而且自動生成試自動生成試 驗(yàn)數(shù)據(jù)列表。自動繪制時間驗(yàn)數(shù)據(jù)列表。自動繪制時間-污垢熱阻曲線。污垢熱阻曲線。v 其他功能指標(biāo)其他功能指標(biāo) 所有參數(shù)的采樣、計(jì)算、控制周期均為所有參數(shù)的采樣、計(jì)算、控制周期均為0.25S，刷新顯示周，刷新顯示周期為期為2S，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時間間隔按工藝要求而定，數(shù)據(jù)保，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時間間隔按工藝要求而定，數(shù)據(jù)保存時間為存時間為10年，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有軟件硬件自診斷、自恢復(fù)功年，系統(tǒng)內(nèi)

14、部設(shè)有軟件硬件自診斷、自恢復(fù)功能，具有永不能，具有永不“死機(jī)死機(jī)”的高度可靠性。的高度可靠性。 上述所有參數(shù)均以漢字分屏幕顯示，且附有提示菜單以便操上述所有參數(shù)均以漢字分屏幕顯示，且附有提示菜單以便操作。作。v2硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)v 根據(jù)上述系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)的要求，根據(jù)上述系統(tǒng)功能及技術(shù)指標(biāo)的要求，采用一臺現(xiàn)成的采用一臺現(xiàn)成的STD總線總線IPC較為適宜。選較為適宜。選用某電子工廠的用某電子工廠的IPC產(chǎn)品，共由產(chǎn)品，共由10塊功能模塊功能模板及外設(shè)組成，板及外設(shè)組成，如圖如圖9.4所示。所示。圖圖9.4 IPC硬件組成框圖硬件組成框圖v 圖中（圖中（1）CPU板及打印機(jī)、（板及打印機(jī)、（2）

15、CRT板及板及CRT、（、（3）鍵盤接口及自診斷板及鍵盤、（鍵盤接口及自診斷板及鍵盤、（4）存儲器板、（）存儲器板、（5）電源，）電源，構(gòu)成了構(gòu)成了STD工業(yè)控制機(jī)基本系統(tǒng)。在自診斷板中使用了工業(yè)控制機(jī)基本系統(tǒng)。在自診斷板中使用了WDT看門狗技術(shù)，無論何種原因引起死機(jī)，自診斷系統(tǒng)能看門狗技術(shù)，無論何種原因引起死機(jī)，自診斷系統(tǒng)能在在128內(nèi)測出并恢復(fù)正常運(yùn)行，整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作十分內(nèi)測出并恢復(fù)正常運(yùn)行，整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作十分可靠。可靠。v 其中的（其中的（6）溫度檢測板，是一個由單片機(jī)構(gòu)成的智能）溫度檢測板，是一個由單片機(jī)構(gòu)成的智能型溫度接口板，該板本身能夠完成型溫度接口板，該板本身能夠完成8路

16、溫度的檢測，濾波處路溫度的檢測，濾波處理，鉑電阻線性化處理。在這個板上利用軟件技術(shù)從根本理，鉑電阻線性化處理。在這個板上利用軟件技術(shù)從根本上克服了溫度漂移問題。上克服了溫度漂移問題。v 其中的（其中的（7）D/A轉(zhuǎn)換板是流量及溫度控制的驅(qū)動接口轉(zhuǎn)換板是流量及溫度控制的驅(qū)動接口板。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測兩路塔底溫度與兩路流量，與設(shè)定值板。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測兩路塔底溫度與兩路流量，與設(shè)定值進(jìn)行比較，并對其偏差進(jìn)行進(jìn)行比較，并對其偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果通過運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果通過D/A轉(zhuǎn)換變成模擬電壓信號輸出至（轉(zhuǎn)換變成模擬電壓信號輸出至（8）伺服放大板，從而控制）伺服放大板，從而控制相應(yīng)的相應(yīng)的4個調(diào)節(jié)閥

17、。個調(diào)節(jié)閥。v其中的（其中的（8）伺服放大板，其功能相當(dāng)于電動單元）伺服放大板，其功能相當(dāng)于電動單元組合儀表中的組合儀表中的4個伺服放大器，但其精度及可靠性個伺服放大器，但其精度及可靠性優(yōu)于常規(guī)的伺服放大器。它接收來自優(yōu)于常規(guī)的伺服放大器。它接收來自D/A轉(zhuǎn)換板的轉(zhuǎn)換板的4路閥位信號，并檢測路閥位信號，并檢測4個閥的實(shí)際位置，如果實(shí)個閥的實(shí)際位置，如果實(shí)際位置與際位置與D/A轉(zhuǎn)換板輸出的閥位有偏差，則使閥動轉(zhuǎn)換板輸出的閥位有偏差，則使閥動作，達(dá)到與作，達(dá)到與D/A輸出一致的位置后停止，從而實(shí)現(xiàn)輸出一致的位置后停止，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對調(diào)節(jié)閥的控制。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對調(diào)節(jié)閥的控制。v其中的（其中的（1

