遠程數(shù)據(jù)采集實驗指導

1、前言kdiafjajfiaj自動化技術是當今舉世矚目的高新技術之一，也是今后實現(xiàn)工業(yè)高度自動化重點要發(fā)展的一個高科技領域?，F(xiàn)代科學技術領域中，計算機技術和自動化技術被認為是發(fā)展最為迅速的兩個分支，計算機控制技術是這兩個分支相結合的產(chǎn)物，是工業(yè)自動化的重要支柱。根據(jù)應用特點、控制方案、控制目的和系統(tǒng)構成，計算機控制系統(tǒng)大體上可分為集散控制、監(jiān)督控制系統(tǒng)控制和直接數(shù)字控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。直接數(shù)字控制（DDC）系統(tǒng)是用一臺計算機取代模擬控制器，對生產(chǎn)過程中多種被控變量進行巡回檢測，并按照預先規(guī)定的控制算法（如PID、前饋、解耦等）進行運算，然后發(fā)出控制信號，通過輸出通道，直接作用在執(zhí)行機構上，實現(xiàn)

2、對整個生產(chǎn)、實驗過程的閉環(huán)控制，通常它有幾十個控制回路。它的框圖如圖1-1所示。 圖1-1 DDC控制系統(tǒng)方框圖計算機按人們預先規(guī)定的控制程序，對被測量進行分析、判斷、處理，按預定的控制算法（如PID控制）進行運算，從而得到控制量，并以二進制形式輸出到D/A轉換器變換為420mA或010mA的模擬電信號，此控制信號直接（或經(jīng)電/氣轉換器轉換為20100kPa的氣壓信號）送到生產(chǎn)過程現(xiàn)場，去操縱電動或氣動控制閥，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程系統(tǒng)的閉環(huán)控制。DDC系統(tǒng)的特點是計算機運算速度快，可分時處理多個控制回路，一臺計算機可以取代幾十臺模擬控制器，實現(xiàn)幾十個甚至更多的單回路的PID控制；并且計算機運算能

3、力強，能很方便的實現(xiàn)各種比較復雜的控制規(guī)律，如串級控制、前饋控制、比值控制、解耦控制以及大純滯后補償控制等。目錄第一章 系統(tǒng)概述·······································&#

4、183;·······················4第二章 硬件介紹·························

5、;······································5第一節(jié) 7017模擬量輸入模塊 第二節(jié) 7033熱電阻輸入模塊第三節(jié) 7024模擬量輸出模塊第四節(jié) 7060D數(shù)字量I/O模塊第三章 軟件介

6、紹··················································

7、;·············7第四章 被控對象特性測試··································

8、3;·················11第一節(jié) 單容水箱特性的測試第二節(jié) 雙容水箱特性的測試 第五章 單回路控制系統(tǒng)實驗·························

9、3;·······················15第一節(jié) 單容液位定值控制系統(tǒng)第二節(jié) 雙容液位定值控制系統(tǒng)第三節(jié) 三容液位定值控制系統(tǒng)第四節(jié) 鍋爐內膽水溫定值控制系統(tǒng)第五節(jié) 鍋爐夾套水溫定值控制系統(tǒng)第六節(jié) 單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)第六章 溫度位式控制系統(tǒng)實驗·········&

10、#183;···································27第一節(jié) 鍋爐內膽水溫位式控制系統(tǒng)第七章 串級控制系統(tǒng)的實驗·········

11、········································29第一節(jié) 水箱液位串級控制系統(tǒng)第二節(jié) 三閉環(huán)液位控制系統(tǒng)第三節(jié) 鍋爐夾套與內膽水溫串級控制系統(tǒng)第四節(jié) 鍋爐內膽水溫與循

12、環(huán)水流量串級控制系統(tǒng)第五節(jié) 盤管出口水溫與鍋爐內膽水溫串級控制系統(tǒng)第六節(jié) 盤管出口水溫與熱水流量串級控制系統(tǒng)第七節(jié) 水箱液位與進水流量串級控制系統(tǒng) 第八章 比值控制系統(tǒng)實驗···································

13、3;················43第一節(jié) 單（雙）閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)第二節(jié) 流量變比值控制系統(tǒng)第九章 前饋-反饋控制系統(tǒng)實驗·························

