湖南工業(yè)大學(xué)集散控制與現(xiàn)場(chǎng)總實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)

1、實(shí)驗(yàn)一  認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)姓名： 學(xué)號(hào)：同組成員：1、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?#160;1、熟悉系統(tǒng)生成和組態(tài)生成功能2、熟悉系統(tǒng)總貌（system view）程序3、熟悉組態(tài)器2、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、系統(tǒng)總貌1 顯示文件層次結(jié)構(gòu)2 啟動(dòng)組態(tài)器3 啟動(dòng)調(diào)試功能4 先HIS和FCS下載數(shù)據(jù)庫5 保存FCS的調(diào)整參數(shù) 2、系統(tǒng)生成建立工程項(xiàng)目公用數(shù)據(jù)組態(tài)（COMMON)安全等級(jí)（Security）組態(tài)器操作標(biāo)記（Operation Marks）組態(tài)器FCS和HIS站規(guī)格總貌組態(tài)報(bào)警優(yōu)先權(quán)定義 3、現(xiàn)場(chǎng)控制站組態(tài)（FCS）1 FCS常數(shù)組態(tài)器2 組態(tài)I/O卡件：模擬輸入、輸出卡板；數(shù)字輸入、輸出卡板；控制

2、點(diǎn)組態(tài)到卡件中3 常規(guī)控制功能組態(tài)器：生成模塊、計(jì)時(shí)器設(shè)定4 順序控制功能組態(tài)器：定義公用開關(guān)、生成操作指導(dǎo)信息、其他信息的組態(tài)、順序功能塊的組態(tài)、填寫順控表4、 人機(jī)接口組態(tài)（HIS)1 Function Keys功能鍵定義2 Sequence message request順控請(qǐng)求信息設(shè)定3 HIS constantHIS常數(shù)設(shè)定4 Panel set面板設(shè)定5 Scheduler計(jì)劃表的應(yīng)用6 Trend趨勢(shì)的應(yīng)用7 Windows圖形窗口定義：流程圖、控制分組、總貌窗口5、 下載到目標(biāo)系統(tǒng)對(duì)已設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)，下載到試驗(yàn)系統(tǒng)中，對(duì)其各項(xiàng)功能進(jìn)行檢驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)二：溫度控制組態(tài)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜

3、entum vp 系統(tǒng)的控制思想及設(shè)計(jì)流程熟悉centum vp 溫度控制fcs組態(tài)設(shè)計(jì)熟悉centum vp 溫度控制his組態(tài)設(shè)計(jì)了解pid控制算法在dcs系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法2. 實(shí)驗(yàn)原理（1）系統(tǒng)實(shí)物圖（2）系統(tǒng)控制流程圖START啟動(dòng)按鈕（PB01）ON關(guān)排放閥（V003）開注入閥（V001）注入閥（V003）關(guān)閉加熱回路自動(dòng)（V002）排放閥（V003）關(guān)閉排放閥（V003）開啟加熱閥（V002）關(guān)閉END料滿了嗎？加熱時(shí)間到？料空了嗎？料空了嗎？STEP1STEP2STEP3STEP4STEP5YYYYSTEP33. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建立溫度控制系統(tǒng)組態(tài)4. 實(shí)驗(yàn)步驟建立工程圖5-14 創(chuàng)建

4、FCS，HIS站項(xiàng)目公用數(shù)據(jù)組態(tài)項(xiàng)目公用數(shù)據(jù)組態(tài)（COMMON）是通過其文件夾內(nèi)的各個(gè)組態(tài)器完成。1、安全等級(jí)（Security）組態(tài)器主要是定義用戶群組的安全級(jí)別，以及不同的群具備的操作監(jiān)視功能和不同安全級(jí)別在操作監(jiān)視中的區(qū)別。Centum VP指定了嚴(yán)密的操作、監(jiān)視安全等級(jí)，確保對(duì)HIS的錯(cuò)誤操作或非權(quán)威進(jìn)入，為此對(duì)每一個(gè)用戶定義了用戶名、用戶組和安全等級(jí)。使用時(shí)要輸入用戶名和口令才能進(jìn)入相應(yīng)的操作、監(jiān)視環(huán)境中，根據(jù)用戶的工作責(zé)任，定義了HIS的三種安全等級(jí)，即S1、S2和S3，其中S3等級(jí)最高，S1等級(jí)最低。點(diǎn)擊工程PJT07-FCS0101-COMMON，在右側(cè)窗口中雙擊UserSec

