換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)題目換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄摘要 1第一章 緒論 21.概述 22. 設(shè)計(jì)任務(wù) 23. 設(shè)計(jì)目的與意義 2第二章 換熱器工藝流程介紹 31.工藝流程圖 32.工藝過程簡(jiǎn)述 33.控制方式的選擇 4第三章 硬件的選擇與設(shè)計(jì) 41. 傳感器的選擇 42. 調(diào)節(jié)器的選擇 63. 執(zhí)行器的選擇 94.組態(tài)軟件的選擇 10第四章 總體設(shè)計(jì) 111. 系統(tǒng)組成 112. 組態(tài)王界面設(shè)計(jì) 12第五章 仿真調(diào)試 13設(shè)計(jì)小結(jié) 14參考文獻(xiàn) 15摘要換熱器作為工藝過程中必不可少的單元設(shè)備，廣泛地應(yīng)用于石油、化工、動(dòng)力、輕 工、機(jī)械、冶金、交通、制藥等工程領(lǐng)域中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代石油

2、化工企業(yè)中換熱器投資 約占裝置建設(shè)總投資的 30%40%；在合成氨廠中，換熱器約占全部設(shè)備總臺(tái)數(shù)40%。由此可見，換熱器對(duì)整個(gè)企業(yè)的建設(shè)投資及經(jīng)濟(jì)效益有著重要的影響。目前 , 換熱器控制中大 多數(shù)仍采用傳統(tǒng)的PID控制，以加熱、冷卻、介質(zhì)的流量作為調(diào)節(jié)手段，以被加熱冷卻、工 藝介質(zhì)的出口溫度作為被控量構(gòu)成控制系統(tǒng) , 對(duì)于存在大的負(fù)荷干擾且對(duì)于控制品質(zhì)要求 較高的應(yīng)用場(chǎng)。本文主要介紹了換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，通過對(duì) 硬件和軟件兩部分的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)換熱器冷卻水出水口溫度的控制。第一章緒論1概述隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，能量消耗量不斷增加，能源緊張己成為一個(gè)世界性的問題。近 幾年

3、來，我國(guó)在節(jié)能方面雖然已取得很大的成績(jī)，但能源的供應(yīng)矛盾依然十分尖銳。我國(guó) 的能源利用率很低，只有28%左右。由此可見，我國(guó)在節(jié)能方面存在著很大的潛力。換熱器在節(jié)能技術(shù)改造中具有很重要的作用，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是在生產(chǎn)工藝流程中使用著大量的換熱器，提高這些換熱器的效率，顯然可以減少能源的消耗，同時(shí)，提高 換熱器的控制效果，也可以充分滿足工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于溫度的需求，顯著提高產(chǎn)品的質(zhì)量；另一方面，用換熱器來回收工業(yè)余熱，可以顯著的提高設(shè)備的熱效率。因此，換熱器的正確 使用、合理設(shè)計(jì)、控制性能改善等對(duì)能源有效利用及開發(fā)有著十分重要意義。2設(shè)計(jì)任務(wù)換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是對(duì)換熱器換熱器溫

4、度控制系統(tǒng)冷卻 水出口水溫度的控制，通過控制不同的參數(shù)，是冷卻水的溫度達(dá)到所要求的溫度。這個(gè)過 程的選擇是依據(jù)當(dāng)代工業(yè)發(fā)展對(duì)能源節(jié)省的要求，通過計(jì)算機(jī)的控制，實(shí)現(xiàn)這個(gè)過程。這個(gè)過程的實(shí)現(xiàn)，首先是通過傳感器將控制對(duì)象的參數(shù)傳遞給變送器，然后經(jīng)過智能 儀器傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的控制。計(jì)算機(jī)采用組態(tài)王進(jìn)行控制。計(jì)算機(jī)編程組態(tài)下裝調(diào)試 L通訊調(diào)試智能儀器、PLC、智能模塊A溫度、壓力、流量、液位、執(zhí)行器系統(tǒng)圖1設(shè)計(jì)流程圖 按照?qǐng)D1所示的流程進(jìn)行這次的設(shè)計(jì)。3設(shè)計(jì)目的與意義換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，首先是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的檢查。在過 去三年我們學(xué)習(xí)了各方面關(guān)于自動(dòng)控制的知識(shí)。

