串級(jí)雙容水箱仿真P3DCS-上海電力(共21頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 上海電力學(xué)院計(jì)算機(jī)測(cè)控系統(tǒng)課程設(shè)計(jì) 課 題： 基于DCS技術(shù)的串級(jí)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 仿真實(shí)現(xiàn) 專 業(yè)： 自動(dòng)化（電站） 班 級(jí)： _ 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 一、 設(shè)計(jì)目的 通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配置和實(shí)現(xiàn)，掌握計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)在過(guò)程控制領(lǐng)域的應(yīng)用。完成一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的硬件配置和軟件控制方案設(shè)計(jì)。其中硬件配置可以采用IPC結(jié)構(gòu)配置、DCS結(jié)構(gòu)配置，也可采用PLC的結(jié)構(gòu)配置；監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)選用一種P3DCS組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)監(jiān)控功能，其中包括控制策略組態(tài)（SAMA圖組態(tài)）、流程圖組態(tài)、操作器組態(tài)（具有手動(dòng)/自動(dòng)切換功能和自動(dòng)設(shè)定功能），以及趨勢(shì)曲線的組態(tài)；并通過(guò)參

2、數(shù)整定與系統(tǒng)調(diào)試實(shí)現(xiàn)其監(jiān)控功能。二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 題1 蒸汽溫度監(jiān)控系統(tǒng)圖1 所示的串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)和其相應(yīng)的工藝流程，蒸汽溫度控制系統(tǒng)需要將過(guò)熱器出口溫度設(shè)定在一定的溫度設(shè)定值上。工藝系統(tǒng)和控制設(shè)計(jì)說(shuō)明：只要導(dǎo)前汽溫2 q 發(fā)生變化，副調(diào)節(jié)器P 就去改變減溫水流量，初步維持后級(jí)過(guò)熱器入口汽溫2 Wqq 在一定范圍內(nèi)，起粗調(diào)作用。而過(guò)熱器出口汽溫1 q 的控制，則是通過(guò)主調(diào)節(jié)器PI 來(lái)校正副調(diào)節(jié)器工作，只要1 q 未達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié)PI 的輸出信號(hào)就不斷遞變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到1 Wqq 恢復(fù)到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時(shí)，導(dǎo)前汽溫2 q 可能穩(wěn)定在與原來(lái)數(shù)值不同的數(shù)值上，而

3、主汽溫1 q 則一定等于給定值。在串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個(gè)回路的任務(wù)及動(dòng)態(tài)特性不同，可以選用不同的調(diào)節(jié)器。副回路及副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾，要求控制過(guò)程的持續(xù)時(shí)間較短，但不要求無(wú)差，故一般可選用純比例調(diào)節(jié)器。當(dāng)?shù)角捌麥貞T性較大時(shí)，也可選用比例微分調(diào)節(jié)器。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持1 q 恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。當(dāng)過(guò)熱器惰性區(qū)較大時(shí)，也可選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。圖1 串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)工作原理其中導(dǎo)前區(qū)的對(duì)象傳遞函數(shù)為過(guò)熱惰性區(qū)的傳遞函數(shù)為其它執(zhí)行器和測(cè)量電路的傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化為K = 1題2 水箱水位監(jiān)控系統(tǒng)圖2 和圖3 所示的串級(jí)水箱水位控制系統(tǒng)方框圖以及工藝流程圖，水箱監(jiān)控系

4、統(tǒng)需要將下水箱水位控制在所需要的高度r1。 工藝系統(tǒng)和控制設(shè)計(jì)說(shuō)明：只要上水箱水位hB2B 發(fā)生變化，副調(diào)節(jié)器就去改變調(diào)節(jié)閥開度u，初步維持上水箱水位hB2B在一定范圍內(nèi)，起粗調(diào)作用。而下水箱水位hB1B的控制，則是通過(guò)主調(diào)節(jié)器來(lái)校正副調(diào)節(jié)器工作，只要hB1B未達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié)的輸出信號(hào)rB2B就不斷遞變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化， 直調(diào)節(jié)閥的開度，直到下水箱水位hB1B達(dá)到給定值為止。 圖 2 雙容水箱串級(jí)控制系統(tǒng)框圖圖3 雙容水箱串級(jí)控制系統(tǒng)示意圖其中上水箱水位的對(duì)象傳遞函數(shù)為上水箱水位對(duì)下水箱水位傳遞函數(shù)為-= + 其它執(zhí)行器和測(cè)量電路的傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化為K = 1三、課題

