集散控制系統(tǒng)實驗報告

1、 集散控制系統(tǒng)實驗報告1. 硬件部分1.1實驗目的：1.1.1 了解集散控制系統(tǒng)的組成和結構1.1.2 熟悉系統(tǒng)規(guī)模和控制站規(guī)模1.1.3 掌握控制站卡件型號，名稱，性能以及輸入/輸出點數(shù)1.1.4 掌握控制站的地址設置1.2實驗內容：因為是剛開始接觸集散控制系統(tǒng)實驗，對其實驗內容還是不很清楚。來到學院實驗室，首先李蘭君老師向我們分別介紹了流量控制系統(tǒng)，壓力控制系統(tǒng)，溫度控制系統(tǒng)，液位控制系統(tǒng)。并且主要選擇了流量控制系統(tǒng)，對它的組成和結構以及其中控制站卡件型號，名稱，性能進行了具體的分析。其內部主要是包括北京和利時公司的控制器811，以及一系列的8路模擬量輸入/輸出模塊，開關量的輸入/輸出模塊

2、，還有價格非常貴的I/O模塊，還有任何電器都需要的電源模塊。接下來就是控制系統(tǒng)的變送部分，在控制系統(tǒng)主要起到測量和反饋作用，有助于幫助系統(tǒng)消除外界的干擾；再然后就是控制系統(tǒng)的執(zhí)行部分及控制閥，主要是接受控制器的控制，最終實現(xiàn)對被控對象的控制。1.3實驗結果： 圖（1）液位控制系統(tǒng)硬件連接圖實驗結果說明：FM191主要是為控制系統(tǒng)提供必需的供電；FM148A和FM161還有FM171A都是用來控制器內部的信號接收，傳遞和輸出的；對應的FM192FR主要是作用于外部設備的。1.4實驗心得這是大學四年級自動化專業(yè)集散控制系統(tǒng)的第一個實驗，開始的時候覺得還有點緊張。這個實驗主要是學習了控制系統(tǒng)中的硬件

3、部分，對集散控制系統(tǒng)的組成和結構以及控制站卡件型號，名稱，性能以及輸入/輸出點數(shù)有了初步的了解和感性的認識。為后面的實驗打下了良好的基礎。希望接下來的實驗會更加輕松的！2. 軟件部分2.1實驗目的：2.1.1 了解集散控制系統(tǒng)的組成和結構2.1.2 熟悉系統(tǒng)規(guī)模和控制站規(guī)模2.1.3 掌握控制站卡件型號，名稱，性能以及輸入/輸出點數(shù)2.1.4 掌握控制站的地址設置2.1.5 具體學習集散控制系統(tǒng)的控制軟件MACS組態(tài)軟件2.1.6 能夠用組態(tài)軟件建立工程，學習系統(tǒng)，設備組態(tài)以及數(shù)據(jù)和圖形組態(tài)，最后能夠對整個控制系統(tǒng)進行整體的系統(tǒng)調試。2.2 實驗內容：首先是學會建目標工程，打開MACS組態(tài)軟件

4、，在“工程”中點擊“新建工程”按鈕。然后填入具體的工程名。 圖(2.1)數(shù)據(jù)庫總控組態(tài)軟件主界面然后是系統(tǒng)配置組態(tài)，這里面主要是包括了域組號組態(tài)和系統(tǒng)設備組態(tài)，在進行了基本的操作之后就是對設備組態(tài)進行編輯。然后就是控制系統(tǒng)的I/O組態(tài)的編輯，這里主要是對鏈路設備的操作，通過DP鏈接，添加I/O板，其中需要添加的有FM121，F(xiàn)M145和FM151等模擬和數(shù)字量輸入輸出模塊。 圖（2.2）I/O設備組態(tài)編輯畫面在完成了設備組態(tài)和I/O組態(tài)的配置之后，就進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫組態(tài)的編輯和配置，控制系統(tǒng)的個組態(tài)是相互聯(lián)系的，當控制系統(tǒng)處在工作狀態(tài)時，其內部的設備和數(shù)據(jù)在很多地方都是一一對應的。所以要注意一

5、下設備組態(tài)中設備的地址的編輯要和數(shù)據(jù)組態(tài)以及后面提到的圖形組態(tài)都要相互對應，只有這樣才能讓控制系統(tǒng)良好地工作。在HS2000MACS組態(tài)軟件中選擇系統(tǒng)數(shù)據(jù)組態(tài)，在進入的對話框的用戶名中輸入：bjhc，口令中輸入：3dlcz登陸數(shù)據(jù)組態(tài)的編輯界面。然后在單擊“系統(tǒng)”菜單中的“數(shù)據(jù)操作”，點擊確定。本系統(tǒng)主要是針對對實際控制對象選擇了AI,AO,DMAM，以及SYSTEM。在接下來的對話框中會有很多的項名，比如說對應于模擬量AI，就會有對應的：點名，點說明，量程上限，量程下限，量綱，站號，設備號，通道號，采集周期，報警上限，報警下限，信號范圍，標度變換等類型。表格有網(wǎng)格，表格，自由表格，一般都默認

