鍋爐液位課程設(shè)計(jì)

1、摘要集散控制系統(tǒng)(Distributed control system)是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn) 過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)DCS系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì) 算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控 制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一，人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實(shí)現(xiàn)了在 功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中起著重要的 作用。關(guān)鍵字：集散控制系統(tǒng)；微處理器；最優(yōu)化控制目錄 TO

2、C o 1-5 h z 概述1通用版及嵌入版MCGS組態(tài)軟件4 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2.1鍋爐液位控制工程文件建立4 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 2.2鍋爐液位控制畫(huà)面設(shè)計(jì)8 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 被控對(duì)象設(shè)計(jì)133.1PLC 簡(jiǎn)介 13 HYPERLINK l bookmark85 o Current Document 3.2實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介143.3被控對(duì)象特性說(shuō)明（過(guò)程工藝分析）143.4被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)15

3、HYPERLINK l bookmark91 o Current Document 3.5被控對(duì)象工藝流程圖16控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l bookmark95 o Current Document 4.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì)17 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 一次儀表選型設(shè)計(jì)18 HYPERLINK l bookmark103 o Current Document DCS選型設(shè)計(jì)20 HYPERLINK l bookmark107 o Current Document DCS組態(tài)設(shè)計(jì)21 HYPERLINK l

4、bookmark110 o Current Document DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)21DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)22 HYPERLINK l bookmark116 o Current Document DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析與說(shuō)明25設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)26參考文獻(xiàn)288附錄軟件設(shè)計(jì)29概述集散控制系統(tǒng)(Distributed control system)是以微處理器為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn) 過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的集中分散控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)DCS系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將若干臺(tái)微機(jī)分散應(yīng)用于過(guò)程控制，全部信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)由上位管理計(jì) 算機(jī)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制，整個(gè)裝置繼承了常規(guī)儀表分散控制和計(jì)算機(jī)集中控

5、 制的優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)儀表功能單一，人-機(jī)聯(lián)系差以及單臺(tái)微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 危險(xiǎn)性高度集中的缺點(diǎn)，既實(shí)現(xiàn)了在管理、操作和顯示三方面集中，又實(shí)現(xiàn)了在 功能、負(fù)荷和危險(xiǎn)性三方面的分散。DCS系統(tǒng)在現(xiàn)代化生產(chǎn)過(guò)程控制中起著重要的 作用。集散控制系統(tǒng)一般有以下四部分組成：現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)又稱(chēng)數(shù)據(jù)采集裝置，主要是將過(guò)程非控變量進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理，而且對(duì) 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)一步加工處理，供CRT操作站顯示和打印，從而實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)監(jiān)視，并將 采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)。輸出裝置在有上位機(jī)的情況下，能以開(kāi)關(guān)量或 者模擬量信號(hào)的方式，向終端元件輸出計(jì)算機(jī)控制命令。這一個(gè)級(jí)別直接面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)，跟現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程相連。比如閥門(mén)、電機(jī)、各類(lèi)傳

6、感器、變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等 等。它們都是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)設(shè)備、同樣也是DCS的基礎(chǔ)。在DCS系統(tǒng)中，這一 級(jí)別的功能就是服從上位機(jī)發(fā)來(lái)的命令，同時(shí)向上位機(jī)反饋執(zhí)行的情況。拿軍隊(duì) 來(lái)舉例的話(huà)，可以形容為最底層的士兵。它們只要能準(zhǔn)確地服從命令，并且準(zhǔn)確 地向上級(jí)匯報(bào)情況即完成使命。至于它與上位機(jī)交流，就是通過(guò)模擬信號(hào)或者現(xiàn) 場(chǎng)總線(xiàn)的數(shù)字信號(hào)。由于模擬信號(hào)在傳遞的過(guò)程或多或少存在一些失真或者受到 干擾，所以目前流行的是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)來(lái)進(jìn)行DCS信號(hào)的傳遞。過(guò)程控制級(jí)又稱(chēng)現(xiàn)場(chǎng)控制單元或基本控制器，是DCS系統(tǒng)中的核心部分。生產(chǎn)工藝的調(diào) 節(jié)都是靠它來(lái)實(shí)現(xiàn)。比如閥門(mén)的開(kāi)閉調(diào)節(jié)、順序控制、連續(xù)控制等等。上面說(shuō)到

7、現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)是“士兵”，那么給它發(fā)號(hào)施令的就是過(guò)程控制級(jí)了。它接受現(xiàn)場(chǎng)控制 級(jí)傳來(lái)的信號(hào)，按照工藝要求進(jìn)行控制規(guī)律運(yùn)算，然后將結(jié)果作為控制信號(hào)發(fā)給 現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)的設(shè)備。所以，過(guò)程控制級(jí)要具備聰明的大腦，能將“士兵”反饋的 軍情進(jìn)行分析，然后做出命令，以使“士兵”能打贏“戰(zhàn)爭(zhēng)。這個(gè)級(jí)別不是最高 的，相當(dāng)于軍隊(duì)里的“中尉”。它也一樣必須將現(xiàn)場(chǎng)的情況反饋給更高級(jí)別的“上 ?！币簿褪窍旅嬷v的過(guò)程管理級(jí)。過(guò)程管理級(jí)DCS的人機(jī)接口裝置，普遍配有高分辨率、大屏幕的色彩CRT、操作者鍵盤(pán)、 打印機(jī)、大容量存儲(chǔ)器等。操作員通過(guò)操作站選擇各種操作和監(jiān)視生產(chǎn)情況、 這個(gè)級(jí)別是操作人員跟DCS交換信息的平臺(tái)。是DCS的