18、0）濾波板，對）濾波板，對STD總線的有關(guān)信號進(jìn)行總線的有關(guān)信號進(jìn)行濾波處理，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。濾波處理，從而提高整個系統(tǒng)的可靠性。v其中的（其中的（9）流量檢測板，主要由計(jì)數(shù)電路組成，）流量檢測板，主要由計(jì)數(shù)電路組成，檢測兩路來自渦輪流量變送器的脈沖信號。對其實(shí)檢測兩路來自渦輪流量變送器的脈沖信號。對其實(shí)行濾波、整形、放大、光隔、計(jì)數(shù)處理，并向兩個行濾波、整形、放大、光隔、計(jì)數(shù)處理，并向兩個渦輪流量變送器提供渦輪流量變送器提供+12V電壓。電壓。3 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)采用了現(xiàn)成的該系統(tǒng)采用了現(xiàn)成的IPC，計(jì)算機(jī)廠家已，計(jì)算機(jī)廠家已提供了監(jiān)控程序或系統(tǒng)程序，設(shè)計(jì)者的軟件提供了監(jiān)控

19、程序或系統(tǒng)程序，設(shè)計(jì)者的軟件設(shè)計(jì)任務(wù)主要是進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用軟件編制。設(shè)計(jì)任務(wù)主要是進(jìn)行系統(tǒng)的應(yīng)用軟件編制。 該應(yīng)用軟件主要完成兩方面的任務(wù)：該應(yīng)用軟件主要完成兩方面的任務(wù)：（1）8路溫度、兩路流量的采集與處理，入口路溫度、兩路流量的采集與處理，入口溫度與流量的控制，定時存儲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；溫度與流量的控制，定時存儲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；（2）允許操作者查看、打印各種數(shù)據(jù)，設(shè)定、）允許操作者查看、打印各種數(shù)據(jù)，設(shè)定、標(biāo)定各個參數(shù)。標(biāo)定各個參數(shù)。由于前者任務(wù)要求適時性較強(qiáng)，且完成由于前者任務(wù)要求適時性較強(qiáng)，且完成任務(wù)所需時間較短，故安排在中斷服務(wù)子程序任務(wù)所需時間較短，故安排在中斷服務(wù)子程序中完成。而后者屬人機(jī)對話性

20、質(zhì)，任務(wù)完成時中完成。而后者屬人機(jī)對話性質(zhì)，任務(wù)完成時間較長，且不需嚴(yán)格適時性，故放于主程序中間較長，且不需嚴(yán)格適時性，故放于主程序中完成。完成。 圖圖9.6 中斷服務(wù)子程序由于該控制系統(tǒng)小、中斷服務(wù)子程序由于該控制系統(tǒng)小、比較簡單，功能畫面要求也不復(fù)雜，因而軟件比較簡單，功能畫面要求也不復(fù)雜，因而軟件部分全部采用匯編語言編制。部分全部采用匯編語言編制。 圖圖9.6 中斷服務(wù)子程序中斷服務(wù)子程序IPC硬件組成框圖硬件組成框圖 主程序結(jié)構(gòu)框圖如圖主程序結(jié)構(gòu)框圖如圖9.5所示。在初始化過程中，所示。在初始化過程中，主要完成對主要完成對CRT、打印機(jī)工作方式設(shè)定，四個調(diào)節(jié)閥、打印機(jī)工作方式設(shè)定，四個

21、調(diào)節(jié)閥門初始定位及軟件標(biāo)志設(shè)置等。門初始定位及軟件標(biāo)志設(shè)置等。 在每一個畫面處理過程中，能夠查看其他畫面，在每一個畫面處理過程中，能夠查看其他畫面，同時完成本畫面應(yīng)完成的一些功能。同時完成本畫面應(yīng)完成的一些功能。 中斷服務(wù)子程序如圖中斷服務(wù)子程序如圖9.6所示。這是一個時間中斷所示。這是一個時間中斷子程序。系統(tǒng)設(shè)置每隔子程序。系統(tǒng)設(shè)置每隔250ms中斷一次，中斷服務(wù)中斷一次，中斷服務(wù)子程序中各個任務(wù)，應(yīng)能在子程序中各個任務(wù)，應(yīng)能在250ms內(nèi)完成。每四次內(nèi)完成。每四次中斷即時間間隔為中斷即時間間隔為1S時，刷新時鐘，處理秒、分、時，刷新時鐘，處理秒、分、時、日、月、年的遞增，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時。每八