5、然而很少的課程可以將這些課程進(jìn)行綜合 的考察。換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)剛好滿足了這個(gè)要求。它的設(shè)計(jì)需要多 方面的知識(shí)，不是單方面就可以完成的。其次是對(duì)部分工業(yè)生產(chǎn)過程的認(rèn)識(shí)。換熱器冷卻 水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)完全是按照實(shí)際設(shè)計(jì)一套產(chǎn)品的流程進(jìn)行的，雖然所做的是 簡(jiǎn)單的。但是這很好的讓我們知道了工作生產(chǎn)過程的相關(guān)事項(xiàng)。然后就是我們進(jìn)入社會(huì)前的一次嘗試吧！可以讓我們?yōu)橐院蟮墓ぷ鞔蛳乱欢ǖ幕A(chǔ)。換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以讓我們懂得更多的知識(shí)，讓我們學(xué)會(huì)如 何去查閱資料以及如何去設(shè)計(jì)一件產(chǎn)品。通過這套系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，成功的減少資源浪費(fèi)的現(xiàn) 象，符合節(jié)約型社會(huì)對(duì)能源利用率的要求

6、，而且可以更好的利用能源。第二章?lián)Q熱器工藝流程介紹1工藝流程圖以高階換熱系統(tǒng)工藝流程為例熱流圖2高階換熱系統(tǒng)工藝流程2工藝過程簡(jiǎn)述檢測(cè)儀表說明執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明位點(diǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)說明單位位號(hào)執(zhí)行機(jī)構(gòu)說明FTI102冷卻水流量kg/sFVI103冷卻水上水管調(diào)節(jié)閥FTI105熱流流量kg/sFVI105熱流出口管調(diào)節(jié)閥FTI103冷卻水出口溫度CFTI104熱流出口溫度C在生產(chǎn)過程中，通過上位機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)節(jié)，使得流出水的溫度達(dá)到預(yù)定的溫度。 這時(shí), 通過執(zhí)行器FVI103調(diào)節(jié)冷卻水進(jìn)入換熱器的流量和 FVI105調(diào)節(jié)熱流流出的流量，從而進(jìn) 行流出水溫度的控制。在這個(gè)過程中，對(duì)溫度的監(jiān)控是核心。不同的控制方式會(huì)

7、達(dá)到不同 的控制效果。3控制方式的選擇3.1控制對(duì)象選擇換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，存在多種影響溫度的因素。如冷水的流量、 熱流的流量等。根據(jù)溫差越大，散熱越快的物理現(xiàn)象來看，可以選擇控制冷卻水的流入量， 相應(yīng)的是將熱流流量設(shè)定為定值?？刂评鋮s水流量的方法又分為兩種，第一是通過控制水泵，從而來控制冷卻水的流量, 一種是控制調(diào)節(jié)閥門來控制。對(duì)于簡(jiǎn)單的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)來看，對(duì)水泵的調(diào)節(jié)相對(duì)來說較復(fù) 雜，所以選擇用調(diào)節(jié)閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)。3.2控制方式選擇通過對(duì)換熱器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的研究，單從控制方式來說，可以選擇多種方式，比如正 反饋調(diào)節(jié)、負(fù)反饋調(diào)節(jié)、串級(jí)調(diào)節(jié)等。但是從效果上來說，不同的調(diào)節(jié)方式達(dá)到的