8、核心顯示、操作跟管理裝 置。操作人員通過(guò)操作站來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程，可以通過(guò)屏幕了解到生產(chǎn)運(yùn)行 情況，了解每個(gè)過(guò)程變量的數(shù)字跟狀態(tài)。這一級(jí)別在軍隊(duì)中算是很高的“上?！?了。它所掌握的“大權(quán)”可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行手動(dòng)自動(dòng)切換、修改設(shè)定值，調(diào) 整控制信號(hào)、操縱現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制。經(jīng)營(yíng)管理級(jí)又稱(chēng)上位機(jī)，功能強(qiáng)、速度快、容量大。通過(guò)專(zhuān)門(mén)的通信接口與高速數(shù)據(jù)通 路相連，綜合監(jiān)視系統(tǒng)各單元，管理全系統(tǒng)的所有信息。這是全廠自動(dòng)化系統(tǒng)的 最高一層。只有大規(guī)模的集散控制系統(tǒng)才具備這一級(jí)。相當(dāng)于軍隊(duì)中的“元帥”， 他們所面向的使用者是廠長(zhǎng)、經(jīng)理、總工程師等行政管理或運(yùn)行管理人員。 它的權(quán)限很大，可以

9、監(jiān)視各部門(mén)的運(yùn)行情況，利用歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)可能 發(fā)生的各種情況，從企業(yè)全局利益出發(fā)，幫助企業(yè)管理人員進(jìn)行決策，幫助企業(yè) 實(shí)現(xiàn)其計(jì)劃目標(biāo)。上世紀(jì)三四十年代，工業(yè)自動(dòng)化裝置采用的是分散性控制系統(tǒng)。 也就是所有設(shè)備都是獨(dú)立運(yùn)行，不聯(lián)網(wǎng)控制。操作員根據(jù)生產(chǎn)需求進(jìn)行計(jì)算后， 將獨(dú)立設(shè)備的特性調(diào)節(jié)到適合的程度，然后就開(kāi)始工作。之后采用了氣動(dòng)、電動(dòng) 模擬儀表組成過(guò)程控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了一定程度上的集中監(jiān)視、操作和分散控制。 較好的適應(yīng)了工業(yè)生產(chǎn)的需求。可是，隨著生產(chǎn)規(guī)模和復(fù)雜程度的不斷提高，原 有的控制系統(tǒng)顯得滯后、笨重、繁冗，因?yàn)橐慌_(tái)儀表只有一種控制規(guī)律，要實(shí)現(xiàn) 某些復(fù)雜的控制就很困難。另外，控制儀表數(shù)

10、量越來(lái)越多，用原來(lái)落后的儀表盤(pán) 控制的話(huà)，控制盤(pán)越來(lái)越長(zhǎng)，看得人眼睛都會(huì)花掉。最致命的就是老系統(tǒng)之間不 便于實(shí)現(xiàn)通信，很難分級(jí)控制和綜合管理。再一個(gè)就是它的系統(tǒng)變更比較麻煩， 只有通過(guò)更換儀表和變更儀表連線(xiàn)才能實(shí)現(xiàn)。第三次科技革命開(kāi)始后，隨著計(jì)算 機(jī)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始嘗試將計(jì)算機(jī)用于過(guò)程控制。試圖利用計(jì)算機(jī)所具有的 功能特點(diǎn)，來(lái)克服常規(guī)模擬儀表的局限性。但當(dāng)時(shí)采用的辦法是用一臺(tái)計(jì)算機(jī)控 制幾十甚至上百個(gè)回路，這樣做的危險(xiǎn)性很高，如果計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，會(huì)導(dǎo)致很 嚴(yán)重的后果，這就是所謂的“危險(xiǎn)集中”。若采用雙機(jī)雙工系統(tǒng)，雖可以提高系統(tǒng) 的可靠性，但成本太高，如果工廠的生產(chǎn)規(guī)模不大，則經(jīng)濟(jì)性很差，用

11、戶(hù)難以接 受。直到上世紀(jì)70年代開(kāi)始，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的日漸成熟，大規(guī)模集成電路及微 處理器的誕生后，人們開(kāi)始思考是否能將“危險(xiǎn)分散”。就是原來(lái)靠一臺(tái)大計(jì)算機(jī) 完成的“艱巨”任務(wù)，能否用幾十臺(tái)微處理來(lái)完成？這樣的話(huà)，即使某一處理器 壞了，也不至于會(huì)“牽一發(fā)而動(dòng)全身”，從而使危險(xiǎn)系數(shù)大大降低。答案是肯定的。 至此DCS就誕生了。進(jìn)入九十年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多新的技術(shù)被 應(yīng)用到了 DCS之中。PLC是一種針對(duì)順序邏輯控制發(fā)展起來(lái)的電子設(shè)備，它主要用 于代替不靈活而且笨重的繼電器邏輯?，F(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在進(jìn)入九十年代中期以后發(fā) 展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的FCS將取代DCS

12、成為控 制系統(tǒng)的主角。集散控制系統(tǒng)的特點(diǎn)DCS控制系統(tǒng)與常規(guī)模擬儀表及集中型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相比，具有很顯著的特 點(diǎn)。1、系統(tǒng)構(gòu)成靈活。從總體上看，DCS就是由各個(gè)工作站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)組網(wǎng)而 成的。你可以把他想象成“因特網(wǎng)”。根據(jù)生產(chǎn)需求，你可以隨時(shí)加入或者撤去工 作站。系統(tǒng)組態(tài)很靈活。2、操作管理便捷。DCS的人機(jī)反饋都是通過(guò)CRT跟鍵盤(pán)、鼠標(biāo)等實(shí)現(xiàn)的。你可以 想象成在因特網(wǎng)沖浪一樣，你可以監(jiān)視生產(chǎn)裝置乃至整個(gè)工廠的運(yùn)行情況。3、控制功能豐富。原先用模擬控制回路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜運(yùn)算，通過(guò)高精度的微處理器 來(lái)實(shí)現(xiàn)。4、信息資源共享。你可以把工作站想象成因特網(wǎng)上的各個(gè)網(wǎng)站，只要你在DCS系 統(tǒng)中，并且