14、3;···················47第一節(jié) 下水箱液位前饋-反饋控制系統(tǒng)第二節(jié) 鍋爐內膽水溫前饋-反饋控制系統(tǒng)第十章 滯后控制系統(tǒng)實驗······················&

15、#183;·····························49第一節(jié) 溫度的滯后控制系統(tǒng)第二節(jié) 流量純滯后控制系統(tǒng)第十一章 解耦控制系統(tǒng)實驗·············&#

16、183;···································55第一節(jié) 鍋爐內膽與夾套水溫解耦控制系統(tǒng)第二節(jié) 上水箱液位與出口溫度解耦控制系統(tǒng)第一章 系統(tǒng)概述 本實驗系統(tǒng)是適用于高等院校工業(yè)自動化及相近專業(yè)的過程控制教學實驗、畢業(yè)設

17、計及科研開發(fā)等。 “THJ-2型遠程數(shù)據(jù)采集過程控制系統(tǒng)”是“THJ-2型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置”的擴展上位控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)通過ICP-7000系列智能采集模塊將傳感器檢測到的被控參數(shù)標準信號通過A/D轉換送入計算機，計算機同時將控制運算發(fā)出的控制信號通過D/A轉換發(fā)送給執(zhí)行機構（調節(jié)閥、變頻器、可控調壓裝置）。 該上位機控制系統(tǒng)實際上屬于計算機DDC直接數(shù)字控制系統(tǒng)，只不過是將模擬量輸入AI模塊和模擬量輸出AO模塊，開關量輸入/輸出DI，DO模塊置于計算機之外，計算機通過RS232/485通訊轉換裝置同ICP-7000系列模塊（自帶485通訊接口）通訊。 用戶可用MCGS組態(tài)軟件自己編

18、制算法程序通過智能采集模塊對所要控制對象進行相應的控制。第二章 硬件介紹在工控領域內，智能采集模塊有著相當重要的地位，它可以通過串口通訊協(xié)議（RS232、RS485等）或其他通訊協(xié)議與PC機相連，并與外界現(xiàn)場信號直接相連或與由傳感器轉換過的外界信號相連，由PC機中的程序控制并實現(xiàn)采集現(xiàn)場的模擬信號，并處理采集到的現(xiàn)場信號并輸出模擬控制信號、開關量輸入輸出等功能。因此，智能采集模塊在工業(yè)控制領域內有著極其廣泛的應用。本裝置所使用的MCGS工控組態(tài)軟件為了實現(xiàn)監(jiān)控、記錄現(xiàn)場的情況，將每種智能采集模塊作為一個設備構件，掛在MCGS的設備窗口中，用來采集和處理現(xiàn)場信號和輸出控制信號。本實驗裝置采用了臺

19、灣威達公司的鴻格智能采集模塊。模塊的功能介紹鴻格ICP系列智能采集模塊通過RS485等串行口通訊協(xié)議與PC相連，由PC中的程序控制并實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊對現(xiàn)場的模擬量、開關量信號的輸入和輸出、脈沖信號的計數(shù)和測量脈沖頻率等功能。1、 ICP7017模塊是利用RS485和上位機進行通訊的8通道模擬量輸入采集模塊。輸入類型：電壓、電流。輸入范圍：150150mv,-500500mv,-11v,-55v,-1010v,-2020mA接線方式：2、 ICP7024模塊：4路電壓型模擬量輸出，4路電流型模擬量輸出。電流輸出范圍：020mA,420mA電壓輸出范圍：-10v10v,010v,-55v,05v接

20、線方式：電壓型輸出接線方式：電流型輸出接線方式：3、 ICP7033D模塊：3路熱電阻輸入。輸入類型：熱電阻或鎳電阻接線方式：2線制、3線制、4線制。Pt100輸入范圍：-100100,0100,0200,0600。Pt1000輸入范圍:-200600。Ni輸入范圍:-80100,0100。接線方式：（三線制）第三章 軟件介紹本實驗裝置采用的是北京昆侖通態(tài)自動化科技有限公司的MCGS（教育版200點）工控組態(tài)軟件。1、MCGS組態(tài)軟件的功能和特點MCGS即“監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)”，英文全稱為Monitor and Control Generated System。MCGS是為工業(yè)過程控制和實時監(jiān)