5、打開窗口。窗口中的默認(rèn)用戶組問“DEFGRP”表示用戶可以操作顯示全部FCS以及相應(yīng)等級(jí)的HIS自定義窗口；“NONEGRP”則表示用戶不可以操作顯示。現(xiàn)場(chǎng)控制站組態(tài)（FCS）1、FCS常數(shù)組態(tài)器2、組態(tài)I/O卡件控制點(diǎn)組態(tài)到卡件中(1)組AI點(diǎn)TIC100到卡件中點(diǎn)擊ADV151-P進(jìn)入圖5-21所示的畫面，鍵入工位名稱和注釋，保存退出。圖5-21 AI點(diǎn)組態(tài)到卡件(2)組AO點(diǎn)V002到卡件中點(diǎn)擊ADV151-P進(jìn)入入圖所示的畫面，鍵入工位名稱和注釋，保存退出。圖5-22 AO點(diǎn)組態(tài)到卡件(3)組DI點(diǎn)PB01、LA01、LA02到卡件中點(diǎn)擊ADV151-P進(jìn)入入圖所示的畫面，鍵入工位名稱

6、和注釋，保存退出。圖5-23 DI點(diǎn)組態(tài)到卡件(4)組DO點(diǎn)V001、V003到卡件中點(diǎn)擊ADV151-P進(jìn)入入圖所示的畫面，鍵入工位名稱和注釋，保存退出。圖5-24 DO點(diǎn)組態(tài)到卡件3、常規(guī)控制功能組態(tài)器對(duì)FCS的常規(guī)控制功能組態(tài)之前，必須完成整個(gè)工程項(xiàng)目的控制方案研討及確定，包括工藝流程圖、回路連接圖以及各種復(fù)雜控制回路確定，同時(shí)確定各種指示、記錄、報(bào)警和積算等功能，從而構(gòu)成現(xiàn)場(chǎng)控制站（FCS）的常規(guī)控制功能。生成PID模塊點(diǎn)擊PJT07FCS0101FUNCTION_BLOCK，打開組態(tài)圖，雙擊右側(cè)窗口中的DR0002進(jìn)入到模擬量的組態(tài)畫面中，再在菜單欄InsertFunction Bl

7、ock，選擇插入功能模塊，或者在工具欄選擇 快捷方式進(jìn)入功能塊選擇界面，如圖5-25。然后在模塊名稱選項(xiàng)框中選擇PID設(shè)置項(xiàng)，點(diǎn)擊OK，在畫圖面板上點(diǎn)擊一下就出現(xiàn)了一個(gè)PID塊，同時(shí)鍵入標(biāo)簽名字（如TIC-1）。圖5-25 生成PID模塊選中功能塊（變綠色）后雙擊，可進(jìn)入功能塊屬性設(shè)置界面，如圖5-26。圖5-26 功能塊屬性設(shè)置界面在功能模塊屬性窗口中主要對(duì)功能模塊位號(hào)（Tag）、功能模塊類型（Model）、位號(hào)注釋（Comment）、刻度上下限（Scale）、工程單位（Unit）、輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換（Conversion）、計(jì)時(shí)器單位（Time Unit）、以及權(quán)限（Lvl）等內(nèi)容進(jìn)行設(shè)置。選中

8、功能塊（變綠色）后鼠標(biāo)右鍵單擊選擇Edit Detail或者在工具欄選擇，可打開功能塊詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器，如圖5-27。功能塊詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器主要是對(duì)功能塊模塊屬性窗口的內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充。該窗口定義每個(gè)功能塊的詳細(xì)內(nèi)容，包括基本項(xiàng)、位號(hào)、報(bào)警、控制運(yùn)算算法、輸出連接及其他內(nèi)容的填寫，有些內(nèi)容已經(jīng)在上一步定義好了。圖5-27 功能塊詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器生成其它模塊在示例中我們分析了用到了哪些功能塊，按照上述方法在GR0002編輯區(qū)內(nèi)拖畫定時(shí)器塊TM（標(biāo)簽名字為TM-1）；手操器模塊MLD-SW（標(biāo)簽名為MLD-1）；輸入指示模塊PVI（標(biāo)簽名為PVI-1）； 2個(gè)通道連接模塊PIO；順控表模塊ST16（標(biāo)簽名為

9、STB-1），完成PID塊的回路連接（連線快捷方式，,起點(diǎn)叉單擊，終點(diǎn)叉雙擊），如圖5-28。單擊雙擊圖5-28 回路連接計(jì)時(shí)器設(shè)定選中TM-1模塊，變綠色后右鍵單擊進(jìn)入計(jì)時(shí)器詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器，如圖5-29設(shè)定。圖5-29 計(jì)時(shí)器設(shè)定4、順序控制功能組態(tài)器在順序控制功能組態(tài)之前，首先必須定義與順序控制有關(guān)的內(nèi)容，分別是公用開關(guān)、打印信息、公共信息、操作指導(dǎo)信息及順序信息請(qǐng)求功能，然后進(jìn)入順序功能塊的組態(tài)。定義公用開關(guān)路徑：FCS0101-SWITCH-雙擊右側(cè)窗口文件SwitchDef，進(jìn)入窗口后鍵入工位名稱和注釋，如圖5-30所示，保存退出。圖5-30 定義公用開關(guān)生成操作指導(dǎo)信息路徑：FCS