13、權(quán)限夠大，你就能了解到你要的任何參數(shù)。5、安裝、調(diào)試方便。相比原先的模擬控制系統(tǒng)，那么多的飛線(xiàn)頭，一大堆類(lèi)似頭 發(fā)絲的電線(xiàn)，DCS系統(tǒng)算是很方便了。6、安全可靠性高。DCS系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)DCS的硬件系統(tǒng)主要由集中操作管理裝置、分散過(guò)程控制裝置和通信接口設(shè)備等組 成。通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將這些硬件設(shè)備連接起來(lái)，共同實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、分散控制和集 中監(jiān)視、操作及管理等功能?，F(xiàn)場(chǎng)控制站現(xiàn)場(chǎng)控制站中的主要設(shè)備是現(xiàn)場(chǎng)控制單元?，F(xiàn)場(chǎng)控制單元式DCS直接與生產(chǎn) 過(guò)程進(jìn)行信息交互的IO處理系統(tǒng)，它的主要任務(wù)是進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及處理，對(duì)被控 對(duì)象實(shí)施閉環(huán)反饋控制、順序控制和批量控制。用戶(hù)可以根據(jù)不同的應(yīng)用需求， 選擇配置不同的

14、現(xiàn)場(chǎng)控制單元構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站。它可以是以面向連續(xù)生產(chǎn)的過(guò)程 控制為主，輔以順序邏輯控制，構(gòu)成的一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜控制方案的現(xiàn)場(chǎng)控 制站；也可以是以順序控制、連鎖控制功能為主的現(xiàn)場(chǎng)控制站；還可以是一個(gè)對(duì) 大批量過(guò)程信號(hào)進(jìn)行總體信息采集的現(xiàn)場(chǎng)控制站?，F(xiàn)場(chǎng)控制站是一個(gè)可以獨(dú)立運(yùn) 行的計(jì)算機(jī)檢測(cè)控制系統(tǒng)。由于它是專(zhuān)為過(guò)程檢測(cè)、控制而設(shè)計(jì)的通用型設(shè)備， 所以其機(jī)柜、電源、輸入輸出通道和控制計(jì)算機(jī)等，與一般的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有所不 同。通用版及嵌入版MCGS組態(tài)軟件目標(biāo)：應(yīng)用通用版及嵌入版MCGS組態(tài)軟件基本功能進(jìn)行簡(jiǎn)單項(xiàng)目設(shè)計(jì)、仿真 運(yùn)行。2.1鍋爐液位控制工程文件建立終極目標(biāo)：能建立MCGS新工程。促成目標(biāo)

15、：1）掌握MCGS組態(tài)軟件的安裝與運(yùn)行方法。2）能進(jìn)行工程分析，建立工程文件。工作任務(wù)建立水位控制系統(tǒng)工程文件。能力訓(xùn)練MCGS （Monitor and Control Generated System 通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于 快速構(gòu)造和生成計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，充分利用了 Windows圖形功能完備、 界面一致性好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，比以往使用專(zhuān)用機(jī)開(kāi)發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有 通用性，在自動(dòng)化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。MCGS的安裝1）啟動(dòng) Windows o2）在相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器中插入光盤(pán)。插入光盤(pán)后會(huì)自動(dòng)彈出MCGS安裝程序窗口（如 沒(méi)有窗口彈出，則從Windows的“開(kāi)始”菜單中，選擇“運(yùn)

16、行.”命令，運(yùn)行光 盤(pán)中AutoRun.exe文件），MCGS安裝程序窗口如圖2-2所示：3）在安裝程序窗口中選擇“安裝MCGS組態(tài)軟件通用版”，啟動(dòng)安裝程序開(kāi)始 安裝。安裝程序?qū)⑻崾局付ò惭b目錄，用戶(hù)不指定時(shí)，系統(tǒng)缺省安裝倒D:MCGS目 錄下，如圖2-1所示：酒擇玉偵3L用站lUitt性斐安瞄 耳圖2-1安裝程序安裝過(guò)程大約要持續(xù)數(shù)分鐘，MCGS系統(tǒng)文件安裝完成后，安裝程序要建立象標(biāo)群 組和安裝數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，這一過(guò)程可能持續(xù)幾分鐘，請(qǐng)耐心等待。4）安裝完成后，安裝程序?qū)棾觥霸O(shè)置完成”對(duì)話(huà)框，上面有兩個(gè)復(fù)選框， “是，我現(xiàn)在要重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)”和“不，我將梢后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)”。一般在 計(jì)算機(jī)上

17、初次安裝時(shí)需要選擇重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，如圖2-2,按下“結(jié)束”按鈕，操 作系統(tǒng)重新啟動(dòng)，完成安裝。如果選擇“不，我將梢后重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)”，點(diǎn)擊 “結(jié)束”，系統(tǒng)將彈出警告提示，提醒“請(qǐng)重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后再運(yùn)行MCGS組態(tài)軟 件”。L 不,號(hào)禍i-U或.睥土里3姐ti圖2-2安裝完成對(duì)話(huà)窗口5）安裝完成后，Windows操作系統(tǒng)的桌面上添加了如圖所示的兩個(gè)圖標(biāo)，分 別用于啟動(dòng)。MCGS組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境：圖2-3 MCGS桌面圖標(biāo)同時(shí)，Windows開(kāi)始菜單中也添加了相應(yīng)的MCGS程序組，如圖2-4所示。MCGS程 序組包括五項(xiàng)：MCGS組態(tài)環(huán)境、MCGS運(yùn)行環(huán)境、MCGS電子文檔、MCGS自述文件以

18、及卸載MCGS組態(tài)軟件。運(yùn)行環(huán)境和組態(tài)環(huán)境為軟件的主體程序，自述文件描述了 軟件發(fā)行時(shí)的最后信息，MCGS電子文檔則包含了有關(guān)MCGS最新的幫助信息。圖2-4 MCG S程序組MCGS的運(yùn)行方式1）MCGS系統(tǒng)分為組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)部分。可執(zhí)行文件McgsSet.exe對(duì) 應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的組態(tài)環(huán)境，可執(zhí)行文件McgsRun.ex e對(duì)應(yīng)于MCGS系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。2）MCGS系統(tǒng)安裝完成后，在用戶(hù)指定的目錄（或系統(tǒng)缺省目錄D:MCGS）下 創(chuàng)建有三個(gè)子目錄：Program、Samples和Work。組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境對(duì)應(yīng)的兩個(gè) 執(zhí)行文件以及MCGS中用到的設(shè)備驅(qū)動(dòng)、動(dòng)畫(huà)構(gòu)件及策略構(gòu)件存放在