5、設(shè)計(jì)及其步驟第一部分 硬件設(shè)計(jì)上水箱水位板下水箱水位板D/A轉(zhuǎn)換板電源伺服放大版CRT板內(nèi)存板鍵盤及自診斷板濾波版鍵盤CPU板顯示器CRT打印機(jī)打印機(jī)STD（內(nèi)部）總線外部總線根據(jù)圖2系統(tǒng)示意圖，硬件設(shè)計(jì)采用STD總線IPC來(lái)進(jìn)行 圖4 IPC硬件組成框圖硬件組成說(shuō)明：1、 CPU板及打印機(jī)、CRT板及CRT、鍵盤及自診斷板及鍵盤、內(nèi)存板、電源、構(gòu)成了STD工業(yè)控制基本系統(tǒng)；2、 自診斷板：使用了WDT看門狗技術(shù)，無(wú)論何種原因引起死機(jī)，自診斷系統(tǒng)能在1s2s內(nèi)測(cè)出并恢復(fù)正常運(yùn)行，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作可靠；3、 上、下水箱水位板由計(jì)數(shù)電路組成，檢測(cè)檢測(cè)主、副回路管道送來(lái)的水位信號(hào)；4、 D/A轉(zhuǎn)換

6、板是水箱水位的驅(qū)動(dòng)口板，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)兩水箱水位與設(shè)定值進(jìn)行比較，并對(duì)其偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)量輸出至伺服放大板，從而控制主調(diào)節(jié)閥；5、 伺服放大板：相當(dāng)于電動(dòng)單元組合儀表中的伺服放大器，接收來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換板輸出的閥位信號(hào)，檢測(cè)閥的實(shí)際位置，若實(shí)際位置與D/A轉(zhuǎn)換板輸出的閥位有偏差，則閥動(dòng)作，達(dá)到與D/A輸出一致的位置后停止，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制；6、 濾波板：對(duì)STD總線有關(guān)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。第二部分 軟件設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面的工作：即是組態(tài)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試：1、 組態(tài)設(shè)計(jì) 1）系統(tǒng)配置組態(tài)主要是指DCS

7、中工程師站、操作員站、控制站的主機(jī)系統(tǒng)配置信息及外設(shè)類型，I/O卡件信息，電源布置，控制柜內(nèi)安裝接線等。2） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài) 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應(yīng)盡早完成的工作，因?yàn)橹挥杏辛藬?shù)據(jù)庫(kù)，其他的組態(tài)工作（控制回路組態(tài)、畫面組態(tài)等）才可以調(diào)試。運(yùn)行P3DCS軟件，首先進(jìn)行I/O配置：點(diǎn)擊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)圖標(biāo)，進(jìn)行各參數(shù)的點(diǎn)名與說(shuō)明。由于本次設(shè)計(jì)要求是2個(gè)串級(jí)控制系統(tǒng)，所以數(shù)值量與邏輯量還有有控制器狀態(tài)DO等如圖。保存后關(guān)閉窗口，進(jìn)行SAMA圖組態(tài)的制作。如圖5、6所示：圖 5 雙容水箱數(shù)據(jù)庫(kù)圖 6 串級(jí)汽溫?cái)?shù)據(jù)庫(kù)3）控制算法組態(tài)控制算法組態(tài)指的是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的模擬量控制、開關(guān)量控制等功能用DCS算法

8、予以實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊SAMA圖組態(tài)圖標(biāo)，打開SAMA圖制作窗口。SAMA圖組態(tài)用于將系統(tǒng)內(nèi)部定義的功能算法模塊按照邏輯組合起來(lái)，編譯下裝到過(guò)程控制站中進(jìn)行調(diào)用和執(zhí)行。由于本次課程設(shè)計(jì)是串級(jí)回路控制系統(tǒng)，所以采用系統(tǒng)自帶的2個(gè)PID功能塊、1個(gè)M/A手操器功能塊和若干線性功能塊來(lái)構(gòu)成SAMA圖的基本框架。PID1（左）用于控制主回路，PID2（右）用于控制副回路，M/A用于設(shè)定主回路設(shè)定值，線性功能塊根據(jù)被控對(duì)象的傳遞函數(shù)設(shè)定參數(shù)。根據(jù)串級(jí)回路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，SAMA圖分別如圖7、8所示：圖 7圖 8將各功能塊的參數(shù)設(shè)為需要的值，并將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，再用輸入輸出功能塊引出，連接到顯示界面。T