21、測領域服務的通用計算機系統(tǒng)軟件，具有功能完善、操作簡便、可視性好、可維護性強的突出特點。 MCGS工控組態(tài)軟件的功能和特點可歸納如下：l         概念簡單，易于理解和使用。普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓就能正確掌握、快速完成多數(shù)簡單工程項目的監(jiān)控程序設計和運行操作。用戶可避開復雜的計算機軟硬件問題，集中精力解決工程本身的問題，按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機監(jiān)控系統(tǒng)。 l       

22、60; 功能齊全，便于方案設計。MCGS為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段，從設備驅動（數(shù)據(jù)采集）到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等各個環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)的需要和特點，進行方案設計和組態(tài)配置，即可生成用戶應用軟件系統(tǒng)。l         實時性與并行處理。MCGS充分利用了Windows操作平臺的多任務、按優(yōu)先級分時操作的功能，使PC機廣泛應用于工程測控領域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要及時收集，即時處理，在計算機測控技術領

23、域稱其為實時性任務關鍵任務，如數(shù)據(jù)采集、設備驅動和異常處理等。另外許多工作則是非實時性的，或稱為非時間關鍵任務，如畫面顯示，可在主機運行周期時間內插空進行。而像打印數(shù)據(jù)一類的工作，可運行于后臺，稱為脫機作業(yè)。MCGS是真正的32位系統(tǒng)，可同時運行于Microsoft Windows95，98和Microsoft Windows NT平臺，以線程為單位進行分時并行處理。l         建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運行。MCGS組態(tài)軟件由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分

24、構成。其中的“實時數(shù)據(jù)庫”是整個系統(tǒng)的核心。在生成用戶應用系統(tǒng)時，每一部分均可分別進行組態(tài)配置，獨立建造，互不相干；而在系統(tǒng)運行過程中，各個部分都通過實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關聯(lián)的整體。實時數(shù)據(jù)庫是一個數(shù)據(jù)處理中心，是系統(tǒng)各個部分及其各種功能性構件的公用數(shù)據(jù)區(qū)。各個部件獨立地向實時數(shù)據(jù)庫輸入和輸出數(shù)據(jù)，并完成自己的差錯控制。l         設立“設備工具箱”，針對外部設備的特征，用戶從中選擇某種“構件”，設置于設備窗口內，賦予相關的屬性，建立系統(tǒng)與外部設備的連接關系，即可實現(xiàn)對該種設備的驅動和控制。不同的設

25、備對應于不同的構件，所有的設備構件均通過實時數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，而建立時又是相互獨立的，即對某一構件的操作或改動，不影響其它構件和整個系統(tǒng)的結構，從這一意義上講，MCGS是一個“設備無關”的系統(tǒng)，用戶不必因外部設備局部改動，而影響整個系統(tǒng)。l         “面向窗口”的設計方法，增加了可視性和可操作性。以窗口為單位，構造用戶運行系統(tǒng)的圖形界面，使得MCGS的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。用戶可以使用系統(tǒng)的缺省構架，也可以根據(jù)需要自己組態(tài)配置，生成各種類型和風格的圖形界面，包括DOS風格的圖形界面、標準Window

26、s風格的圖形界面以及帶有動畫效果的工具條和狀態(tài)條。l         利用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構造各種復雜生動的動態(tài)畫面。以圖象、圖符、數(shù)據(jù)、曲線等多種形式，為操作員及時提供系統(tǒng)運行中的的狀態(tài)、品質及異常報警等有關信息。用變化大小、改變顏色、明暗閃爍、移動翻轉等多種手段，增強畫面的動態(tài)顯示效果。圖元、圖符對象定義相應的狀態(tài)屬性，即可實現(xiàn)動畫效果。同時，MCGS為用戶提供了豐富的動畫構件，模擬工程控制與實時監(jiān)測作業(yè)中常用的物理器件的動作和功能。每個動畫構件都對應一個特定的動畫功能。如：實時曲線構件、歷史曲線構

27、件、報警顯示構件、自由表格構件等。l         引入“運行策略”的概念。復雜的工程作業(yè)，運行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯。MCGS開辟了“策略窗口”，用戶可以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構件”，用圖形化的方法構造多分支的應用程序，實現(xiàn)自由、精確地控制運行流程，按照設定的條件和順序，操作外部設備，控制窗口的打開或關閉，與實時數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。同時，也可以由用戶創(chuàng)建新的策略構件，擴展系統(tǒng)的功能。l      