19、子目錄Program 中，樣例工程文件存放在Samples目錄下，Work子目錄則是用戶(hù)的缺省工作目錄。3）分別運(yùn)行執(zhí)行程序McgsSet.exe和McgsRun.exe，就能進(jìn)AMCGS的組態(tài)環(huán)境 和運(yùn)行環(huán)境。安裝完畢后，運(yùn)行環(huán)境能自動(dòng)加載并運(yùn)行樣例工程。用戶(hù)可根據(jù)需 要?jiǎng)?chuàng)建和運(yùn)行自己的新工程。工程建立1）用鼠標(biāo)單擊文件菜單中“新建工程”選項(xiàng)，如果MCGS安裝在D：盤(pán)根目錄 下，則會(huì)在D： MCGSWORK下自動(dòng)生成新建工程，默認(rèn)的工程名為：“新建工程 X.MCG”（X表示新建工程的順序號(hào)，如：0、1、2等）。2）選擇文件菜單中的“工程另存為”菜單項(xiàng)，彈出文件保存窗口。3）在文件名一欄內(nèi)輸入

20、“鍋爐液位控制系統(tǒng)+班級(jí)+學(xué)號(hào)”，單擊“保存”按 鈕，工程創(chuàng)建完畢。注意：文件名中不能包含空格，否則MCGS拒絕運(yùn)行。拓展知識(shí)（1）常用組態(tài)軟件有哪些國(guó)內(nèi)的有MCGS、組態(tài)王、力控、瑞爾等，國(guó)外的有西門(mén)子Wincc、INTOUCH等。 從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，組態(tài)王和MCGS一樣，前臺(tái)動(dòng)畫(huà)和后臺(tái)集成在一起，在運(yùn)行模式下一 起運(yùn)行。而力控、瑞爾卻由后臺(tái)驅(qū)動(dòng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和前臺(tái)三部分組成。目前國(guó)產(chǎn)軟件整體性能與國(guó)外軟件相比雖有些差距，但在一般的工程中，國(guó)產(chǎn)軟 件和國(guó)外軟件已沒(méi)有任何差別，在某些項(xiàng)目上，國(guó)產(chǎn)軟件的性能比國(guó)外軟件還要 好。（2）MCGS組態(tài)軟件常用術(shù)語(yǔ)1）工程：用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)的簡(jiǎn)稱(chēng)。引入工程的概念，是

21、使復(fù)雜的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)技 術(shù)更貼近于普通工程用戶(hù)。在MCGS組態(tài)環(huán)境中生成的文件稱(chēng)為工程文件，后綴 為.mcg，存放于MCGS目錄的WORK子目錄中。如： D:MCGSWORK水位控制系 統(tǒng).mcg”。2）對(duì)象：操作目標(biāo)與操作環(huán)境的統(tǒng)稱(chēng)。如窗口、構(gòu)件、數(shù)據(jù)、圖形等皆稱(chēng)為 對(duì)象。3）選中對(duì)象：鼠標(biāo)點(diǎn)擊窗口或?qū)ο螅蛊涮幱诳刹僮鳡顟B(tài)，稱(chēng)此操作為選中 對(duì)象，被選中的對(duì)象（包括窗口），也叫當(dāng)前對(duì)象。4）組態(tài)：在MCGS組態(tài)軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)中對(duì)五大部分進(jìn)行對(duì)象的定義、制作和編 輯，并設(shè)定其狀態(tài)特征（屬性）參數(shù)，將此項(xiàng)工作稱(chēng)為組態(tài)。5）屬性：對(duì)象的名稱(chēng)、類(lèi)型、狀態(tài)、性能及用法等特征的統(tǒng)稱(chēng)。6）菜單：是執(zhí)行某種功能

22、的命令集合。如系統(tǒng)菜單中的“文件”菜單命令， 是用來(lái)處理與工程文件有關(guān)的執(zhí)行命令。位于窗口頂端菜單條內(nèi)的菜單命令稱(chēng)為 頂層菜單，一般分為獨(dú)立的菜單項(xiàng)和下拉菜單兩種形式，下拉菜單還可分成多級(jí)， 每一級(jí)稱(chēng)為次級(jí)子菜單。7）構(gòu)件：具備某種特定功能的程序模塊，可以用VB，VC等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫(xiě)， 通過(guò)編譯，生成DLL、OCX等文件。用戶(hù)對(duì)構(gòu)件設(shè)置一定的屬性，并與定義的數(shù)據(jù) 變量相連接，即可在運(yùn)行中實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。8）策略：是指對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行流程進(jìn)行有效控制的措施和方法。9）啟動(dòng)策略：在進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境后首先運(yùn)行的策略，只運(yùn)行一次，一般完成系 統(tǒng)初始化的處理。該策略由MCGS自動(dòng)生成，具體處理的內(nèi)容由用戶(hù)充填。

23、10）循環(huán)策略：按照用戶(hù)指定的周期時(shí)間，循環(huán)執(zhí)行策略塊內(nèi)的內(nèi)容，通常 用來(lái)完成流程控制任務(wù)。11）退出策略：退出運(yùn)行環(huán)境時(shí)執(zhí)行的策略。該策略由MCGS自動(dòng)生成，自動(dòng) 調(diào)用，一般由該策略模塊完成系統(tǒng)結(jié)束運(yùn)行前的善后處理任務(wù)。12）用戶(hù)策略：由用戶(hù)定義，用來(lái)完成特定的功能。用戶(hù)策略一般由按鈕、 菜單、其他策略來(lái)調(diào)用執(zhí)行。13）事件策略：當(dāng)開(kāi)關(guān)型變量發(fā)生跳變時(shí)（1到0，或0到1），執(zhí)行的策略， 只運(yùn)行一次。14）熱鍵策略：當(dāng)用戶(hù)按下定義的組合熱鍵（如：Ctrl+D）時(shí)執(zhí)行的策略， 只運(yùn)行一次。15）可見(jiàn)度：指對(duì)象在窗口內(nèi)的顯現(xiàn)狀態(tài)，即可見(jiàn)與不可見(jiàn)。16）變量類(lèi)型：MCGS定義的變量有五種類(lèi)型：數(shù)值型