8、效果是 不同的。調(diào)節(jié)的精度也是不同的。根據(jù)實(shí)際的需要選擇合適的方法是必須的。本次的課程設(shè)計(jì)是換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，相對(duì)換熱器溫度控制系統(tǒng)來 說相對(duì)的簡(jiǎn)單。所以采用的控制方式也相對(duì)的簡(jiǎn)單。在各種控制方式中，最終選擇的是負(fù) 反饋調(diào)節(jié)反饋系統(tǒng)的工作原理是：根據(jù)系統(tǒng)輸出變化的信息來進(jìn)行控制，即通過比較系統(tǒng)行為 (輸出)與期望行為之間的偏差，并消除偏差以獲得預(yù)期的系統(tǒng)性能。 在反饋控制系統(tǒng)中, 既存在由輸入到輸出的信號(hào)前向通路，也包含從輸出端到輸入端的信號(hào)反饋通路，兩者組 成一個(gè)閉合的回路。因此，反饋控制系統(tǒng)又稱為閉環(huán)控制系統(tǒng)。反饋控制是自動(dòng)控制的主 要形式。在工程上常把在運(yùn)行中使輸出量和期

9、望值保持一致的反饋控制系統(tǒng)稱為自動(dòng)調(diào)節(jié) 系統(tǒng)，而把用來精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某種過程的反饋控制系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)或隨動(dòng)系統(tǒng)。根據(jù)課題的要求，可以畫出控制系統(tǒng)框圖。圖3控制系統(tǒng)框圖其中被控對(duì)象Gp(s)、控制閥Gv(s)、測(cè)量變送元件Gm(s)組合在一起成為廣義被 控對(duì)象；F(s)為干擾通道的傳遞函數(shù)；Gc(s)是控制器傳遞函數(shù)；R( s)為設(shè)定的溫度值, 丫(是)為冷卻水出口實(shí)際溫度值。第三章硬件的選擇與設(shè)計(jì)1. 傳感器的選擇對(duì)換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)中，我們知道對(duì)溫度的要求不是很高，大約在0C到20C。所以選擇一般的測(cè)溫軟件就可以了。熱電偶測(cè)溫就可以了。熱電偶是一種感 溫元件，它把溫度信號(hào)轉(zhuǎn)

10、換成熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，通過電氣儀表轉(zhuǎn)換成被測(cè)介質(zhì)的溫度。熱 電偶測(cè)溫的基本原理是兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路，當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),回路中就會(huì)有電流通過，此時(shí)兩端之間就存在 Seebeck電動(dòng)勢(shì)熱電動(dòng)勢(shì)，這就 是所謂的塞貝克效應(yīng)。兩種不同成份的均質(zhì)導(dǎo)體為熱電極， 溫度較高的一端為工作端，溫度較低的一端為自由端，自由端通常處于某個(gè)恒定的溫度下。根據(jù)熱電動(dòng)勢(shì)與溫度的函數(shù) 關(guān)系，制成熱電偶分度表；分度表是自由端溫度在0 C時(shí)的條件下得到的，不同的 熱電偶具有不同的分度表。在熱電偶回路中接入第三種金屬材料時(shí)，只要該材料兩個(gè)接點(diǎn)的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影

11、 響。因此，在熱電偶測(cè)溫時(shí)，可接入測(cè)量?jī)x表，測(cè)得熱電動(dòng)勢(shì)后，即可知道被測(cè)介質(zhì) 的溫度。根據(jù)以上可以選擇K型熱電偶。熱電偶測(cè)量出來的型號(hào)要通過變送器進(jìn)行傳遞。綜合考慮可以從DDZ型中進(jìn)行選擇。因?yàn)樗碾娏鞣秶皇菑牧汩_始，這樣就避免了把儀表不能正常工作誤認(rèn)為是輸出為 零，所以應(yīng)選擇DDZ-IH型K型熱電偶溫度變送器一一DZ-5130K型熱電偶溫度變送器。圖4K型熱電偶溫度變送器相關(guān)參數(shù)如下:供電電源：24VD± 10%電源保護(hù)：具有反向保護(hù)輸出保護(hù)：輸出短路無限制轉(zhuǎn)換精度：±0.1 ±.5%F.S溫度漂移：±).15% F.S/10 C隔離性能：輸入/輸出