28、0;  MCGS系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構件的形式來構造。不同的構件有著不同的功能，且各自獨立。三種基本類型的構件（設備構件、動畫構件、策略構件）完成了MCGS系統(tǒng)三大部分（設備驅動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。用戶也可以根據(jù)需要，定制特定類型構件，使MCGS系統(tǒng)的功能得到擴充。這種充分利用“面向對象”的技術，大大提高了系統(tǒng)的可維護性和可擴充性。l         支持OLE Automation技術。MCGS允許用戶在Visual Basic中操作MCGS中的對象，提供了一套開放的可

29、擴充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用VB編制特定的功能構件來擴充系統(tǒng)的功能。l         MCGS中數(shù)據(jù)的存儲不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫來管理一切。組態(tài)時，系統(tǒng)生成的組態(tài)結果是一個數(shù)據(jù)庫；運行時，數(shù)據(jù)對象、報警信息的存儲也是一個數(shù)據(jù)庫。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行效率，同時，也使其它應用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫中的存盤數(shù)據(jù)。l         設立“對象元件庫”，解決了組態(tài)結果的積累和重新利用問題。所

30、謂對象元件庫，實際上是分類存儲各種組態(tài)對象的圖庫。組態(tài)時，可把制作完好的對象（包括圖形對象，窗口對象，策略對象，以至位圖文件等等）以元件的形式存入圖庫中，也可把元件庫中的各種對象取出，直接為當前的工程所用。隨著工作的積累，對象元件庫將日益擴大和豐富，組態(tài)工作將會變得越來越簡單方便。l         提供對網(wǎng)絡的支持。考慮到工控系統(tǒng)今后的發(fā)展趨勢，MCGS充分運用現(xiàn)今發(fā)展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技術，即分布式計算機協(xié)同工作方式，來使分散在不同現(xiàn)場之間的采

31、集系統(tǒng)和工作站之間協(xié)同工作。通過MCGS，不同的工作站之間可以實時交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對工控系統(tǒng)的分布式控制和管理。2、MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)需求硬件需求推薦配置MCGS組態(tài)軟件的設計目標是瞄準高檔PC機和高檔操作系統(tǒng)，充分利用高檔PC兼容機的低價格、高性能來為工業(yè)應用級的用戶提供安全可靠的服務。l         CPU：使用相當于Intel公司的Pentium 233或以上級別的CPU；l         內存：   

32、  當使用Windows 9X操作系統(tǒng)時內存應在32MB以上；     當選用Windows NT操作系統(tǒng)時，系統(tǒng)內存應在64MB以上；     當選用Windows 2000操作系統(tǒng)時，系統(tǒng)內存應128MB以上；l         顯卡：Windows系統(tǒng)兼容，含有1MB以上的顯示內存，可工作于800*600分辨率，65535色模式下；l      

33、60; 硬盤：MCGS 5.10通用版組態(tài)軟件占用的硬盤空間約為80MB。軟件需求MCGS組態(tài)軟件可以在以下操作系統(tǒng)下運行：l         中文Microsoft Windows NT Server 4.0（需要安裝SP3）或更高版本；l         中文Microsoft Windows NT Workstation 4.0（需要安裝SP3）或更高版本；l      

34、   中文Microsoft Windows 95、98、Me、2000（Windows 95推薦安裝IE5.0）或更高版本；說明：在中文Microsoft Windows NT Server 4.0或中文Microsoft Windows NT Workstation 4.0操作系統(tǒng)上安裝MCGS 5.10通用版組態(tài)軟件時。本軟件將自動檢測是否已安裝了SP3。如果未安裝，將提示是否安裝，選擇“是”即可進行安裝。如果仍未安裝成功，可以在安裝光盤的SUPPORTSP3目錄下雙擊運行Updata.exe程序安裝SP3。組建工程的一般過程工程項目系統(tǒng)分析：分析工程項目的系統(tǒng)構成、