9、R為跟蹤接口，用于實(shí)現(xiàn)控制器的手動(dòng)/自動(dòng)的無(wú)擾切換。保存后關(guān)閉窗口。4） 操作員站顯示畫面組態(tài)用矩形、棒狀圖和折線等根據(jù)實(shí)物繪制圖形界面，實(shí)時(shí)曲線繪制黑色表格。將個(gè)環(huán)節(jié)與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，PV1對(duì)應(yīng)主回路對(duì)象，PV2對(duì)應(yīng)副回路對(duì)象，并設(shè)定上下限與填充色。實(shí)時(shí)曲線也同樣與數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，設(shè)置上下限與顏色，保存文件。其效果圖如圖9、10：圖 9圖 10然后繪制操作窗口組態(tài)：同樣用矩形和棒狀圖繪制操作器數(shù)值顯示條，并將其與各模擬數(shù)據(jù)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，設(shè)置上下限并填充顏色。指示燈用于指示控制器工作狀態(tài)，6個(gè)按鈕用于自動(dòng)控制時(shí)增減設(shè)定值，手動(dòng)控制時(shí)增減控制器輸出。將SAMA圖中模塊號(hào)對(duì)應(yīng)到按鈕上，就能實(shí)現(xiàn)SP

10、值的便捷修改，方便操作員在發(fā)現(xiàn)情況后直接修改參數(shù)。手動(dòng)/自動(dòng)按鈕用于切換控制狀態(tài)，SP增/減按鈕用于自動(dòng)狀態(tài)下設(shè)定值的增減，AO增/減按鈕用于手動(dòng)狀態(tài)下控制器輸出增減。效果圖如圖11、12：圖 11圖 12將操作顯示界面與監(jiān)控界面連接起來(lái)，如此一來(lái)在操作員站的監(jiān)控畫面下，可以直接點(diǎn)擊控制閥來(lái)調(diào)處操作顯示界面，進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，或?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)的切換。5） 趨勢(shì)組態(tài)趨勢(shì)組態(tài)用于顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)。為了方便讀取數(shù)據(jù)，我制作了實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖。點(diǎn)擊趨勢(shì)顯示按鈕，新建實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示圖，將曲線與數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接起來(lái)，設(shè)定上下限與填充色。2、系統(tǒng)調(diào)試 設(shè)計(jì)要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。所謂動(dòng)態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相連

11、時(shí)的調(diào)試。由于生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)處于運(yùn)行或試運(yùn)行階段，此時(shí)應(yīng)以觀察為主，當(dāng)涉及到必需的系統(tǒng)修改時(shí)，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備及安全措施，以免影響正常生產(chǎn)，更不允許造成系統(tǒng)或設(shè)備故障。動(dòng)態(tài)調(diào)試一般包括以下內(nèi)容： 1）觀察過(guò)程參數(shù)顯示是否正常、執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作是否正常； 2）檢查控制系統(tǒng)邏輯是否正確，并在適當(dāng)時(shí)候投入自動(dòng)運(yùn)行； 3）對(duì)控制回路進(jìn)行在線整定； 4）當(dāng)系統(tǒng)存在較大問(wèn)題時(shí)，如需進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)修改、增加測(cè)點(diǎn)等，應(yīng)盡量在停機(jī)狀態(tài)下重新組態(tài)下裝。若條件不允許，也可進(jìn)行在線組態(tài)，但要熟悉在線組態(tài)的各個(gè)環(huán)節(jié)并做好應(yīng)急措施。（1）PID參數(shù)整定 1）斷開主回路，用衰減曲線法，整定內(nèi)回路副調(diào)節(jié)器，P作用。反復(fù)調(diào)整，做定值階

12、躍擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，直到衰減率0.750.9。 2）閉合主回路，用衰減曲線法，整定外回路主調(diào)節(jié)器，PI作用，反復(fù)調(diào)整主調(diào)節(jié)器并做定值階躍擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，直到衰減率0.9。記下比例帶，測(cè)量上升時(shí)間。按照公式計(jì)算PID參數(shù)。 3）按計(jì)算參數(shù)設(shè)置PID，做定值階躍擾動(dòng)，觀察曲線。 4）細(xì)調(diào)主副調(diào)節(jié)器參數(shù)，直到滿意為止。五、課題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果1.編譯SAMA圖，如圖7所示。圖 72.開始運(yùn)行（圖8）與系統(tǒng)診斷（圖9） 圖 8 圖 93. 運(yùn)行調(diào)試使用matlab對(duì)串級(jí)系統(tǒng)經(jīng)行建模，運(yùn)用了PI控制。先單獨(dú)調(diào)節(jié)副回路，再將副回路放進(jìn)主回路一起調(diào)整。最后得到兩個(gè)回路的參數(shù)。副回路：K1比例增益=1.2 K2積分時(shí)間=0；主