12、/電源全隔離響應(yīng)時(shí)間：< 0秒(0 90%F.S)絕緣電阻：輸入/輸出/電源間100 MQ環(huán)境溫度：-10 55C絕緣強(qiáng)度：輸入/輸出/電源間1500VAC（1分鐘）環(huán)境濕度：090%RH不結(jié)露夕卜殼：耐高溫阻燃工程塑料安裝形式：DIN導(dǎo)軌安裝，導(dǎo)軌尺寸35mm表1DZ-5130的主要技術(shù)指標(biāo)名稱基本型號(hào)輸入種類輸出種類供電電源輸出制式輸入代 碼輸入信 號(hào)輸出代 碼輸出信號(hào)熱電偶溫 度 變送器DZ-51K型熱 電偶3420mADC0二線制 非隔離型C15VDC1四線制 全隔離型表2產(chǎn)品型號(hào)表K型熱電偶輸出12348165_ 24mv +圖5 DZ-5130接線圖其中端子1、2為輸入，3、

13、4為補(bǔ)償電阻，5、6為輸出15VDC , 7、8為電源。2. 調(diào)節(jié)器的選擇2.1調(diào)節(jié)器控制規(guī)律的選擇調(diào)節(jié)器的作用是對(duì)來自變送器的測(cè)量信號(hào)與給定值比較所產(chǎn)生的偏差e(t)進(jìn)行比例(P)、比例積分(PI)、比例微分(PD)或比例積分微分(PID)運(yùn)算，并輸出信號(hào)到執(zhí)行器。選擇 調(diào)節(jié)器的控制規(guī)律是為了使調(diào)節(jié)器的特性與控制過程的特性能很好配合，使所設(shè)計(jì)的系統(tǒng) 能滿足生產(chǎn)工藝對(duì)控制質(zhì)量指標(biāo)的要求。比例控制規(guī)律(P)是一種最基本的控制規(guī)律，其適用范圍很廣。在一般情況下控制質(zhì)量較高， 但有余差。此外，當(dāng)過程慣性時(shí)延較大時(shí)，由于純比例作用在起始段動(dòng)作不夠靈敏，因而 超調(diào)量較大，同時(shí)加長(zhǎng)了過渡過程時(shí)間，于是純比

14、例作用的應(yīng)用受到了限制。對(duì)于過程控 制通道容量較大，純時(shí)延較小，負(fù)荷變化不大，工藝要求又不太高的場(chǎng)合，可選用比例控制作用。比例控制規(guī)律(P)的微分方程數(shù)學(xué)模型為:u(t)二 kpe(t)比例積分(PI)控制規(guī)律，由于引入積分作用能消除余差，所以當(dāng)過程容量較小，負(fù)荷變化 較大，工藝要求無余差時(shí)，采用比例積分控制規(guī)律可以獲得較好的控制質(zhì)量。但是當(dāng)過程 控制通道的純時(shí)延和容量時(shí)延都較大時(shí)，由于積分作用容易引起較大的超調(diào)，可能出現(xiàn)持 續(xù)振蕩，所以要盡可能避免用比例積分控制規(guī)律，不然會(huì)降低控制質(zhì)量。通常對(duì)管道內(nèi)的 流量或壓力控制，采用比例積分作用其效果甚好，所以應(yīng)用較多。比例積分(PI)控制規(guī)律的微分方

15、程數(shù)學(xué)模型為：1 tu(t)=kp e(t)T .0 e(t)dt比例微分(PD)控制規(guī)律，由于引入微分，具有超前作用，對(duì)于被控過程具有較大容量時(shí)延 的場(chǎng)合，會(huì)大大改善系統(tǒng)的控制質(zhì)量。但是對(duì)于時(shí)延很小，擾動(dòng)頻繁的系統(tǒng)，由于微分作 用會(huì)使系統(tǒng)產(chǎn)生振蕩，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生事故，所以應(yīng)盡可能不用微分作用。比例微分(PD)控制規(guī)律的微分方程數(shù)學(xué)模型為：de(t)u(tr kpe(t) Td比例積分微分(PID)作用是一種理想的控制作用，一般均能適應(yīng)不同的過程特性。當(dāng)要求控 制質(zhì)量較高時(shí)，可選用這種控制作用的調(diào)節(jié)器。比例積分微分(PID)控制規(guī)律的微分方程數(shù)學(xué)模型為：1 ；de(t)口十小打回Td其中：