22、次中斷，時、日、月、年的遞增，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確計(jì)時。每八次中斷，即時間間隔為即時間間隔為2S時，采集時，采集8路溫度、路溫度、2路流量，利用路流量，利用軟件實(shí)現(xiàn)濾波處理，以消除瞬間干擾的影響。軟件實(shí)現(xiàn)濾波處理，以消除瞬間干擾的影響?？刂撇捎脗鹘y(tǒng)的控制采用傳統(tǒng)的PID控制方式，實(shí)行輸出控制方式，實(shí)行輸出速率限定，即在速率限定，即在2S控制周期內(nèi)，輸出變化幅控制周期內(nèi)，輸出變化幅度不大于輸出全范圍的度不大于輸出全范圍的5。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲，。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的存儲，若系統(tǒng)在強(qiáng)穩(wěn)過程中，則每隔若系統(tǒng)在強(qiáng)穩(wěn)過程中，則每隔5min記錄一次，記錄一次，若系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過程中，則每隔若系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)過程中，則每隔120min記錄一記

23、錄一次。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)、設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件及各參數(shù)次。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)、設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件及各參數(shù)的標(biāo)定值存于系統(tǒng)的的標(biāo)定值存于系統(tǒng)的 E2ROM存儲器中，有效存儲器中，有效保存時間為保存時間為10年。年。圖圖9.5 主程序結(jié)構(gòu)框圖主程序結(jié)構(gòu)框圖4功能畫面功能畫面 該系統(tǒng)共有該系統(tǒng)共有6個功能畫面，漢字顯示且每個功能畫面，漢字顯示且每個畫面都有提示菜單，向操作者提示操作的方個畫面都有提示菜單，向操作者提示操作的方式。通過對這式。通過對這6個菜單的選擇操作，便可實(shí)現(xiàn)個菜單的選擇操作，便可實(shí)現(xiàn)本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有功能。本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有功能。 這這6個功能畫面分別是參數(shù)檢測畫面、參個功能畫面分別是參數(shù)檢測畫面、參

24、數(shù)設(shè)定畫面、參數(shù)標(biāo)定畫面、數(shù)據(jù)列表畫面、數(shù)設(shè)定畫面、參數(shù)標(biāo)定畫面、數(shù)據(jù)列表畫面、熱阻曲線畫面和系統(tǒng)狀態(tài)畫面。熱阻曲線畫面和系統(tǒng)狀態(tài)畫面。9.3 中水回用中水回用PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)在以數(shù)字量為主的中小規(guī)模控制環(huán)境在以數(shù)字量為主的中小規(guī)?？刂骗h(huán)境下，一般應(yīng)首選下，一般應(yīng)首選PLC裝置，下面介紹一個用裝置，下面介紹一個用西門子西門子PLC監(jiān)控中水處理流程的工程實(shí)例。監(jiān)控中水處理流程的工程實(shí)例。主要內(nèi)容1 1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述 2 2硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì) 3 3程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)v1系統(tǒng)概述系統(tǒng)概述v 將生活污水進(jìn)行幾級處理，作為除飲用以外的將生活污水進(jìn)行幾級處理，作為除飲用以外的其它生活用水，將形成一個

25、非常寶貴的回用水資源。其它生活用水，將形成一個非常寶貴的回用水資源。其中用其中用PLC作為主要控制裝置已成為一種共識。作為主要控制裝置已成為一種共識。v （1）工藝流程）工藝流程v 中水處理主要工藝流程如圖中水處理主要工藝流程如圖9.7所示。生活污水所示。生活污水首先通過格柵機(jī)濾除固態(tài)雜物，進(jìn)入調(diào)節(jié)池緩沖，首先通過格柵機(jī)濾除固態(tài)雜物，進(jìn)入調(diào)節(jié)池緩沖，再進(jìn)入生化池，利用生物接觸氧化、化學(xué)絮凝和機(jī)再進(jìn)入生化池，利用生物接觸氧化、化學(xué)絮凝和機(jī)械過濾方法使水中械過濾方法使水中COD、BOD5等幾種水質(zhì)指標(biāo)大等幾種水質(zhì)指標(biāo)大幅度降低，再采用活性炭和碳纖維復(fù)合吸附過濾方幅度降低，再采用活性炭和碳纖維復(fù)合吸

26、附過濾方式，使出水達(dá)到生活使用要求。式，使出水達(dá)到生活使用要求。圖圖9.7 中水處理工藝流程圖中水處理工藝流程圖格柵機(jī)調(diào)節(jié)池生化池 壓濾罐清水池集水池加藥 加氯 排掉 回用 風(fēng)機(jī) 反沖洗 污水 （2）控制要求）控制要求 該流程共有被控設(shè)備（含備用）該流程共有被控設(shè)備（含備用）14臺泵和臺泵和電機(jī)，電機(jī)，4個池的水位需要檢測。個池的水位需要檢測。 水位計(jì)的作用：在任何控制方式下，水位水位計(jì)的作用：在任何控制方式下，水位計(jì)的上上限或下下限到位時，都將發(fā)出聲光報(bào)計(jì)的上上限或下下限到位時，都將發(fā)出聲光報(bào)警信號；在全自動、分組自動、半自動控制方警信號；在全自動、分組自動、半自動控制方式下，水位計(jì)的上限、