13、回路：K1=1.2 K2=0.25.4.實(shí)時(shí)趨勢(shì)如圖10：圖 10超調(diào)量小于5%，系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)間在1.6分鐘左右，可見(jiàn)控制的效果還是不錯(cuò)的.5.監(jiān)控顯示畫面效果如圖11所示：圖 116. 無(wú)擾切換：首先，如果將手動(dòng)打到自動(dòng)出現(xiàn)控制器輸出變0的情況（圖12）：圖 12其原因在于PID控制器沒(méi)有進(jìn)行組態(tài)跟蹤，最后在手動(dòng)切到自動(dòng)時(shí)控制器輸出不會(huì)變化，如圖13：圖 13勿擾切換下，手動(dòng)方式，增加輸入AO,實(shí)時(shí)曲線如圖19所示：圖 14 手動(dòng)方式增加輸出5、 實(shí)驗(yàn)心得小結(jié)由于之前沒(méi)有學(xué)過(guò)DCS軟件，不過(guò)在老師的PDF的幫助下我很快地就上手了。在繪制SAMA圖時(shí)由于一開始使用左鍵連線所以在監(jiān)控界面曲線沒(méi)顯示

14、之后使用右鍵將線鏈接出來(lái)解決了問(wèn)題。在無(wú)擾切換的環(huán)節(jié)時(shí)，通過(guò)采用2根跟蹤信號(hào)又解決問(wèn)題了。通過(guò)這次實(shí)踐課，使我對(duì)在自控原理里學(xué)到的PID控制方法運(yùn)用和過(guò)程控制中參數(shù)整定的加以練習(xí)，又對(duì)P3DCS這款軟件得到了初步的熟悉。對(duì)于今后在工作中奠定了一些契機(jī)，也能很好的與理論的知識(shí)相結(jié)合，與實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較，更能讓我們形象生動(dòng)的理解并懂得這個(gè)實(shí)驗(yàn)的原理和PID的控制方法。第二部分 蒸汽溫度監(jiān)控系統(tǒng)一、課程設(shè)計(jì)目的 通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、配置和實(shí)現(xiàn)，掌握計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)在過(guò)程控制領(lǐng)域的應(yīng)用。二、 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容 采用P3DCS系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成蒸汽溫度串級(jí)控制系統(tǒng)并進(jìn)行參數(shù)整定和調(diào)試，包括數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)、S

15、AMA圖組態(tài)、流程圖組態(tài)、操作器組態(tài)，設(shè)計(jì)手動(dòng)和單回路自動(dòng)控制、串級(jí)自動(dòng)控制等控制方案，并實(shí)現(xiàn)手自動(dòng)無(wú)擾切換和報(bào)警，設(shè)計(jì)相應(yīng)的模擬量控制和邏輯控制方案并實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行仿真、參數(shù)整定與系統(tǒng)調(diào)試。其中導(dǎo)前區(qū)的對(duì)象傳遞函數(shù)為過(guò)熱惰性區(qū)傳遞函數(shù)為其它執(zhí)行器和測(cè)量電路的傳遞函數(shù)簡(jiǎn)化為K = 1三、 系統(tǒng)概述如圖1所示的串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)和其相應(yīng)的工藝流程，蒸汽溫度控制系統(tǒng)需要將過(guò)熱器出口溫度設(shè)定在一定的溫度設(shè)定值上。工藝系統(tǒng)和控制設(shè)計(jì)說(shuō)明：只要導(dǎo)前汽溫發(fā)生變化，副調(diào)節(jié)器 P 就去改變減溫水流量，初步維持后級(jí)過(guò)熱器入口汽溫在一定范圍內(nèi)，起粗調(diào)作用。而過(guò)熱器出口汽溫的控制，則是通過(guò)主調(diào)節(jié)器 PI 來(lái)校正副調(diào)節(jié)器工