24、、開(kāi)關(guān)型、字符型、事 件型和組對(duì)象。17）事件對(duì)象：用來(lái)記錄和標(biāo)識(shí)某種事件的產(chǎn)生或狀態(tài)的改變。如開(kāi)關(guān)量的 狀態(tài)發(fā)生變化。18）組對(duì)象:用來(lái)存儲(chǔ)具有相同存盤(pán)屬性的多個(gè)變量的集合，內(nèi)部成員可包含 多個(gè)其他類(lèi)型的變量。組對(duì)象只是對(duì)有關(guān)聯(lián)的某一類(lèi)數(shù)據(jù)對(duì)象的整體表示方法， 而實(shí)際的操作則均針對(duì)每個(gè)成員進(jìn)行。19）動(dòng)畫(huà)刷新周期：動(dòng)畫(huà)更新速度，即顏色變換、物體運(yùn)動(dòng)、液面升降的快 慢等，單位為ms。20）父設(shè)備：本身沒(méi)有特定功能，但可以和其他設(shè)備一起與計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 交換的硬件設(shè)備。如：串口通訊父設(shè)備。21）子設(shè)備：必須通過(guò)一種父設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的設(shè)備。如：浙大中控 JL-26無(wú)紙記錄儀、研華4017模塊

25、等。22）模擬設(shè)備：在對(duì)工程文件測(cè)試時(shí)，提供可變化的數(shù)據(jù)的內(nèi)部設(shè)備，可提 供多種變化方式，如正弦波、三角波等。23）數(shù)據(jù)庫(kù)存盤(pán)文件：MCGSX程文件在硬盤(pán)中存儲(chǔ)時(shí)的文件，類(lèi)型為MDB文件， 一般以工程文件的文件名+ “D”進(jìn)行命名，存儲(chǔ)在MCGS目錄下WORK子目錄中，如 D:MCGSWORK水位控制系統(tǒng) D.MDB。2.2鍋爐液位控制畫(huà)面設(shè)計(jì)2.2.1教學(xué)目標(biāo)終極目標(biāo)：掌握MCGS畫(huà)面設(shè)計(jì)方法。促成目標(biāo)：1）掌握繪圖工具箱的使用。2）掌握實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的創(chuàng)建方法。3）能實(shí)現(xiàn)圖形的動(dòng)畫(huà)控制效果。工作任務(wù)完成水位控制系統(tǒng)的畫(huà)面制作，實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)控制效果。能力訓(xùn)練MCGS生成的用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)由主控窗

26、口、設(shè)備窗口、用戶(hù)窗口、實(shí)時(shí) 數(shù)據(jù)庫(kù)和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，如圖2-5所示。圖2-6 MCGS組態(tài)平臺(tái)1.建立新畫(huà)面新建窗口 在圖2-6所示的MCGS組態(tài)平臺(tái)上，單擊“用戶(hù)窗口”，在“用 戶(hù)窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，則產(chǎn)生新建的“窗口 0”。選中“窗口0”，單擊“窗口屬性”，進(jìn)入圖-7所示的“用戶(hù)窗口屬性設(shè)置” 對(duì)話(huà)框，將“窗口名稱(chēng)”改為“水位控制”；將“窗口標(biāo)題”改為“水位控制”； 在“窗口位置是、”中選中“最大化顯示”，其他不變，單擊“確認(rèn)”按鈕。圖2-7用戶(hù)窗口屬性設(shè)置選中“水位控制”，單擊“動(dòng)畫(huà)組態(tài)”，進(jìn)入圖2-8所示的“動(dòng)畫(huà)制作”窗口。0菖CGS組態(tài)環(huán)境-動(dòng)畫(huà)組態(tài)水位控制*圖2-8

27、 “動(dòng)畫(huà)制作”窗口工具箱使用單擊工具條中的工具箱按鈕，則打開(kāi)動(dòng)畫(huà)工具箱，如圖2-9所示。工具箱 *OOO烏A駕常用圖將區(qū)ab|口UO_|-JO曰OrQio0OA醴O尚0置四E1a0Q0峋0Oa) b)圖2-9動(dòng)畫(huà)工具箱及系統(tǒng)圖符對(duì)象圖標(biāo)*對(duì)應(yīng)于選擇器，用于在圖形時(shí)選取用戶(hù)窗口中指定的圖形對(duì)象；圖標(biāo) 禽用于打開(kāi)和關(guān)閉系統(tǒng)圖符工具箱，常用圖符工具箱包括27種常用的圖符對(duì)象。 圖形對(duì)象放置在用戶(hù)窗口中，是構(gòu)成用戶(hù)應(yīng)用系統(tǒng)圖形界面的最小單元，MCGS中 的圖形對(duì)象包括圖元對(duì)象、圖符對(duì)象和動(dòng)畫(huà)構(gòu)件3種類(lèi)型，不同類(lèi)型的圖形對(duì)象有不同的屬性，所能完成的功能也各不相同。MCGS的圖元是以向量圖形的格式存在的，

28、根據(jù)需要可隨意移動(dòng)圖元的位置和 改變圖元的大小，在工具箱中提供了8種圖元。為了快速構(gòu)圖和組態(tài)，MCGS系統(tǒng)內(nèi) 部提供了 27種常用的圖符對(duì)象，稱(chēng)為系統(tǒng)圖符對(duì)象。如圖2-9b所示。（3）制作文字框圖用鼠標(biāo)單擊圖2-9a所示的“標(biāo)簽”按鈕A，鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)?“十”字形，在窗口任何位置拖拽鼠標(biāo)，拉出一個(gè)一定大小的矩形。建立矩形框后，光標(biāo)在其內(nèi)閃爍，可直接輸入文字“水位控制系統(tǒng)演示工程”， 按回車(chē)鍵或在窗口任意位置用鼠標(biāo)單擊一下，文字輸入過(guò)程結(jié)束。如果用戶(hù)想改 變矩形內(nèi)的文字，先選中文字標(biāo)簽，按回車(chē)鍵或空格鍵，光標(biāo)顯示在文字起始位 置，即可進(jìn)行文字的修改。（4）設(shè)置框圖顏色設(shè)置框圖顏色如圖2-10所示