16、u(t):為調(diào)節(jié)器的輸出號(hào)k p :放大倍數(shù)Ti ：積分時(shí)間常數(shù)Td:微分時(shí)間常數(shù)e(t):設(shè)定值與測(cè)量值偏差信號(hào)通過以上幾種調(diào)節(jié)規(guī)律的分析及本系統(tǒng)是溫度控制為被控參數(shù)，溫度檢測(cè)本身具有滯后 性，為了彌補(bǔ)這個(gè)缺點(diǎn)，本系統(tǒng)選用比例積分微分 (PID)控制規(guī)律。2.2調(diào)節(jié)器正反作用選擇調(diào)節(jié)器有正作用和反作用調(diào)節(jié)器兩種。調(diào)節(jié)器正、反作用的選擇同被控過程的特性及 調(diào)節(jié)閥的氣開、氣關(guān)形式有關(guān)。被控過程的特性也分正、反兩種。即當(dāng)被控過程的輸入量 增加(或減小)時(shí)，其輸出(被控參數(shù))亦增加(或減小)，此時(shí)稱此被控過程為正作用；反之, 當(dāng)被控過程的輸入量增加時(shí)，其輸出卻減小，稱此過程為反作用。2.3調(diào)節(jié)器選型

17、結(jié)合以上對(duì)PID調(diào)節(jié)的分析及組態(tài)王軟件對(duì)硬件設(shè)施的兼容性，選擇上潤(rùn)系列的智能 儀表。上潤(rùn)系列智能自整定調(diào)節(jié)控制儀，采用先進(jìn)的微處理器進(jìn)行智能控制，可根據(jù)被控對(duì)象自動(dòng)演算出最佳調(diào)節(jié)參數(shù)。具有多種輸入信號(hào)切換功能和雙屏數(shù)碼、雙屏數(shù)碼雙光柱二 種顯示型式?？蛇x擇多種串行通訊接口，并可實(shí)現(xiàn)多機(jī)通訊?？蛇m用于眾多行業(yè)高精度的 調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。各輸入輸出回路間均采用光電隔離，具有良好的抗干擾性和穩(wěn)定性。輸入信號(hào) 電阻一各種規(guī)格熱電阻，如PtlOO、PtlOO.l、Cu5O、 Cui 00或遠(yuǎn)傳壓力電阻（303 5 0 Q）等。電偶一各種規(guī)格熱電偶，如 等。電流一01 0mA、42 0mA等（輸入電阻 2 5

18、 0 Q）電壓一05V、15VmV等（輸入阻抗 2 5 0 K Q）測(cè)量精度 數(shù)字：土 0.2%FS或土 0.5%FS光柱：±1%分辨率數(shù)字顯示：±1字光柱顯示：±1線測(cè)量范圍數(shù)字：光柱：顯示方式四位高亮度LED數(shù)碼顯示101線高分辯率光柱顯示發(fā)光二級(jí)管工作狀態(tài)顯示雙屏數(shù)碼顯示/雙屏數(shù)碼+雙光柱顯示測(cè)量值/設(shè)定值顯示控制目標(biāo)值/0 100%輸出量顯示PID調(diào)節(jié) 標(biāo)準(zhǔn)電流DC01 0mA（負(fù)載電阻 7 5 0 Q）控制方式DC420mA（負(fù)載電阻 5 0 0 Q）標(biāo)準(zhǔn)電壓DC05V（輸出電阻 2 5 0 Q）DC15V（輸出電阻 2 5 0 Q）開關(guān)量輸出繼電器觸點(diǎn)

19、ON/ OFF帶回差、觸點(diǎn)容量AC220 V/3A;DC24/5A（阻性負(fù)載）可控硅控制 信號(hào)一SCR（過零觸發(fā)脈沖）輸出4 0 0 V/0.5A，可觸發(fā)可控硅：4 0 0 V/1 0 0A。固態(tài)繼電器控制信號(hào)一SSR輸出524V/30mA115216317418519620721822923102411的1226電源一1327AC220V一1428控制輸出4-00 jrA圖6 DTZ-2100D引線端子圖圖7實(shí)物圖3. 執(zhí)行器的選擇調(diào)節(jié)閥是過程控制系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其特性好壞對(duì)控制質(zhì)量的影響是很大 的。由于其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單又較粗糙，所以往往不被人們所重視。實(shí)踐證明，在過程控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)中，