27、下限分別作為該池排水式下，水位計(jì)的上限、下限分別作為該池排水泵自動開、停的泵自動開、停的PLC輸入信號。輸入信號。 采用采用4種控制方式：手動、半自動、分組種控制方式：手動、半自動、分組自動和全自動。自動和全自動。 手動控制方式手動控制方式 即用手操作即用手操作14個按鈕開停個按鈕開停14個被控負(fù)荷，個被控負(fù)荷，不受水位影響。不受水位影響。 生化半自動控制方式生化半自動控制方式 指生化池水位機(jī)組的半自動控制方式，指生化池水位機(jī)組的半自動控制方式，也即由生化池水位的上限與下也即由生化池水位的上限與下 限自動控制生限自動控制生化泵的開、停，而加藥計(jì)量泵、化泵的開、停，而加藥計(jì)量泵、CLO2發(fā)生器發(fā)

28、生器的開、停由手動操作。的開、停由手動操作。分組自動控制方式分組自動控制方式 為了便于維護(hù)，整個系統(tǒng)分為六個獨(dú)立的機(jī)組：為了便于維護(hù)，整個系統(tǒng)分為六個獨(dú)立的機(jī)組：調(diào)節(jié)池水位自動機(jī)調(diào)節(jié)池水位自動機(jī) 組、生化池水位自動機(jī)組、清水組、生化池水位自動機(jī)組、清水池水位自動機(jī)組、集水池水位自動機(jī)池水位自動機(jī)組、集水池水位自動機(jī) 組、溢流泵自組、溢流泵自動機(jī)組、羅茨風(fēng)機(jī)自動機(jī)組。動機(jī)組、羅茨風(fēng)機(jī)自動機(jī)組。 控制要求：當(dāng)按下分組自動按鈕時，被按下按控制要求：當(dāng)按下分組自動按鈕時，被按下按鈕的燈閃亮，當(dāng)選定鈕的燈閃亮，當(dāng)選定 主、備電機(jī)按鈕后，分組自動主、備電機(jī)按鈕后，分組自動按鈕指示燈長亮；當(dāng)水位達(dá)到上限時，

29、按鈕指示燈長亮；當(dāng)水位達(dá)到上限時， 電機(jī)停止而電機(jī)停止而按鈕指示燈轉(zhuǎn)為閃亮。按鈕指示燈轉(zhuǎn)為閃亮。 全自動方式控制要求全自動方式控制要求 就是當(dāng)全自動準(zhǔn)備按鈕啟動后，首先選擇主、就是當(dāng)全自動準(zhǔn)備按鈕啟動后，首先選擇主、備用電機(jī)，然后啟動全自動開停按鈕，則整個系統(tǒng)進(jìn)備用電機(jī)，然后啟動全自動開停按鈕，則整個系統(tǒng)進(jìn)入全自動運(yùn)行狀態(tài)。入全自動運(yùn)行狀態(tài)。 2硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)（1）PLC 系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置 根據(jù)工藝流程與控制要求，要完成根據(jù)工藝流程與控制要求，要完成14臺被控設(shè)備臺被控設(shè)備的啟動、停止按鈕操作，運(yùn)行、停止、故障狀態(tài)的燈的啟動、停止按鈕操作，運(yùn)行、停止、故障狀態(tài)的燈指示以及指示以及4種控制方式

30、，如果采用常規(guī)的控制模式，種控制方式，如果采用常規(guī)的控制模式，1臺設(shè)備約需臺設(shè)備約需56個啟、停按鈕及狀態(tài)指示燈等器件，個啟、停按鈕及狀態(tài)指示燈等器件，整個控制盤面上大約需要整個控制盤面上大約需要90余個按鈕與指示燈。這余個按鈕與指示燈。這將帶來器件成本的增高、控制盤面的增大、人工操作將帶來器件成本的增高、控制盤面的增大、人工操作的雜亂。本系統(tǒng)采用軟件編程的方法，充分利用的雜亂。本系統(tǒng)采用軟件編程的方法，充分利用PLC內(nèi)部的輸入輸出變量及軟件計(jì)數(shù)器，使內(nèi)部的輸入輸出變量及軟件計(jì)數(shù)器，使1個帶燈按鈕個帶燈按鈕集成了集成了1臺設(shè)備的全部控制與狀態(tài)指示功能，加上臺設(shè)備的全部控制與狀態(tài)指示功能，加上4