29、。1）設(shè)定文字框顏色：選中文字框，按“填充色”按鈕蜉，設(shè)定文字框的背 景顏色（本例設(shè)為無(wú)填充色）；按“線(xiàn)色”按鈕防改變文字框的邊線(xiàn)顏色（本例設(shè)為沒(méi)有邊線(xiàn)）。則設(shè)定的結(jié)果是，不顯示框圖，只顯示文字。a）文字框顏色設(shè)定b）文字的顏色設(shè)定圖2-10設(shè)置框圖顏色2）設(shè)定文字的顏色：按“字符字體”按鈕A改變文字字體和大小。按“字符顏色”按鈕人，改變文字顏色（本例設(shè)為藍(lán)色）。（5）對(duì)象元件庫(kù)管理 單擊“工具”菜單，選中“對(duì)象元件庫(kù)管理”打開(kāi)動(dòng)畫(huà)工具 箱，工具箱中的圖標(biāo)色用于從對(duì)象元件庫(kù)中讀取存盤(pán)的圖形對(duì)象；圖標(biāo)也用于 把當(dāng)前用戶(hù)窗口中選中的圖形對(duì)象存入對(duì)象元件庫(kù)中。對(duì)裂元件庫(kù)管理改名確定取消對(duì)象元件列表對(duì)

30、象類(lèi)型-庫(kù) 1 象 器!律爆度志應(yīng)蹶表氣塊標(biāo)拌道示關(guān)F 彩閥刻泵標(biāo)反儀電模游攪管指開(kāi)4 圖口母宙宙宙宙宙宙宙宙宙宙宙宙e o.ie-:ie-:ie-:ie-:ie-:ie-:ie-.ie-:ie-:ie-:ie-:ie-:ie-:ie-:號(hào)./器燈上移刪除 分類(lèi)圖2-11對(duì)象元件庫(kù)管理從圖2-11所示“對(duì)象元件庫(kù)管理”中的“儲(chǔ)藏罐”中選取中意的罐，按“確定” 按鈕，則所選中的罐出現(xiàn)在桌面的左上角，可以改變其大小及位置，如“罐17”、“罐 53 ”。（6）流動(dòng)塊構(gòu)件制作流動(dòng)的水是用圖2-9a所示“動(dòng)畫(huà)工具箱”中的“流動(dòng)塊”構(gòu) 件制作。選中工具箱內(nèi)的“流動(dòng)塊”動(dòng)畫(huà)構(gòu)件口。移動(dòng)鼠標(biāo)至窗口的預(yù)定位置，

31、（鼠標(biāo)的光標(biāo)變?yōu)椤笆弊中危?，按下鼠?biāo)左鍵，移動(dòng)鼠標(biāo)，在鼠標(biāo)光標(biāo)后形成 一道虛線(xiàn)，拖動(dòng)一定距離后，單擊鼠標(biāo)，生成一段流動(dòng)塊。再拖動(dòng)鼠標(biāo)（可沿原 來(lái)方向，也可垂直于原來(lái)方向），生成下一段流動(dòng)塊。當(dāng)用戶(hù)想結(jié)束繪制時(shí)，雙 擊鼠標(biāo)即可；當(dāng)用戶(hù)想修改流動(dòng)塊時(shí)，先選中流動(dòng)塊（流動(dòng)塊周?chē)霈F(xiàn)選中標(biāo)志: 白色小方塊），鼠標(biāo)指針指向小方塊，按住左鍵不放，拖動(dòng)鼠標(biāo)，調(diào)整形狀。被控對(duì)象設(shè)計(jì)3.1PLC簡(jiǎn)介可編程控制器基礎(chǔ)PLC即可編程控制器是一種專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的 電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順 序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式

32、或模擬式的輸入 和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、性?xún)r(jià)比高、體積小、 能耗低等顯著特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、 輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。PLC的歷史和發(fā)展趨勢(shì)20世紀(jì)20年代起，人們把各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)按一定的邏 輯關(guān)系連接起來(lái)組成控制系統(tǒng)，控制各種機(jī)械設(shè)備，這就是傳統(tǒng)的繼電器控制系 統(tǒng)。到20世紀(jì)60年代，汽車(chē)生產(chǎn)流水線(xiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控 制裝置構(gòu)成的。20世紀(jì)60年代末，美國(guó)的汽車(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家汽車(chē) 型號(hào)不斷更新，它必然要求加工的生產(chǎn)線(xiàn)亦隨

33、之改變，以及對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)重新 配置，這樣，繼電器控制系統(tǒng)就需要經(jīng)常更新和安裝，阻礙了更新周期的縮短。 為改變這一狀況，美國(guó)通用汽車(chē)公司（GM）在1968年公開(kāi)招標(biāo)，要求用新的控制 裝置取代繼電器控制裝置。目前比較著名的PLC生產(chǎn)廠家有日本的三菱公司、歐姆龍公司、富士電機(jī)、 松下電工，德國(guó)的西門(mén)子，法國(guó)的TE公司、施耐德公司，韓國(guó)的三星公司、LG 公司和美國(guó)的AB、通用（GE）公司。PLC現(xiàn)在的發(fā)展很快，總的趨勢(shì)是向高集成度、小體積、大容量、高速度、使 用方便、高性能和智能化方向發(fā)展。PLC的分類(lèi)對(duì)于PLC的分類(lèi)通?？梢愿鶕?jù)他的結(jié)構(gòu)形式、容量或功能進(jìn)行。按照硬件的 結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體

34、式和模塊式兩類(lèi)，還有一些PLC將整體式和模塊式 的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。PLC的容量主要指其輸入/輸出點(diǎn)數(shù)。按容量大小，可將PLC分為：小型PLC： I/O點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)以下；中型PLC： I/O點(diǎn)數(shù)一般在256-1024點(diǎn)之間；大 型PLC： I/O點(diǎn)數(shù)一般在1024點(diǎn)以上。按PLC功能上的強(qiáng)弱可分為低檔機(jī)，中檔機(jī)，高檔機(jī)。當(dāng)然，分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)不 是固定的，而是隨著PLC整體性能的提高不斷變化。PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC專(zhuān)為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由中央處理器 （CPU）、存儲(chǔ)器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O接口）、電源及編程器等幾大部分組成。PL