35、技術要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和測控對象的特征，明確監(jiān)控要求和動畫顯示方式，分析工程中的設備采集及輸出通道與軟件中實時數(shù)據(jù)庫變量的對應關系，分清哪些變量是要求與設備連接的，哪些變量是軟件內部用來傳遞數(shù)據(jù)及動畫顯示的。工程立項搭建框架：MCGS稱為建立新工程。主要內容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱以及存盤數(shù)據(jù)庫，設定動畫刷新的周期。經(jīng)過此步操作，即在MCGS組態(tài)環(huán)境中，建立了由五部分組成的工程結構框架。封面窗口和啟動窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。設計菜單基本體系：為了對系統(tǒng)運行的狀態(tài)及工作流程進行有效地調

36、度和控制，通常要在主控窗口內編制菜單。編制菜單分兩步進行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對各級菜單命令進行功能組態(tài)。在組態(tài)過程中，可根據(jù)實際需要，隨時對菜單的內容進行增加或刪除，不斷完善工程的菜單。制作動畫顯示畫面：動畫制作分為靜態(tài)圖形設計和動態(tài)屬性設置兩個過程。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過MCGS組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動畫構件庫，在用戶窗口內“組合”成各種復雜的畫面。后一部分則設置圖形的動畫屬性，與實時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關性的連接關系，作為動畫圖形的驅動源。編寫控制流程程序：在運行策略窗口內，從策略構件箱中，選擇所需功能策略構件，構成各種功能模塊（稱為策略塊），由這些模

37、塊實現(xiàn)各種人機交互操作。MCGS還為用戶提供了編程用的功能構件（稱之為“腳本程序”功能構件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。完善菜單按鈕功能：包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立工程安全機制等。編寫程序調試工程：利用調試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動畫顯示和控制流程是否正確。連接設備驅動程序：選定與設備相匹配的設備構件，連接設備通道，確定數(shù)據(jù)變量的數(shù)據(jù)處理方式，完成設備屬性的設置。此項操作在設備窗口內進行。工程完工綜合測試：最后測試工程各部分的工作情況，完成整個工程的組態(tài)工作，實施工程交接。第四章 被控對象特性測

38、試第一節(jié) 單容水箱特性的測試一、THJ-2實驗對象連線將三相電源的輸出端U、V、W對應接到三相磁力泵（380V）的U、V、W端，把電動調節(jié)閥220V電源輸入端L、N接至單相電源的3L、3N端。 并將下水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT3下水箱液位（+、-）端相應接到7017輸入模塊的第一通道A/I0的（+、-）端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再

39、通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),并將對象上相應的水路打開(打開閥F1-1、F1-2和F1-8，并將F1-11開至一適當開度，其余與本實驗無關的閥門均關閉)。2.利用電纜線將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.合上遠程數(shù)據(jù)采集控制臺的電源，給7017、7024模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象的總電源，并合上相關電源（三相電源、單相、24V電源），開始進行實驗。6. 在實驗窗口內把手動輸出設為一適當?shù)闹?，使下水箱的液位處于某一平衡位置?通過增/減的操作改變其手動輸出量的大小

40、，使其輸出有一個正或負階躍增量的變化（此增量不宜過大，以免下水箱中的水溢出），讓下水箱的液位進入新的平衡狀態(tài)。8.在實時曲線窗口觀察實時曲線，并分析和計算出下水箱在固定的出水閥開度下的對象參數(shù)K及T值。第二節(jié)、雙容水箱特性的測試一、THJ-2對象連線將三相電源的輸出端U、V、W對應接到三相磁力泵（380V）的U、V、W端，把電動調節(jié)閥的220V輸入端L、N接至單相電源的3L、3N端。并將下水箱液位LT3鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將下水箱液位LT3（+、-）相應接到7017模塊第一通道A/I0（+、-），將7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，

41、將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),將對象相應的水路打開(打開F1-1、F1-2及F1-7，且將F1-10、F1-11開至適當開度（閥F1-10的開度必須大于閥F1-11的開度），其余與本實驗無關的閥門均關閉。2.利用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MC

42、GS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6. 在實驗窗口內把手動輸出設為一適當?shù)闹担顾涞囊何惶幱谀骋黄胶馕恢谩?通過增/減的操作改變其輸出量的大小，使其輸出有一個正或負階躍增量的變化（此增量不宜過大，以免下水箱中的水溢出），讓下水箱的液位進入新的平衡狀態(tài)。8.在實時曲線窗口觀察實時曲線，并分析和計算出中下水箱在固定的出水閥開度下的對象參數(shù)K、T1及T2值。第五章 單回路控制系統(tǒng)實驗第一節(jié) 單容液位定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V