31、種控制方式及其切換，總計(jì)只需配置種控制方式及其切換，總計(jì)只需配置24個帶燈按鈕，個帶燈按鈕，分別代表分別代表14臺被控設(shè)備與臺被控設(shè)備與10種控制方式。種控制方式。 整個系統(tǒng)需要開關(guān)量輸入整個系統(tǒng)需要開關(guān)量輸入40點(diǎn)與開關(guān)量點(diǎn)與開關(guān)量輸出輸出32點(diǎn)。因此，選用德國點(diǎn)。因此，選用德國SIEMENS的的S7-200主機(jī)主機(jī)CPU226，有開關(guān)量，有開關(guān)量24輸入輸入16輸出輸出點(diǎn)，數(shù)字量擴(kuò)展模塊點(diǎn)，數(shù)字量擴(kuò)展模塊EM223，提供開關(guān)量，提供開關(guān)量16輸入輸入/16輸出點(diǎn)，總計(jì)正好構(gòu)成了系統(tǒng)要求的輸出點(diǎn)，總計(jì)正好構(gòu)成了系統(tǒng)要求的40點(diǎn)輸入點(diǎn)輸入/32點(diǎn)輸出。點(diǎn)輸出。操作界面選用操作界面選用TD200

32、中文文本顯示器。中文文本顯示器。 （2）PLC輸入輸出接線圖輸入輸出接線圖 PLC輸入輸出接線如圖輸入輸出接線如圖9.8所示，輸入按所示，輸入按鈕鈕124AN分別對應(yīng)于分別對應(yīng)于PLC I0.0I1.7與與I4.0I4.7計(jì)計(jì)24個開關(guān)量輸入點(diǎn)；個開關(guān)量輸入點(diǎn)；4個水位計(jì)個水位計(jì)的的16個水位電極點(diǎn)分別對應(yīng)個水位電極點(diǎn)分別對應(yīng)I2.0I3.7計(jì)計(jì)16個個開關(guān)量輸入點(diǎn)；開關(guān)量輸入點(diǎn)；PLC輸出點(diǎn)輸出點(diǎn)Q0.0Q0.7，Q1.0Q1.5分別對應(yīng)于分別對應(yīng)于14臺輸出設(shè)備；輸出臺輸出設(shè)備；輸出點(diǎn)點(diǎn)Q1.6Q3.7分別對應(yīng)于分別對應(yīng)于8臺被控設(shè)備與臺被控設(shè)備與10種控制方式的狀態(tài)指示燈，共計(jì)種控制方式

33、的狀態(tài)指示燈，共計(jì)32個開關(guān)量個開關(guān)量輸出點(diǎn)；另外輸出點(diǎn)；另外6臺被控設(shè)備的運(yùn)行指示燈由臺被控設(shè)備的運(yùn)行指示燈由相應(yīng)的中間繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動。相應(yīng)的中間繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動。圖圖9.8 PLC輸入輸出接線圖輸入輸出接線圖 1 K A2 K A3 K A7 K A1 0 K A9 K A4 K A5 K A6 K A1 1 K A1 2 K A8 K A1 3 K A1 4 K A1 A N2 A N3 A N1 8 A N1 9 A N2 0 A N4 A N9 A N8 A N1 6 A N1 2 A N1 5 A N1 3 A N1 7 A N2 1 A N2 2 A N2 3 A N2 4 A N

34、1 號風(fēng)機(jī)2 號風(fēng)機(jī)2 號生化泵1 號生化泵集水池泵反洗水泵C L O 2 發(fā)生器1 號調(diào)節(jié)泵2 號調(diào)節(jié)泵柵格機(jī)計(jì)量泵2 號溢流泵熱風(fēng)幕1 號溢流泵1 號風(fēng)機(jī)燈2 號風(fēng)機(jī)燈1 號生化泵燈2 號生化泵燈1 號調(diào)節(jié)泵燈2 號調(diào)節(jié)泵燈1 號溢流泵燈2 號溢流泵燈全自動準(zhǔn)備燈全自動啟動燈調(diào)節(jié)池自動燈生化池自動燈清水動啟動燈集水池自動燈溢流泵自動燈風(fēng)機(jī)自動燈生化半自動燈報(bào)警燈蜂鳴器 1 號風(fēng)機(jī) 2 號風(fēng)機(jī) 1 號生化泵 2 號生化泵集水池泵反洗水泵 C L O 2 發(fā)生器 1 號調(diào)節(jié)泵 2 號調(diào)節(jié)泵柵格機(jī) 計(jì)量泵 1 號溢流泵 2 號溢流泵熱風(fēng)幕全自動準(zhǔn)備全自動開停 調(diào)節(jié)池上上限調(diào)節(jié)池上限調(diào)節(jié)池下限 調(diào)

35、節(jié)池下下限生化池上上限生化池上限生化池下限 生化池下下限 集水池上上限集水池上限集水池下限 集水池下下限 清水池上上限清水池上限清水池下限 清水池下下限調(diào)節(jié)池自動生化池自動清水池自動 集水池自動溢流泵自動 風(fēng)機(jī)自動 生化半自動 消除警報(bào)圖1 5 - 1 5 P L C 輸入輸出接線圖I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 6I 0 . 5I 0 . 4I 0 . 3I 0 . 7I 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 6I 1 . 5I 1 . 4I 1 . 3I 1 . 7I 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 6I 2 . 5I 2 . 4I 2

