基于組態(tài)王655換熱器實驗控制系統(tǒng)

1、基于組態(tài)王6.55換熱器實驗控制系統(tǒng)1、 系統(tǒng)簡介本設(shè)計是以換熱器冷水流量和換熱器熱水出口溫度作為被控制量的串級控制系統(tǒng)。換熱器出口溫度和冷水流量串級控制的結(jié)構(gòu)是閉環(huán)的，有溫度控制器、流量控制器、溫度傳感器、流量傳感器和被控對象組成。溫度傳感器、流量傳感器測量被控流量，并轉(zhuǎn)換成便于利用的信號形式，與給定的值比較產(chǎn)生偏差信號。偏差信號通過溫度控制器、流量控制器，按照消除偏差的方向來改變被測點的溫度、流量，將其調(diào)節(jié)到給定的希望值。2、 控制方案擬定原則 要實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)對過程裝備控制的要求是多方面的，最終可以歸納為三項要求：1.安全性，安全性是指在整個生產(chǎn)過程中，確保人身和設(shè)備的安全，這是最重要也是

2、最基本的要求。通常采用越限報警、事故報警和連鎖保護等措施加以保證。隨著控制技術(shù)和計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，在線故障預(yù)測和診斷、容錯控制等技術(shù)可以進一步提高系統(tǒng)的安全性。2.經(jīng)濟性，經(jīng)濟性是指在生產(chǎn)同樣質(zhì)量和數(shù)量產(chǎn)品所消耗的能源和原材料最少，也就是要求生產(chǎn)成本低而效率高。3.穩(wěn)定性，穩(wěn)定性是指系統(tǒng)應(yīng)具有抵抗外部干擾，保持生產(chǎn)過程長期穩(wěn)定運行能力。三、控制方案的確定換熱器的溫度控制系統(tǒng)工藝流程圖如圖所示，冷流體和熱流體分別通過換熱器的殼程和管程，通過熱傳導(dǎo)，從而使熱流體的出口溫度降低。熱流體加熱爐加熱到某溫度，通過循環(huán)泵流經(jīng)換熱器的管程，出口溫度穩(wěn)定在設(shè)定值附近。冷流體通過離心泵流經(jīng)換熱器的殼程，與熱

3、流體交換熱后流回水箱，循環(huán)使用。在換熱器的冷熱流體進口處均設(shè)置一個調(diào)節(jié)閥，可以調(diào)節(jié)冷熱流體的大小。在冷流體出口設(shè)置一個電功調(diào)節(jié)閥，可以根據(jù)輸入信號自動調(diào)節(jié)冷流體流量的大小。多級離心泵的轉(zhuǎn)速由便頻器來控制。電磁流量計換熱器過程控制系統(tǒng)執(zhí)行器的選擇考慮到電動調(diào)節(jié)閥控制具有傳遞滯后大，反應(yīng)遲緩等缺點，根具離心泵模型得到通過控制離心泵轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)流量具有反應(yīng)靈敏，滯后小等特點，而離心泵轉(zhuǎn)速是通過變頻器調(diào)節(jié)的，因此，本系統(tǒng)中采用變頻器作為執(zhí)行器。 換熱器出口溫度電磁流量計電動調(diào)節(jié)閥流量控制器溫度控制器換熱器出口溫度設(shè)定值T0干擾1干擾2溫度傳感器4、 組態(tài)王開發(fā)應(yīng)運程序的一般過程用組態(tài)王開發(fā)的每個應(yīng)用程序工

4、程，每個工程都必須在一個獨立的目錄保存、運行，這個目錄成為工程路徑。建立一個新的組態(tài)王工程的一般程序是：1. 定義畫面2. 定義設(shè)備3. 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫，就是建立上位計算機和下位控制器的通訊。4. 建立動畫鏈接，讓獲得的數(shù)據(jù)在屏幕上顯示出來5. 運行和調(diào)試5、 換熱器系統(tǒng)組態(tài)軟件的實現(xiàn)1. 建立過程 本設(shè)計對流量溫度進行控制，首先進入組態(tài)王6.55工程管理器，在“新建工程向?qū)А敝休斎搿皳Q熱器流量溫度控制”,設(shè)置為當(dāng)前工程。2.設(shè)備配置 在工程瀏覽器中選擇設(shè)備新建設(shè)備配置向?qū)?設(shè)備驅(qū)動/PLC/亞控/仿真PLC/COM3.圖形對象的創(chuàng)建圖形：用抽象的圖形畫面來模擬實際工業(yè)現(xiàn)場和相應(yīng)的工控設(shè)備。組態(tài)王