43、輸入L、N接至單相電源的3L、3N端。并將上水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT1上水箱（也可選中水箱或下水箱）液位（+、-）相應接到7017模塊第一通道A/I0（+、-），將7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),并將對象相應的水路打開(打開F1-1、F

44、1-2和F1-6，且將F1-9開至一適當開度，其余與本實驗無關的閥門均關閉)。2.利用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGD上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6 按單回路調節(jié)器參數(shù)的整定方法（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）整定好調節(jié)器的相關參數(shù)。 7設置好系統(tǒng)的給定值后，用手動操作7024模塊的輸出，通過電動調節(jié)閥給上水箱打水，待其液位達到給定量所要求的值，且基本穩(wěn)定不變時，把輸出切換為自動，使系統(tǒng)投入自動運行狀

45、態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，啟動變頻器-磁力泵支路，適量改變閥F2-3開度（加擾動），觀察在階躍擾動作用下液位的變化過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。第二節(jié) 雙容液位定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V輸入L、N接至單相電源的3L、3N端。并將下水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT3下水箱液位（+、-）相應接到7017模塊第一通道A/I0（+、-），將7024

46、模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),將對象相應的水路打開(打開F1-1、F1-2及F1-7，且將F1-10、F1-11開至適當開度（一般情況下閥F1-10的開度稍大于閥F1-11的開度）。2.利用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相

47、應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6 按單回路調節(jié)器參數(shù)的整定方法（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）整定好調節(jié)器的相關參數(shù)。7 設置好系統(tǒng)的給定值后，先用手動操作7024模塊的輸出，通過電動調節(jié)閥給中水箱打水，待中水箱液位基本穩(wěn)定不變且下水箱的液位等于給定值時，把輸出切換為自動，使系統(tǒng)投入自動運行狀態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，啟動變頻器-磁力泵支路，分別適量改變閥F2-4或閥F2-5的開度

48、（加擾動），觀察階躍擾動作用在不同位置時液位的響應過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。第三節(jié) 三容液位定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V輸入L、N接至單相電源的3L、3N端。并將下水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT3下水箱液位（+、-）相應接到7017模塊第一通道A/I0（+、-），將7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420m

49、A輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),將對象相應的水路打開(打開F1-1、F1-2及F1-6，且將F1-9、F1-10、F1-11開至適當開度（閥F1-9的開度>閥F1-10的開度>閥F1-11的開度）。2.利用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、2

50、4V電源）打開，進行實驗。8 按單回路調節(jié)器參數(shù)的整定方法（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）整定好調節(jié)器的相關參數(shù)。9 設置好系統(tǒng)的給定值后，用手動操作7024模塊的輸出，通過電動閥給上水箱打水，待上、中水箱液位基本穩(wěn)定不變且下水箱的液位等于給定值時，把輸出切換為自動，使系統(tǒng)投入自動運行狀態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，啟動變頻器-磁力泵支路，分別適量改變閥F2-3或閥F2-4或閥F2-5的開度（加擾動），觀察階躍擾動作用在不同位置時液位的響應過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動

51、態(tài)性能指標。第四節(jié) 鍋爐內膽水溫定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線三相電源輸出U、V、W對應接三相SCR移相調壓裝置的三相電源輸入U、V、W，三相SCR移相調壓裝置的三相調壓輸出U0、V0、W0接三相電加熱管輸入端U0、V0、W0，變頻器A、B、C對應接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線內膽溫度TT1鉑電阻1a、1b、1c端對應接7033輸入模塊的第一通道的E1、S1、C1-端， 7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到三相電加熱管420mA輸入正端，三相電加熱管420mA輸入負端接到24V開關電

52、源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7033、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1按上述要求連接實驗系統(tǒng)，并打開閥F2-1、 F1-12和 F1-13,用變頻器-磁力泵支路給鍋爐內膽和夾套均打滿水。待實驗投入運行以后，用變頻器-磁力泵支路再以固定的小流量使鍋爐夾套的水處于循環(huán)狀態(tài)。2用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7033、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將三相電源電源打開，進行實驗。6 手動操作調節(jié)器的輸出，并根據(jù)實