16、作，只要未達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié) PI 的輸出信號(hào)就不斷遞變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到恢復(fù)到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時(shí)，導(dǎo)前汽溫可能穩(wěn)定在與原來(lái)數(shù)值不同的數(shù)值上，而主汽溫則一定等于給定值。在串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個(gè)回路的任務(wù)及動(dòng)態(tài)特性不同，可以選用不同的調(diào)節(jié)器。副回路及副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾，要求控制過(guò)程的持續(xù)時(shí)間較短，但不要求無(wú)差，故一般可選用純比例調(diào)節(jié)器。當(dāng)?shù)角捌麥貞T性較大時(shí)，也可選用比例微分調(diào)節(jié)器。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。當(dāng)過(guò)熱器惰性區(qū)較大時(shí)，也可選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。并通過(guò)P3DCS組態(tài)軟件對(duì)系統(tǒng)的曲線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，調(diào)出最優(yōu)P

17、ID參數(shù)。 系統(tǒng)的工藝流程如下圖（圖 1）所示：圖 1 根據(jù)過(guò)熱器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，我們?cè)O(shè)置一個(gè)串級(jí)控制回路，把出口溫度作為串級(jí)控制系統(tǒng)的主控制回路，蒸汽導(dǎo)熱前作為串級(jí)的副控制回路。從而得出串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖如（圖2）所示：PID控制器PID控制器2副回路主回路測(cè)量電路2測(cè)量電路1圖2四、 課題設(shè)計(jì)及其步驟第一部分 硬件設(shè)計(jì)副回路溫度板主回路溫度板D/A轉(zhuǎn)換板電源伺服放大版CRT板內(nèi)存板鍵盤及自診斷板濾波版鍵盤CPU板顯示器CRT打印機(jī)打印機(jī)STD（內(nèi)部）總線外部總線根據(jù)圖2系統(tǒng)示意圖，硬件設(shè)計(jì)采用STD總線IPC來(lái)進(jìn)行圖2-1-1 IPC硬件組成框圖硬件組成說(shuō)明：7、 CPU板及打印機(jī)、CRT板

18、及CRT、鍵盤及自診斷板及鍵盤、內(nèi)存板、電源、構(gòu)成了STD工業(yè)控制基本系統(tǒng)；8、 自診斷板：使用了WDT看門狗技術(shù)，無(wú)論何種原因引起死機(jī)，自診斷系統(tǒng)能在1s2s內(nèi)測(cè)出并恢復(fù)正常運(yùn)行，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作可靠；9、 主、副回路板由計(jì)數(shù)電路組成，檢測(cè)檢測(cè)主、副回路管道送來(lái)的溫度信號(hào)；10、 D/A轉(zhuǎn)換板是蒸汽溫度的驅(qū)動(dòng)口板，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)兩水箱水位與設(shè)定值進(jìn)行比較，并對(duì)其偏差進(jìn)行PID運(yùn)算，其運(yùn)算結(jié)果通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換器由數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電壓信號(hào)量輸出至伺服放大板，從而控制主調(diào)節(jié)閥；11、 伺服放大板：相當(dāng)于電動(dòng)單元組合儀表中的伺服放大器，接收來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換板輸出的閥位信號(hào)，檢測(cè)閥的實(shí)際位置，若實(shí)際位置

19、與D/A轉(zhuǎn)換板輸出的閥位有偏差，則閥動(dòng)作，達(dá)到與D/A輸出一致的位置后停止，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)調(diào)節(jié)閥的控制；12、 濾波板：對(duì)STD總線有關(guān)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。第二部分 軟件設(shè)計(jì)本次課程設(shè)計(jì)主要有兩個(gè)方面的工作：即是組態(tài)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試：2、 組態(tài)設(shè)計(jì) 1）系統(tǒng)配置組態(tài)主要是指DCS中工程師站、操作員站、控制站的主機(jī)系統(tǒng)配置信息及外設(shè)類型，I/O卡件信息，電源布置，控制柜內(nèi)安裝接線等。3） 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài) 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應(yīng)盡早完成的工作，因?yàn)橹挥杏辛藬?shù)據(jù)庫(kù)，其他的組態(tài)工作（控制回路組態(tài)、畫面組態(tài)等）才可以調(diào)試。運(yùn)行P3DCS軟件，首先進(jìn)行I/O配置：點(diǎn)擊系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)圖標(biāo)，