20、若調(diào)節(jié)閥特性選用不當(dāng)，閥門動(dòng)作不靈活，口徑大小不合適，都會(huì)嚴(yán)重影響控制 質(zhì)量。通過調(diào)節(jié)閥的選擇原則，及本系統(tǒng)的要求，閥門選擇氣動(dòng)薄膜式單座直通閥，安裝方 式為氣關(guān)，實(shí)物圖如圖3-4所示。為了與氣動(dòng)薄膜式單座直通閥相匹配，還需要選擇一個(gè) 閥門定位器，與之配套使用，電氣閥門定位器的型號(hào)為 HEP-17,主要技術(shù)指標(biāo)為：(I) 、精度：小于全行程土 1%、回差：小于全行程1%、死區(qū)：小于全行程0.4%。(4) 、特性：線性(可改變成快開、等百分比特性)。(5) 、氣源壓力：0.14-0.16MPa 0.17-0.5MPa。、最大流量：140NL/min(當(dāng)氣源壓力在0.14MPa時(shí))。、耗氣量：5N

21、L/min(當(dāng)氣源壓力在0.14MPa時(shí))。(8) 、環(huán)境溫度：-25 C+55C。(9) 、環(huán)境濕度：10-90%RH(10) 、最大行程速度：4mm秒(配ZH -22執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí))。(II) 、輸入阻抗：250 Q (4-20mADC) 100Q (10-50mADC。(12) 、電氣連接：G1/2螺紋。(13) 、氣管連接：卡套式氣管接頭(© 6或© 8)。(14) 、防爆(防護(hù))型式(等級(jí))：隔爆型d(Diibt6)，本質(zhì)安全型i(iallCT6)(15) 外殼材料：鋁合金 噴朔工藝處理(16) 外形尺寸：長(zhǎng)*寬 *高)(17) 重量：3.5kg氣源圖9氣動(dòng)薄膜直通單

22、座調(diào)節(jié)閥4組態(tài)軟件的選擇組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟 件。它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應(yīng)用 領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以 及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)(RTU System,RemoteTerminal Un it) 。在多種組態(tài)軟件中，組態(tài)王是一個(gè)具有易用性、開放性和集成能力的通用組態(tài)軟件。 應(yīng)用組態(tài)王可以使工程師把主要精力放在控制對(duì)象上，而不是形形

23、色色的通信協(xié)議，復(fù)雜 的圖形處理，枯燥的統(tǒng)計(jì)。它具有適應(yīng)性強(qiáng)、開放性好、易于擴(kuò)展、經(jīng)濟(jì)、開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。通?？梢园堰@樣 的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個(gè)層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對(duì)下連接控制層，對(duì)上 連接管理層，它不但實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與控制，且在自動(dòng)控制系統(tǒng)中完成上傳下達(dá)、 組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動(dòng)畫。通過對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)要求及 實(shí)現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。組態(tài)軟件也為試驗(yàn)者提供了可視化監(jiān) 控畫面，有利于試驗(yàn)者實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。而且，它能充分利用Win dows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動(dòng)畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報(bào)警窗口、實(shí)時(shí)趨勢(shì)

24、曲線等，可便利的生成各種報(bào)表。它還具有豐富的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。因此我們選用組態(tài)王軟件。第四章總體設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)組成名稱數(shù)量名稱數(shù)量K型熱電偶溫度傳感器1上潤(rùn)系列智能自整定調(diào)節(jié)控制儀1DZ-5130K型熱電偶溫度變送器1氣動(dòng)溥膜式直通單座閥門1HEP-17電氣閥門定位器1表3兀器件清單根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)出電氣連接圖圖10電氣連接圖2.組態(tài)王界面設(shè)計(jì)打開組態(tài)王6.5,新建工程，進(jìn)入開發(fā)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行畫面的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)如下：主界面設(shè)計(jì)i °，a 卻印 邛 ami inmp jStftf 一 !_ I O# #OSF « KTJF理出IS世曲*換；