53、時曲線求得K、T和值 ，據(jù)此查表（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）確定PI調節(jié)器的參數(shù)和TI，并整定之。7設置好溫度的給定值，先把調節(jié)器的輸出設為手動，通過三相移相調壓模塊給鍋爐內膽加熱,等鍋爐水溫趨于給定值且不變后，由手動切換為自動，使系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，適量增大或減小變頻器的輸出頻率（加擾動），觀察在階躍擾動作用下鍋爐內膽水溫的響應過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。第五節(jié) 鍋爐夾套水溫定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線三相電源輸出U

54、、V、W對應接三相SCR移相調壓裝置的三相電源輸入U、V、W，三相SCR移相調壓裝置的三相調壓輸出U0、V0、W0接三相電加熱管輸入端U0、V0、W0，變頻器A、B、C對應接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。 二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線夾套溫度TT2鉑電阻2a、2b、2c端對應接7033輸入模塊的第一通道的E1、S1、C1端， 7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到三相電加熱管420mA輸入正端，三相電加熱管420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7033、7024的485通訊接口，再通過485/

55、232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1按上述要求連接實驗系統(tǒng)，并打開閥F2-1、 F1-12 和F1-13,用變頻器-磁力泵支路給鍋爐內膽及夾套打滿水。待實驗投入運行以后，用變頻器-磁力泵再以固定的小流量使鍋爐內膽的水處于循環(huán)狀態(tài)。2用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7033、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5. 啟動對象總電源，將三相電源電源打開，進行實驗。6手動操作調節(jié)器的輸出，并根據(jù)實時曲線求得K、T和值 ，據(jù)此查表（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）確定PI

56、調節(jié)器的參數(shù)和TI，并整定之。7設置好溫度的給定值，先把調節(jié)器的輸出設為手動，通過三相移相調壓模塊給鍋爐內膽加熱,等鍋爐夾套水溫趨于給定值且不變后，把手動切換為自動，使系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，適量增大或減小變頻器的輸出頻率（加擾動），觀察在階躍擾動作用下鍋爐夾套水溫的響應過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。第六節(jié) 單閉環(huán)流量定值控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V輸入L、N

57、接至單相電源的3L、3N端。流量計電源24V+、COM-對應接24V開關電源的+、-端，并將FT1電動調節(jié)閥支路流量鈕子開關撥到“ON”的位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將FT1電動閥支路流量（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第一通道A/I0（+、-）， 7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7033、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1按上述要求連

58、接實驗系統(tǒng)。 2用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5. 啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6手動操作調節(jié)器的輸出，并根據(jù)實時曲線求得K、T和值 ，據(jù)此查表（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）確定PI調節(jié)器的參數(shù)和TI，并整定之。7設置好流量的給定值，先把調節(jié)器輸出設為手動，通過電動調節(jié)閥給下水箱打水,待管道流量趨于給定值且不變后，把手動切換為自動，使系統(tǒng)進入自動運行狀態(tài)。8當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增

59、/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。9待系統(tǒng)進入穩(wěn)態(tài)后，適量打開電動閥兩端的旁路閥，觀察在階躍擾動作用下管道流量的響應過程。10. 通過反復多次調節(jié)PI的參數(shù)，使系統(tǒng)具有較滿意的動態(tài)性能指標。 第六章 溫度位式控制系統(tǒng)實驗第一節(jié) 鍋爐內膽水溫位式控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線三相電源輸出U、V、W對應接三相SCR移相調壓裝置的三相電源輸入U、V、W，三相SCR移相調壓裝置的三相調壓輸出U0、V0、W0接三相電加熱管輸入端U0、V0、W0，變頻器A、B、C對應接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。 二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線內膽溫度TT1鉑電阻1a、1b、1c端對應接7033輸入模塊的第

60、一通道的E1、S1、C1端， 7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到三相電加熱管420mA輸入正端，三相電加熱管420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7033、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1按上述要求連接實驗系統(tǒng), 利用變頻調速磁力泵支路給鍋爐內膽打水至最大容量的三分之二（即玻璃管紅色的警戒位置）左右時停止。2用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7033、7024相應模塊加上24V電源