36、. 3I 2 . 7I 3 . 0I 3 . 1I 3 . 2I 3 . 6I 3 . 5I 3 . 4I 3 . 3I 3 . 7I 4 . 0I 4 . 1I 4 . 2I 4 . 6I 4 . 5I 4 . 4I 4 . 3I 4 . 71 7 A N1 8 A N1 9 A N2 3 A N2 2 A N2 1 A N2 0 A N2 4 A N1 A N2 A N3 A N7 A N6 A N5 A N4 A N8 A N9 A N1 0 A N1 1 A N1 5 A N1 4 A N1 3 A N1 2 A N1 6 A NQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 6

37、Q 0 . 5Q 0 . 4Q 0 . 3Q 0 . 7Q 1 . 0Q 1 . 1Q 1 . 2Q 1 . 6Q 1 . 5Q 1 . 4Q 1 . 3Q 1 . 7Q 2 . 0Q 2 . 1Q 2 . 2Q 2 . 6Q 2 . 5Q 2 . 4Q 2 . 3Q 2 . 7Q 3 . 0Q 3 . 1Q 3 . 2Q 3 . 6Q 3 . 5Q 3 . 4Q 3 . 3Q 3 . 7 S 7 - 2 0 0 C P U 2 2 6E M 2 2 32 4 V D C2 2 0 V A C（3）TD200中文顯示器中文顯示器 與與SIEMENS主機(jī)配套的顯示器的種類很多，而主機(jī)配套的顯示器

38、的種類很多，而TD200中文文本顯示器是所有中文文本顯示器是所有SIMATIC S7-200系列系列最簡潔、價格最低的操作界面。而且連接簡單，不需最簡潔、價格最低的操作界面。而且連接簡單，不需要獨(dú)立電源，只需專用電纜連接到要獨(dú)立電源，只需專用電纜連接到S7-200CPU的的PPI接口上即可，如圖接口上即可，如圖9.9所示。所示。 S7-200系列的系列的CPU中保留了一個專用區(qū)域用于與中保留了一個專用區(qū)域用于與TD200交換數(shù)據(jù)，交換數(shù)據(jù)，TD200直接通過這些數(shù)據(jù)區(qū)訪問直接通過這些數(shù)據(jù)區(qū)訪問CPU。如信息顯示內(nèi)容。如信息顯示內(nèi)容“調(diào)節(jié)池水位已達(dá)上上限調(diào)節(jié)池水位已達(dá)上上限”，其地址應(yīng)來自于調(diào)節(jié)

39、池水位計(jì)的上上限接點(diǎn)其地址應(yīng)來自于調(diào)節(jié)池水位計(jì)的上上限接點(diǎn)I2.0的輸?shù)妮斎腠憫?yīng)。入響應(yīng)。圖圖9.9 TD200中文文本顯示器及其連接中文文本顯示器及其連接3程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)（1）主程序流程圖）主程序流程圖 S7-200系列系列PLC使用基于使用基于Windows平臺平臺的的32位編程軟件包位編程軟件包STEP-7-Micro/WIN，通常，通常采用語義直觀、功能強(qiáng)大、適合修改和維護(hù)的采用語義直觀、功能強(qiáng)大、適合修改和維護(hù)的梯形圖語言。圖梯形圖語言。圖9.10給出控制系統(tǒng)主程序流程給出控制系統(tǒng)主程序流程圖，整個工藝過程分為四種控制方式，在全自圖，整個工藝過程分為四種控制方式，在全自動與分組自動

40、方式下，首先要選擇主、備用電動與分組自動方式下，首先要選擇主、備用電機(jī)。機(jī)。圖圖9.10 主要程序流程圖主要程序流程圖PLC上電上電進(jìn)進(jìn)入入手手動動進(jìn)入手進(jìn)入手動動是全自動嗎？是全自動嗎？是手動嗎？是手動嗎？ 是生化池是生化池 半自動嗎？半自動嗎？ 進(jìn)入手動進(jìn)入手動 進(jìn)入生化池進(jìn)入生化池 半自動半自動 選擇風(fēng)機(jī)選擇風(fēng)機(jī) 選擇調(diào)節(jié)池泵選擇調(diào)節(jié)池泵 進(jìn)入自動狀態(tài)進(jìn)入自動狀態(tài) 選擇風(fēng)機(jī)選擇風(fēng)機(jī) 選擇調(diào)節(jié)池泵選擇調(diào)節(jié)池泵 分機(jī)分組分機(jī)分組調(diào)節(jié)池分組自動調(diào)節(jié)池分組自動進(jìn)進(jìn)入入手手動動（2）功能按鈕程序）功能按鈕程序 24個帶燈按鈕，分別啟停個帶燈按鈕，分別啟停14臺被控設(shè)備與臺被控設(shè)備與10種操種操作方