10、0101-MESSAGE-雙擊右側(cè)窗口文件OG0101，進(jìn)入窗口后鍵入操作指導(dǎo)信息內(nèi)容，保存退出。圖5-31 生成操作指導(dǎo)信息其它信息的組態(tài)路徑：FCS0101-MESSAGE-雙擊右側(cè)各窗口文件可進(jìn)入報(bào)警器信息組態(tài)器（AN0101），信號(hào)事件信息組態(tài)器（EV0101），打印信息組態(tài)器（SD0101）。本示例中可不組態(tài)。順序功能塊的組態(tài)當(dāng)與順序功能有關(guān)的信息組態(tài)完畢后，就可以進(jìn)入順序控制功能塊的定義組態(tài)器，然后再進(jìn)入順序控制表格，詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器的組態(tài)程序。在DR0001控制圖組態(tài)頁面上，選擇STB-1功能塊，然后進(jìn)入詳細(xì)編輯窗口，填寫順控表。填寫順控表選中STB-1，進(jìn)入順控表詳細(xì)編輯窗口，首

11、先選擇順控表處理時(shí)序（TC），指定掃描速度（Basic Scan）。然后按要求填寫順控表，如圖5-32。最后點(diǎn)擊數(shù)據(jù)更新，退出詳細(xì)編輯窗口，保存數(shù)據(jù)。圖5-32 順控表填寫人機(jī)接口組態(tài)（HIS）圖5-41 加熱反應(yīng)的流程圖畫面控制分組控制分組也是流程圖的一種，它默認(rèn)的名稱以CG開頭，其作用是把一些相關(guān)的儀表面板放在一張圖形里進(jìn)行操作和監(jiān)視，應(yīng)用非常廣泛。雙擊CG0001文件進(jìn)入控制分組的組態(tài)界面。選中第一塊儀表進(jìn)入屬性設(shè)置，Winforms Control選項(xiàng)卡中進(jìn)入Property Page設(shè)置，填寫Tag名。圖5-42 控制分組組態(tài)界面儀表面板有全尺寸和半尺寸之分，前者可以操作和監(jiān)視，最多

12、有8塊儀表；后者只能監(jiān)視，最多有16塊儀表，因此在建立新的控制分組時(shí)，會(huì)要求我們選擇是8回路的還是16回路。圖5-43 8回路或16回路選擇總貌窗口總貌窗口用于監(jiān)視儀表或者圖形畫面的狀態(tài)，也可以通過它實(shí)現(xiàn)操作窗口的調(diào)用和切換。創(chuàng)建好總貌窗口以后，就可以對(duì)其內(nèi)部的總貌塊進(jìn)行定義了，默認(rèn)狀態(tài)下有32個(gè)總貌塊。選中一塊OverView，進(jìn)入屬性可以做相關(guān)的設(shè)置。例如在第一個(gè)總貌塊調(diào)用GR0002流程圖窗口。選擇窗口名稱圖5-44 總貌窗口設(shè)定5.結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)三:壓力控制組態(tài)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖煜entum vp 系統(tǒng)的控制思想及設(shè)計(jì)流程熟悉centum vp 壓力控制fcs組態(tài)設(shè)計(jì)熟悉centum v

13、p 壓力控制his組態(tài)設(shè)計(jì)了解pid控制算法在dcs系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)方法2. 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)物圖壓力控制系統(tǒng)裝置的控制框圖調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥壓力罐裝置對(duì)象2罐壓力變送器PT1reqcu- 壓力控制的流程圖設(shè)計(jì)START等待30S打開VL1調(diào)大VL1調(diào)小VL1等待30SY N N Y PT2=100ENDPT2>1003. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容壓力組態(tài)設(shè)計(jì)4. 實(shí)驗(yàn)步驟（1）Fcs組態(tài)設(shè)計(jì)圖4.2 壓力控制系統(tǒng)的控制功能圖（2）HIS組態(tài)設(shè)計(jì)圖 4.3 壓力控制系統(tǒng)的流程圖窗口5.結(jié)果分析集散控制系統(tǒng)是采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化和系列化設(shè)計(jì)，由過程控制級(jí)、控制管理級(jí)和生產(chǎn)管理級(jí)所組成的一個(gè)以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的集中顯示操作管理，控制相對(duì)分散，具有靈活配置、組態(tài)方便的多級(jí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)。DCS的組態(tài)軟件在整個(gè)壓力集散控制系統(tǒng)的工作中起著重要作用，它需要完成的任務(wù)很多。我們只是完成了其中關(guān)鍵的工作，還有其它一些工作有待于進(jìn)一步補(bǔ)充，使之不斷完善。本論文所完成的主要工作如下：a、對(duì)集散控制系統(tǒng)進(jìn)行了大致了解；b、對(duì)集散控制系統(tǒng)中組態(tài)軟件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究；c、對(duì)幾種控制算法進(jìn)行了比較，并且論述如何運(yùn)用功能模塊組態(tài)法實(shí)