35、C 的基本結(jié)構(gòu)圖如圖 3-1圖WT PLG的基本結(jié)構(gòu)圖中央處理器（CPU）LC的核心，一般由運(yùn)算器、控制器、寄存器組成，這些 電路都集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)、地址總線(xiàn)和控制總線(xiàn)與存儲(chǔ)單元、 輸入輸出接口電路相連接。它的功能是接收并存貯用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方 式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷 電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等PL C中采用的C PU一 般有三大類(lèi)：通用微處理器；單片機(jī)芯片；位處理器。3.2實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置包括水箱、水槽、鍋爐各一個(gè)，各種變送儀表共計(jì)八塊，以 及各種管道閥門(mén)若干。由本系統(tǒng)的各實(shí)驗(yàn)

36、裝置可構(gòu)成鍋爐進(jìn)水流量定值調(diào)節(jié)，并 聯(lián)管路壓力定值調(diào)節(jié)，鍋爐液位定值調(diào)節(jié)等系統(tǒng)典型生產(chǎn)工藝流程。實(shí)驗(yàn)裝置清 單如下：表3.1實(shí)驗(yàn)裝置清單水槽一個(gè)水箱一個(gè)鍋爐一個(gè)水泵一個(gè)電磁流量傳感器兩個(gè)（FE1，F(xiàn)E2）LD24B型電磁流量轉(zhuǎn)換器兩個(gè)（FIT1，F(xiàn)IT2）DYBG壓力變送器兩個(gè)（LT1，LT2）QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩塊（M1，M2）管線(xiàn)和閥門(mén)若干3.3被控對(duì)象特性說(shuō)明（過(guò)程工匚藝分析）本系統(tǒng)中被控對(duì)象是鍋爐，因鍋爐是用于加熱的容器，所以存在上下限制值， 而且由于加熱效率等問(wèn)題，就期望鍋爐液位可以穩(wěn)定在某一給定值上，所以以鍋 爐液位作為被控變量，進(jìn)水發(fā)門(mén)開(kāi)度為控制變量。以鍋爐液位為反饋?zhàn)兞繕?gòu)成單

37、 回路控制系統(tǒng)，并采用PID算法進(jìn)行控制，通過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)鍋爐水位穩(wěn) 定在給定值附近的目的。3.4被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)上述的對(duì)象特性，完成對(duì)被控對(duì)象的控制，需將管路中的閥門(mén)按下表設(shè)閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)V25開(kāi)V35開(kāi)V40開(kāi)V21開(kāi)V51開(kāi)V30開(kāi)V33開(kāi)V39開(kāi)V38開(kāi)V42開(kāi)V43開(kāi)V27開(kāi)3.5被控對(duì)象工藝流程圖圖3.1被控對(duì)象工藝流程圖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì)（1）根據(jù)所組態(tài)的被控生產(chǎn)流程（被控對(duì)象）的工藝要求，確定控制系統(tǒng) 的控制方案為單回路控制系統(tǒng)，要求控制系統(tǒng)原理框圖如下：（2）根據(jù)被控對(duì)象的生產(chǎn)流程和控制要求，確定調(diào)節(jié)閥為氣開(kāi)形

38、式，控制 器為反作用空控制。圖4.1系統(tǒng)原理方框圖4.2 一次儀表選型設(shè)計(jì)根據(jù)被控對(duì)象組態(tài)設(shè)計(jì)，確定“EFPT過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”中一次儀表的使用 情況，查閱一次儀表型號(hào)、量程等參數(shù)。（1） 編制一次儀表位號(hào)如表4.1表4.1次儀表位號(hào)儀表型號(hào)儀表位號(hào)功能QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QSVP-16KM1調(diào)節(jié)進(jìn)水閥位M2調(diào)節(jié)出水閥位電磁流量傳感器LDG10SFE1測(cè)量進(jìn)水流量FE2測(cè)量出水流量LD2-4B型電磁流量轉(zhuǎn)換 器FIT1顯示進(jìn)水流量FIT2顯示出水流量DYBG壓力變送器LT1水箱液位LT2鍋爐液位(2) 列出一次儀表選型表。表4.2 次儀表選型表儀表型號(hào)QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QSVP-16K電磁流

39、量傳感 器LDG10SLD2-4B型電磁流 量轉(zhuǎn)換器DYBG壓力變送器參數(shù)公稱(chēng)通徑：20MM流量范圍：00.3M3/h輸出信號(hào)： 420MA防爆標(biāo)志：ibIICT6公稱(chēng)壓力：16MPa工作溫度： 0120C負(fù)載電阻：0250Q輸出：420mA-DC介質(zhì)溫度： -40200C工作壓力：4MPa電源 220V, 50HZ量程04kPa信號(hào)范圍：420MA DAC精確度：1級(jí)消耗功率30VA工作壓力：68kPa彳丁程：SCD：10MMSCC： 16MM防護(hù)等級(jí)：ZP65精度：0.54.3 DCS選型設(shè)計(jì)(1) I/O清單表4.3如下:表4.3 I/O清單表信號(hào)類(lèi)型不冗余點(diǎn)數(shù)榮譽(yù)點(diǎn)數(shù)總點(diǎn)數(shù)AL電流信號(hào)

40、606AO模擬量輸出202(2)根據(jù)系統(tǒng)I/O清單，確定DCS的硬件配置清單表4.4如下:表4.4配置清單表卡件名稱(chēng)卡件代碼卡件數(shù)量卡件名稱(chēng)卡件代 碼卡件數(shù)量電源供電卡PS2211電流信號(hào)輸入 卡PS3132主控卡PS243X1模擬量輸出卡PS3221數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡PS2331DCS組態(tài)設(shè)計(jì)5.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)卡件配置表5.1卡件配置圖025613是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余模塊名稱(chēng)電源供電 卡主控制卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 卡電流信號(hào) 輸入卡電流信 號(hào)輸入 卡模擬量輸出卡型號(hào)PS221SP243XSP233SP313SP313SP3225.1.2 DCS系統(tǒng)（控制站卡件及設(shè)計(jì)小組各操作站）地址