25、熱器冷卻水HizKtii&Bft制紊能疥1 r f JU匸回.-31© -0飛-屜林丄爲(wèi)圖11系統(tǒng)主界面 相關(guān)的參數(shù)程序編寫完成之后，進(jìn)行界面運(yùn)行。運(yùn)行界面如下：圖12運(yùn)行界面圖 y it ie in 眄貳擬熱器吟卻水出水門粗度控制條統(tǒng)r BO* | 10_5_ (M.®P14記出 i£ix£n圖13運(yùn)行界面第五章仿真調(diào)試換熱器冷卻水出水溫度控制系統(tǒng)!100I加°臨圖13模擬仿真圖設(shè)計(jì)小結(jié) 本次設(shè)計(jì)換熱器冷卻水出口溫度組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，主要是針對(duì)換熱器溫度控制系統(tǒng)中冷 卻水出口的溫度檢測(cè)和調(diào)整。 對(duì)于這個(gè)系統(tǒng)， 研究的時(shí)候主要是找準(zhǔn)被控對(duì)象

26、和各個(gè)參數(shù)。 開始的時(shí)候，參數(shù)的把握很難掌握。但是由于之前上過過程控制的實(shí)驗(yàn)，所以對(duì)于各方面 的參數(shù)有了一定的了解。設(shè)計(jì)起來相對(duì)的比較容易。采用的控制方式則是從學(xué)過的各種控 制方式中選的。開始的時(shí)候選的是單回路控制，但是經(jīng)過分析和模擬，發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)能力很 差。后改成了負(fù)反饋調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)能力得到了提高。這個(gè)的設(shè)計(jì)中，遇到的困難比上一個(gè)課 程設(shè)計(jì)的困難還要多。 對(duì)組態(tài)王的掌握遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到要求， 設(shè)計(jì)人機(jī)界面的時(shí)候比較的慢， 而且效果還是差強(qiáng)人意的。課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、發(fā)現(xiàn)、提出、分析和解決實(shí)際問題 , 鍛煉實(shí) 踐能力的重要環(huán)節(jié) , 是對(duì)學(xué)生實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。回顧起此過程控

27、制課 程設(shè)計(jì)，我仍感慨頗多，的確，從老師發(fā)下題目，到完成，這些天過得，可以說得是苦多 于甜，但是可以學(xué)到很多很多的的東西，同時(shí)不僅可以鞏固了以前所學(xué)過的知識(shí)，而且學(xué) 到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的知識(shí)。通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合 是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從 理論中得出結(jié)論， 才能真正為社會(huì)服務(wù)， 從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 雖然這已經(jīng)不是第一次作課設(shè)了，但在設(shè)計(jì)的過程還是遇到很多困難，畢竟過程控制這門 是理論與實(shí)際相結(jié)合十分緊密的，書本上的理論和實(shí)際應(yīng)用中還是有很大區(qū)別的。但是通 過查閱大量書籍及在網(wǎng)上搜到的有關(guān)知識(shí)，基礎(chǔ)上解決了一些遇到的難題，通過幾天緊張 的忙碌，對(duì)過程控制這門課有了更深的了解，對(duì)上課中老師所的串級(jí)系統(tǒng)、前饋- 反饋系統(tǒng)等，有了進(jìn)一步了解，同時(shí)對(duì)各種不同系統(tǒng)選用什么樣的變送器，控制器、調(diào)節(jié)器有了 進(jìn)一步的理解。這次的課程設(shè)計(jì)，讓我充分的了解了一套系統(tǒng)的開發(fā)是需要多么的困難。也因此對(duì)工 廠真實(shí)生產(chǎn)過程有了一定的了解。對(duì)于設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)的流程有了一定的把握，雖然這知識(shí) 停留在初級(jí)狀態(tài)，但是我還是認(rèn)為它會(huì)給我以后的工作有很多的幫助。非常的感謝在設(shè)計(jì) 過程中給予我?guī)椭耐瑢W(xué)，同時(shí)非常感