5、6.55采用面向?qū)ο蟮木幊?，使用戶可以方便地建立畫面的圖形界面。從圖庫中選擇一些常見的設(shè)備：泵、閥門、反應(yīng)器、等，建立人機界面，讓畫面能夠真實反映控制系統(tǒng)的工作情況，并且通過畫面控制系統(tǒng)的運行。4.建立實時數(shù)據(jù)庫 描述工控對象的各個屬性就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中的變量反映了工控對象的各種屬性。數(shù)據(jù)庫是組態(tài)王最核心的部分，是聯(lián)系上位機和下位機的橋梁。當(dāng)數(shù)據(jù)庫中存放的是變量的當(dāng)前值，變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量。變量的集合叫“數(shù)據(jù)詞典”，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。雙擊“數(shù)據(jù)詞典”中“新建”圖標(biāo)，出現(xiàn)“定義變量”窗口，定義“設(shè)定值”、“手自動”等變量 5.控制系

6、統(tǒng)動畫連接 建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時，在畫面上以圖形對象的動畫效果表示出來，或者由軟件使用者通過圖像對象改變數(shù)據(jù)變量的值。這樣工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，像溫度、流量、壓力等，當(dāng)發(fā)生變化時，先通過I/O接口，引起實時數(shù)據(jù)庫中的變量發(fā)生變化，再通過“動畫連接”在畫面上反映出來。雙擊“換熱器出口溫度”，出現(xiàn)“動畫連接”對話框，單機“模擬值輸出”按鈕，彈出“模擬值輸出連接”對話框。將“表達式”設(shè)置為“本站點熱流體出口溫度”，確定后完成“溫度測量值”動畫鏈接。 按照此步驟進行其它動畫連接，完成后保存畫面。6.建立實時曲線在工具箱單擊“實時曲線”按鈕，將鼠標(biāo)移動到畫面上，拖拉出一個合適

7、大小的矩形框，雙擊它，出現(xiàn)實時曲線對話框，曲線一為測量溫度曲線，設(shè)為紅色，曲線二為流量測量曲線，設(shè)為綠色。將畫面保存，即完成“實時曲線”的建立。7.歷史曲線的建立 單擊工具箱“插入控件”按鈕，彈出“插入控件”對話框，選取“歷史趨勢曲線”將鼠標(biāo)移動到畫面上，拖拉出一個合適大小的矩形框，雙擊它，選取“控件屬性”，點擊“歷史工業(yè)庫”按鈕，選取“冷流體流量”顏色設(shè)為綠色，同理設(shè)置溫度并應(yīng)用保存。即完成“歷史趨勢曲線”的建立。8.報警畫面的建立在工程瀏覽器中點擊“數(shù)據(jù)詞典”，雙擊“熱流體出口溫度”彈出“變量定義”對話框，選取“報警定義”，在報警限中選取需要報警的界限值，完成確定。然后在再新建報警畫面上，單擊工具箱“報警窗口”將鼠標(biāo)移動到畫面上，拖拉出一個合適大小的矩形框，雙擊它，出現(xiàn)報警報表，雙擊表格空白處彈出“報警窗口屬性配置頁”設(shè)置報警窗口各項內(nèi)容，單擊報警窗口，選取畫面屬性，彈出“畫面屬性”對話框，在類型一欄可以改變報警窗口出現(xiàn)方式。6、 調(diào)試和運行 在組態(tài)王工程瀏覽器中單擊“運行”按鈕，將主畫面設(shè)置為“換熱器溫度流量控制”，單擊view后，進入組態(tài)王系統(tǒng)運行?；诮M態(tài)王6.5