41、配置如表5.1站名機(jī)位IP地址2#控制站2#CS工程師站/操作站A1工程師站/操作站A2工程師站/操作站B1工程師站/操作站B2工程師站/操作站C1工程師站/操作站C2Server（卡 1）表5.1地址配置表（個(gè)工作小組分布情況）（各站點(diǎn)IP地址）5.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)5.2.1 I/O組態(tài)如表5.2表5.2 I/O組態(tài)表I/O卡 件 地址I/O 卡件地址位號(hào)里程單位閥特性信號(hào)制注釋00電流信號(hào)輸入02AI0M10100%進(jìn)水閥位03AI0M20100%出水閥位01電流信號(hào)輸入00AI0FE10400L/h進(jìn)水流量01AI0EF20400L/h出水流量02AI0LT10400ml水箱液位03

42、AI0LT20400ml鍋爐液位10模擬量輸出卡00AO0M1氣開(kāi)型III型進(jìn)水閥控制01AO0M2氣開(kāi)型III型出水閥控制圖5.1 I/O卡件輸入控制回路組態(tài)如圖5.2白.伽0 AI0I1 AI0I常副回璋主控制卡回0 AI0IA10IA10IAI0I單回路回路：AIOLT1 S02_W00輸出:A00M101手操器回路:AI0LTlS02_L001輸出:A00M1設(shè)置設(shè)置0 AO1 AOC常雕制方案0臼1!9!0目W001總貌( 1-趨契畫(huà)面g 1令絹畫(huà)面常規(guī)回路設(shè)置正在存儲(chǔ)控制 正在編譯抻站(Il圖5.2控制回路組態(tài)操作站組態(tài)六個(gè)工作點(diǎn)中，其中一個(gè)為工程師站（C1或C2）,負(fù)責(zé)將程序下載

43、到DCS控 制系統(tǒng)中，以及當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí)修改程序；其余五個(gè)為操作員站，負(fù)責(zé)觀察監(jiān) 控現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)總貌畫(huà)面如圖5.3圖5.3DCS系統(tǒng)總貌畫(huà)面手工置值二P 0.000工程單位：| id?量程上限:100.000量程下限:0.000測(cè)量值P*240.879報(bào)警狀態(tài)：NR遙1 遙1 限HH二00.000 高限 HI=100.000低限 L0二0.000 低低限LL二 0.000 死區(qū) DZ二 一 0.000手工置值是汗否報(bào)警使能一&禁止L可用課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)趨勢(shì)畫(huà)面如圖5.4圖5.4 DCS系統(tǒng)趨勢(shì)圖5.3DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析與說(shuō)明（

44、1）控制系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行曲線(xiàn)如圖5.4圖5.5控制系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行曲線(xiàn)由上圖可以看出對(duì)于被控對(duì)象水箱液位的控制不是很穩(wěn)定，曲線(xiàn)波動(dòng)值較大， 原因可能是單回路控制方案不能滿(mǎn)足本系統(tǒng)的控制要求，從而導(dǎo)致系統(tǒng)的不穩(wěn)定， 可以選擇采用其他控制方案來(lái)改善系統(tǒng)的穩(wěn)定性。下圖為歷史數(shù)據(jù)圖5-65-6歷史曲線(xiàn)圖設(shè)計(jì)總結(jié)與體會(huì)通過(guò)這次設(shè)計(jì)，完成了基本要求的全部設(shè)計(jì)要求，也完成了大部分發(fā)揮部分 要求的設(shè)計(jì)，使我學(xué)到了更多的有關(guān)電路方面的知識(shí)。本電路簡(jiǎn)單高效，失真小， 輸出穩(wěn)定，達(dá)到了設(shè)計(jì)目的和要求，但在電路的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中存在很多問(wèn)題，在 使用電容時(shí)更要小心因?yàn)殡娙莸拇?lián)與并聯(lián)正好與電阻的相反。在這次DCS集散控制系統(tǒng)原

45、理設(shè)計(jì)中，我在收獲知識(shí)的同時(shí)，還收獲了閱歷， 收獲了成熟，在此過(guò)程中，我通過(guò)查找大量資料，請(qǐng)教老師，以及不懈的努力， 不僅培養(yǎng)了獨(dú)立思考、設(shè)計(jì)的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的 是，在設(shè)計(jì)，我還學(xué)會(huì)了很多學(xué)習(xí)的方法以及相關(guān)軟件的使用而這是日后最實(shí)用 的，真的是受益匪淺。我將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，按照設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)電路的參 數(shù)，在按對(duì)應(yīng)的參數(shù)選取元器件，通過(guò)查找資料了解元器件的主要特性與相關(guān)使 用注意事項(xiàng)。在電路設(shè)計(jì)中選取最優(yōu)元件來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。要面對(duì)社會(huì)的挑戰(zhàn)， 只有不斷的學(xué)習(xí)、實(shí)踐，再學(xué)習(xí)、再實(shí)踐。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使我對(duì)集散鍋爐液位系統(tǒng)有了更為深刻的了解，對(duì)其構(gòu)造 組成及參數(shù)計(jì)算掌握的比以前熟練很多，特別是對(duì)鍋爐液位的認(rèn)識(shí)比以前更廣泛， 雖然在課本中接觸過(guò)鍋爐液位的知識(shí)，但那個(gè)課本上的介紹十分簡(jiǎn)單也十分有限， 并且我對(duì)課本的記憶不是很深刻，但通過(guò)本次自己動(dòng)手動(dòng)腦設(shè)計(jì)之后記憶的就深 刻了。尤其是軟件的應(yīng)用雖然應(yīng)用不是那么熟練但是卻極大地增強(qiáng)了自己的動(dòng)手 能力，在和組員的合作中也學(xué)會(huì)了 word的一些使用技巧。參考文獻(xiàn)何衍慶，俞金壽.集散控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.王慧峰.現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)控制系統(tǒng)原理及應(yīng)用.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006.陽(yáng)憲慧.工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò).北京：清華大學(xué)出版社，2003.王再英，劉淮霞，陳毅靜.過(guò)程控制