41、式。通過軟件編程，使按鈕第一次按下時有效，作方式。通過軟件編程，使按鈕第一次按下時有效，第二次按下時失效第二次按下時失效(復(fù)位復(fù)位)。 本設(shè)計(jì)完成了所有的工藝要求，實(shí)現(xiàn)了手動控制、本設(shè)計(jì)完成了所有的工藝要求，實(shí)現(xiàn)了手動控制、半自動控制、分組自動控制和全自動控制等四種控制半自動控制、分組自動控制和全自動控制等四種控制方式，而且硬件器件少，控制盤面簡潔，操作簡單靈方式，而且硬件器件少，控制盤面簡潔，操作簡單靈活，中文界面友好。在現(xiàn)場經(jīng)過調(diào)試后已正常運(yùn)行，活，中文界面友好。在現(xiàn)場經(jīng)過調(diào)試后已正常運(yùn)行，工作可靠穩(wěn)定。工作可靠穩(wěn)定。9.4 火電廠火電廠DCS控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)近年來，近年來，DCS在火電廠

42、過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及，應(yīng)用在火電廠過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及，應(yīng)用水平提高得很快。水平提高得很快。DCS從單一功能向多功能、一體化方向發(fā)展，從單一功能向多功能、一體化方向發(fā)展，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集（已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集（DAS）、模擬量控制（）、模擬量控制（MCS）、開關(guān)）、開關(guān)量控制（量控制（SCS）、汽輪機(jī)控制（）、汽輪機(jī)控制（DEH）、旁路控制（）、旁路控制（BPS）、電）、電氣控制（氣控制（ECS）等多項(xiàng)功能，在減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度、）等多項(xiàng)功能，在減輕運(yùn)行維護(hù)人員的勞動強(qiáng)度、提高火電廠的綜合自動化水平、改善火電機(jī)組運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等提高火電廠的綜合自動化水平、改

43、善火電機(jī)組運(yùn)行安全經(jīng)濟(jì)性等多方面發(fā)揮了極為重要的作用。多方面發(fā)揮了極為重要的作用。v 圖圖9.11所示為某所示為某300MW單元機(jī)組鍋爐單元機(jī)組鍋爐控制部分采用美國貝利公司控制部分采用美國貝利公司INFI-90系統(tǒng)的硬系統(tǒng)的硬件配置圖，下面以其中的鍋爐主蒸汽溫度控件配置圖，下面以其中的鍋爐主蒸汽溫度控制為例，給出一個制為例，給出一個DCS在火電廠過程控制系在火電廠過程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例。統(tǒng)中應(yīng)用的實(shí)例。圖圖9.11某某300MW機(jī)組鍋爐控制機(jī)組鍋爐控制INFI-90系統(tǒng)硬件配置圖系統(tǒng)硬件配置圖1主汽溫度控制方案主汽溫度控制方案 主汽溫度是單元機(jī)組主要的安全經(jīng)濟(jì)參數(shù)，在正主汽溫度是單元機(jī)組主要

44、的安全經(jīng)濟(jì)參數(shù)，在正常運(yùn)行工況下主汽溫度的偏差要求控制在常運(yùn)行工況下主汽溫度的偏差要求控制在 2 C范圍范圍內(nèi)，動態(tài)情況下的偏差不能超過額定值的內(nèi)，動態(tài)情況下的偏差不能超過額定值的+5-10 C，對控制性能要求比較高。為了克服主汽溫度被控對象對控制性能要求比較高。為了克服主汽溫度被控對象的滯后慣性大的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，大型單的滯后慣性大的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，大型單元機(jī)組的主汽溫度控制一般采用二級噴水減溫的調(diào)溫元機(jī)組的主汽溫度控制一般采用二級噴水減溫的調(diào)溫方式（一級減溫相當(dāng)于粗調(diào)，二級減溫相當(dāng)于細(xì)調(diào)），方式（一級減溫相當(dāng)于粗調(diào)，二級減溫相當(dāng)于細(xì)調(diào)），同時又分為甲乙兩側(cè)進(jìn)行分別控制，

45、這樣共有四個結(jié)同時又分為甲乙兩側(cè)進(jìn)行分別控制，這樣共有四個結(jié)構(gòu)類似的控制回路。為了進(jìn)一步克服滯后和慣性對控構(gòu)類似的控制回路。為了進(jìn)一步克服滯后和慣性對控制的不良影響，兩側(cè)每級的噴水調(diào)節(jié)均采用了串級控制的不良影響，兩側(cè)每級的噴水調(diào)節(jié)均采用了串級控制方式，圖制方式，圖9.12為采用噴水調(diào)節(jié)的串級溫度控制系統(tǒng)。為采用噴水調(diào)節(jié)的串級溫度控制系統(tǒng)。v除了減溫水量以外，影響主蒸汽溫度的其他除了減溫水量以外，影響主蒸汽溫度的其他主要因素還有蒸汽量擾動和煙氣量擾動，統(tǒng)主要因素還有蒸汽量擾動和煙氣量擾動，統(tǒng)稱為外部干擾。為了提高控制系統(tǒng)抵御外部稱為外部干擾。為了提高控制系統(tǒng)抵御外部干擾的能力，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)