20、進(jìn)行各參數(shù)的點(diǎn)名與說(shuō)明。由于本次設(shè)計(jì)要求是雙容水箱串級(jí)控制系統(tǒng)，所以數(shù)值量有導(dǎo)前汽溫PV2，出口汽溫PV1、出口汽溫設(shè)定值SP、副控制器輸出閥門開度AO，邏輯量有控制器狀態(tài)DO等。保存后關(guān)閉窗口，進(jìn)行SAMA圖組態(tài)的制作。如圖3所示：圖 33）控制算法組態(tài)控制算法組態(tài)指的是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)定的模擬量控制、開關(guān)量控制等功能用DCS算法予以實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊SAMA圖組態(tài)圖標(biāo)，打開SAMA圖制作窗口。SAMA圖組態(tài)用于將系統(tǒng)內(nèi)部定義的功能算法模塊按照邏輯組合起來(lái)，編譯下裝到過(guò)程控制站中進(jìn)行調(diào)用和執(zhí)行。由于本次課程設(shè)計(jì)是串級(jí)回路控制系統(tǒng)，所以我采用系統(tǒng)自帶的2個(gè)PID功能塊、1個(gè)M/A手操器功能塊和若干線性功

21、能塊來(lái)構(gòu)成SAMA圖的基本框架。PID1（左）用于控制出口汽溫，PID2（右）用于控制導(dǎo)前汽溫，M/A用于設(shè)定出口溫度的目標(biāo)值，線性功能塊用于代表被控對(duì)象的特性。根據(jù)串級(jí)回路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，繪制SAMA圖如圖4所示：圖 4將各功能塊的參數(shù)設(shè)為需要的值，并將其與數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，再用輸入輸出功能塊引出，連接到顯示界面。TR為跟蹤接口，用于實(shí)現(xiàn)控制器的手動(dòng)/自動(dòng)的無(wú)擾切換。保存后關(guān)閉窗口。6） 操作員站顯示畫面組態(tài)用矩形、棒狀圖和折線繪制過(guò)熱器、蒸汽管道，閥門等，實(shí)時(shí)曲線繪制黑色表格。將過(guò)熱器與對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)連接起來(lái)，PV1對(duì)應(yīng)出口汽溫，PV2對(duì)應(yīng)導(dǎo)前汽溫，并設(shè)定上下限與填充色。實(shí)時(shí)曲線也同樣與

22、數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)，設(shè)置上下限與顏色，保存文件。其效果圖如圖5：圖 5然后繪制操作窗口組態(tài)：同樣用矩形和棒狀圖繪制操作器數(shù)值顯示條，并將其與各模擬數(shù)據(jù)點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)，設(shè)置上下限并填充顏色。指示燈用于指示控制器工作狀態(tài)，6個(gè)按鈕用于自動(dòng)控制時(shí)增減設(shè)定值，手動(dòng)控制時(shí)增減控制器輸出。將SAMA圖中模塊號(hào)對(duì)應(yīng)到按鈕上，就能實(shí)現(xiàn)SP值的便捷修改，方便操作員在發(fā)現(xiàn)情況后直接修改參數(shù)。手動(dòng)/自動(dòng)按鈕用于切換控制狀態(tài)，SP增/減按鈕用于自動(dòng)狀態(tài)下設(shè)定值的增減，AO增/減按鈕用于手動(dòng)狀態(tài)下控制器輸出增減。效果圖如圖6：圖 6將操作顯示界面與監(jiān)控界面連接起來(lái)，如此一來(lái)在操作員站的監(jiān)控畫面下，可以直接點(diǎn)擊控制閥來(lái)調(diào)處操作顯示界面，進(jìn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)，或?qū)崿F(xiàn)手動(dòng)自動(dòng)的切換。7） 趨勢(shì)組態(tài)趨勢(shì)組態(tài)用于顯示現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)/歷史趨勢(shì)。為了方便讀取數(shù)據(jù)，我制作了實(shí)時(shí)趨勢(shì)圖。點(diǎn)擊趨勢(shì)顯示按鈕，新建實(shí)時(shí)趨勢(shì)顯示圖，將曲線與數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)連接起來(lái)，設(shè)定上下限與填充色。2、系統(tǒng)調(diào)試 設(shè)計(jì)要求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。所謂動(dòng)態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)相連時(shí)的調(diào)試。由于生產(chǎn)過(guò)程已經(jīng)處于運(yùn)行或試運(yùn)行階段，此時(shí)應(yīng)以觀察為主，當(dāng)涉及到必需的系統(tǒng)修改時(shí)，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備及安全措施，以免影響正常生產(chǎn)，更不允許造成系統(tǒng)或設(shè)備