6、為網(wǎng)格的風格。在本次實驗中我們具體是要操作的選擇類型有：AI,AO,AM,DM及System這五類。圖（2.3）數(shù)據(jù)錄入SysName 圖（2.4）數(shù)據(jù)錄入AI圖（2.5) 數(shù)據(jù)錄入AO圖（2.6） 數(shù)據(jù)錄入DM圖（2.7） 數(shù)據(jù)錄入AM在數(shù)據(jù)庫組態(tài)的編輯中軟件的操作比較簡單，大量的功夫都用在了表格的填寫上面，其中比較重要的是設備號，點名，通道號的填寫。因為這些內容是設備組態(tài)，I/O組態(tài)與數(shù)據(jù)庫組態(tài)連接的樞紐，編寫的過程中如果沒做到一一對應，則會出現(xiàn)許多編譯連接上面的錯誤。開始的時候小看了這個實驗，填寫表格內容也隨便，導致在實驗過程中會出現(xiàn)許多錯誤，不過發(fā)現(xiàn)及時，能夠及時地將數(shù)據(jù)改過來，并且完

7、成編譯。接下來的實驗是控制方案組態(tài)的編輯。MACS控制算法離線組態(tài)總控是用來規(guī)劃控制方案的組織和基本構成的。用樹型結構表現(xiàn)工程，站和控制方案的關系，方案采用的語言（順序流程圖SFC，結構化文本語言ST，功能塊圖FBD，梯形圖LD），運算周期，運算開關，運算次序等。單擊任務欄的開始>程序>HS2000MACS組態(tài)軟件>算法組態(tài)工具，即進入算法組態(tài)編輯畫面。 圖（2.8）和利時控制方案組態(tài)工具窗口單擊“控制方案組態(tài)工具窗口”的菜單欄上的“文件”，選擇“新建工程”彈出“選擇工程”窗口，單擊確定，即進入控制算法組態(tài) 圖（2.9）"新建方案“對話框圖（2.10）"方

8、案文檔將存為”對話框下面對壓力控制系統(tǒng)1#氣缸的PID控制為例說明組態(tài)方法：第一步：新建方案Scheme001_10第二步：在功能模塊工具欄中的功能選擇的輸入輸出端子按鈕中，輸入在前面數(shù)據(jù)庫組態(tài)中已定義的表示1#氣缸壓力值的模擬量點P1，項名輸入AV，單擊“確定”。第三步：在PID調節(jié)中，對PID調節(jié)的參數(shù)進行合理的配置。第四步：單擊輸入輸出按鈕，選擇模擬量點PVL1，項名輸入為AV，表示1#氣動調節(jié)閥的輸出端子。第五步：將PVL1端子與P1-PID功能塊的輸出端子連上。圖（2.11）控制算法組態(tài)PID控制器連接圖經過了前面一系列的組態(tài)編輯，我們發(fā)現(xiàn)組態(tài)與組態(tài)之間的聯(lián)系越來越多，其中的點名和項

9、名在控制組態(tài)中就特別重要，要與前面的組態(tài)編寫的內容相一致，而后面的圖形組態(tài)將完全是駕馭在前面組態(tài)之上的了，李老師為了不給我們太大的壓力，要求我們畫出控制系統(tǒng)的示意圖即可圖（2.12）壓力控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面以上是壓力控制系統(tǒng)界面的示意圖，具體的實際監(jiān)控圖還要對其中的部件的屬性進行一定的更改，見它們與前面的組態(tài)相聯(lián)系在一起。這樣就構成了一個相互聯(lián)系，相互關聯(lián)的集散控制通，實現(xiàn)了設備與電腦的連接，以及電腦對各設備的實時監(jiān)測與控制。實驗的最后一步是系統(tǒng)的調試，在這次實驗過程，李老師主要是教會我們怎么用電腦控制實實在在的控制系統(tǒng)。在實驗過程中我們選擇了流量控制系統(tǒng)和壓力控制系統(tǒng)。在流量控制系統(tǒng)試驗中，因為流量的干擾較少，且自平衡能力強，所以進行得很順利的。在后來的壓力控制系統(tǒng)中，在調節(jié)PID參數(shù)中，主要是調節(jié)PID控制器的比例帶和積分時間。比例帶的調節(jié)總是沒有達到預期的效果，后來比例帶和積分時間一起調節(jié)以及在老師的幫助下才稍微地改善了一點。2.3實驗心得：集散控制系統(tǒng)是一門重要