46、中還采用干擾的能力，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中還采用了前饋方式。圖了前饋方式。圖9.13為機(jī)組實(shí)際的二級減溫為機(jī)組實(shí)際的二級減溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（SAMA圖），圖中給出圖），圖中給出了控制回路的基本結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動了控制回路的基本結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動/自動切換邏輯。自動切換邏輯。圖圖9.12 溫度串級控制系統(tǒng)溫度串級控制系統(tǒng) 圖圖9.13 主汽溫控制主汽溫控制SAMA圖圖 （1）輸入）輸入/輸出信號連接輸出信號連接 在上述溫度控制回路中有在上述溫度控制回路中有5個輸入信號（即主汽個輸入信號（即主汽溫度、噴水后溫度、主蒸汽流量、送風(fēng)量和閥位信號）溫度、噴水后溫度、主蒸汽流量、

47、送風(fēng)量和閥位信號）以及以及1個輸出信號（閥位指令）。在個輸出信號（閥位指令）。在INFI-90系統(tǒng)中，系統(tǒng)中，對所有的對所有的I/O信號都要分配信號都要分配I/O模件與端子單元，端子模件與端子單元，端子單元與單元與I/O模件相對應(yīng)。該系統(tǒng)中涉及的模件相對應(yīng)。該系統(tǒng)中涉及的I/O模件及其模件及其端子單元如表端子單元如表9.2所示。所示。 這里使用這里使用IMASI03作為熱電偶輸入模件，相應(yīng)端作為熱電偶輸入模件，相應(yīng)端子單元為子單元為NTAI06，用于輸入主汽溫度信號和噴水后，用于輸入主汽溫度信號和噴水后溫度信號；使用溫度信號；使用IMFBS01作為電流信號輸入模件，作為電流信號輸入模件，相應(yīng)端

48、子單元為相應(yīng)端子單元為NTAI05，用于輸入主蒸汽流量信號、，用于輸入主蒸汽流量信號、送風(fēng)量信號和閥位信號；使用送風(fēng)量信號和閥位信號；使用IMASO01作為模擬量作為模擬量輸出模件，相應(yīng)端子單元為輸出模件，相應(yīng)端子單元為NTDI01，用于輸出閥位，用于輸出閥位指令信號。指令信號。表表9.2 常見的常見的I/O模件及其端子單元模件及其端子單元 I/O模件模件端子單元端子單元通道數(shù)通道數(shù)說明說明IMASI03NTAI0616通用信號輸入模件通用信號輸入模件IMFBS01NTAI0515420mA/15V輸入模輸入模件件IMASO01NTDI0114420mA/15V輸出模輸出模件件IMDSI02N

49、TDI0116開關(guān)量輸入模件開關(guān)量輸入模件IMDSO14NTDI0116開關(guān)量輸出模件開關(guān)量輸出模件（2）控制模件組態(tài)）控制模件組態(tài) 系統(tǒng)中采用的系統(tǒng)中采用的INFI-90控制模件為控制模件為IMMFP02，它，它可與若干個可與若干個I/O模件相連?？刂颇＜泄袒心＜噙B?？刂颇＜泄袒?00余種余種算法模塊，用戶通過組態(tài)的方式生成自己的控制回路。算法模塊，用戶通過組態(tài)的方式生成自己的控制回路。 控制模件的組態(tài)是在工程師工作站控制模件的組態(tài)是在工程師工作站EWS上通過上通過運(yùn)行組態(tài)軟件來進(jìn)行的。組態(tài)的過程是以運(yùn)行組態(tài)軟件來進(jìn)行的。組態(tài)的過程是以CAD圖的圖的形式將相應(yīng)模塊連接起來，生成若干頁組態(tài)圖。將這形式將相應(yīng)模塊連接起來，生成若干頁組態(tài)圖。將這些組態(tài)圖編譯后下裝到控制模件后，控制模件就可以些組態(tài)圖編譯后下裝到控制模件后，控制模件就可以執(zhí)行組態(tài)時指定的功能。執(zhí)行組態(tài)時指定的功能。 一般來說，組態(tài)圖中包含一般來說，組態(tài)圖中包含I/O模件組態(tài)（如上述模件組態(tài)（如上述輸入模件輸入模件IMASI03、IMFBS01和輸出模件和輸出模件IMASO01的組態(tài)）、控制回路組態(tài)、例外報(bào)告組態(tài)、趨勢組態(tài)的組態(tài)）、控制回路組態(tài)、例外報(bào)告組態(tài)、趨勢組態(tài)等內(nèi)容。等內(nèi)容。 圖圖9.14為主汽溫控制系統(tǒng)的控制回路簡化為主汽溫控制系統(tǒng)的控制回路簡化CAD組態(tài)圖。其中組態(tài)圖。其