61、。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5. 啟動對象總電源，同時將三相電源電源打開，進行實驗。6設置好內膽水溫的給定值，讓系統(tǒng)投入自動運行。6當系統(tǒng)進入等幅振蕩后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察系統(tǒng)的輸出響應曲線。第七章 串級控制系統(tǒng)的實驗第一節(jié) 水箱液位串級控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V輸入L、N接至單相電源的3L、3N端。并將中、下水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT3下水箱液位（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第一通道A/I0（+、-），

62、 LT2中水箱液位（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第二通道A/I1（+、-），7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),將對象相應的水路打開(打開F1-1、F1-2及F1-7，且將F1-10、F1-11開至適當開度（閥F1-10的開度>閥F1-11的開度）。2.利用電纜將對象

63、和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6按經(jīng)驗數(shù)據(jù)預先設置好副調節(jié)器的比例度。7 調節(jié)主調節(jié)器的比例度，使系統(tǒng)的輸出響應出現(xiàn)4：1的衰減度，記下此時的比例度S和周期TS。據(jù)此，按經(jīng)驗表（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）查得的PI參數(shù)對主調節(jié)器進行參數(shù)整定。8 手動操作主調節(jié)器的輸出，以控制電動調節(jié)閥支路給中水箱送水的大小，等中、下水箱的液位相對穩(wěn)定，且下水箱的液位趨于給定值時，把主調節(jié)器切換

64、為自動。 9當系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，突加階躍擾動（將給定量增/減5%15%），觀察并記錄系統(tǒng)的輸出響應曲線。10啟動變頻器-磁力泵支路，適量打開閥F2-4，觀察并記錄階躍擾動作用于副對象（中水箱）時，系統(tǒng)被控制量（下水箱液位）的響應過程。11將閥F2-4關閉，去除副對象的階躍擾動，且待系統(tǒng)再次穩(wěn)定后，再適量打開閥F2-5，觀察并記錄階躍擾動作用于主對象時對系統(tǒng)被控制量的影響。12通過反復對主、副調節(jié)器參數(shù)的調節(jié)，使系統(tǒng)具有較滿意的動、靜態(tài)性能。第二節(jié) 三閉環(huán)液位串級控制系統(tǒng)一、THJ-2對象連線：將三相電源輸出U、V、W對應接三相磁力泵（380V）的U、V、W，將電動調節(jié)閥的220V輸入L、N接至單

65、相電源的3L、3N端。并將上、中、下水箱液位鈕子開關撥到“ON”位置。二、遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連線將LT3下水箱液位（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第一通道A/I0（+、-）， LT2中水箱液位（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第二通道A/I1（+、-），LT1上水箱液位（+、-）相應接到7017模擬輸入模塊第三通道A/I2（+、-）， 7024模塊第一輸出通道A/O0的正端接到24V開關電源的正端，將7024模塊第一輸出通道A/O0的負端接到電動調節(jié)閥420mA輸入正端，電動調節(jié)閥420mA輸入負端接到24V開關電源的負端。用通訊電纜線并聯(lián)接到7017、7024的485通訊接口，再通

66、過485/232轉換器連接到計算機COM2口上。三、系統(tǒng)結構圖四、實驗步驟：1.按上述要求連接實驗系統(tǒng),將對象相應的水路打開(打開F1-1、F1-2及F1-6，且將F1-9、F1-10、F1-11開至適當開度（閥F1-9的開度>閥F1-10的開度>閥F1-11的開度）。2.利用電纜將對象和遠程數(shù)據(jù)采集控制臺連接起來。3.打開遠程數(shù)據(jù)采集控制臺電源，給7017、7024相應模塊加上24V電源。4.打開MCGS上位機組態(tài)軟件，并進入相應的實驗。5.啟動對象總電源，將相關電源（三相電源、單相、24V電源）打開，進行實驗。6為保證本系統(tǒng)無靜差，故主調節(jié)器采用PI控制；兩個副調節(jié)器均可采用比例控制，它們的比例度可參考實驗“水箱液位的串級控制系統(tǒng)”來設定。7調節(jié)主調節(jié)器的比例度，使之由大逐漸減小，直到系統(tǒng)的輸出響應出現(xiàn)4：1衰減度為止，記下此時的比例度S和周期TS，據(jù)此，按經(jīng)驗表（具體見THJ-2高級過程控制系統(tǒng)實驗指導書）計算出主調節(jié)器的比例度和積分時間常數(shù)TI。8用手動操作主調節(jié)器的輸出，使電動調節(jié)閥給