《自動化儀表與過程控制》課程設(shè)計

1油田工業(yè)污水處理站監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計——過濾池水位控制學生姓名劉莉?qū)W號專業(yè)班級自1004設(shè)計內(nèi)容與要求本次課程設(shè)計的目的是熟悉過程控制系統(tǒng)的組態(tài)和調(diào)試，掌握自動化儀表與過程控制的基本應(yīng)用，加深和鞏固本課程及相關(guān)課程的知識，要求1熟悉油田工業(yè)污水處理站的工藝流程，并對外輸清水壓力進行控制(執(zhí)行器為變頻調(diào)速電機，控制器即變頻調(diào)速控制器)。請分析其工作過2.依據(jù)工藝流程和基本數(shù)據(jù)，對所用儀表作出選型；3.對控制回路畫出方框圖，寫出所選控制規(guī)律，及參數(shù)整定方法；4.了解組態(tài)軟件的歷史、發(fā)展及國內(nèi)外現(xiàn)狀，熟悉組態(tài)軟件的應(yīng)用，利用力控組態(tài)軟件做出油田工業(yè)污水處理站監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計，并在報告中寫出組態(tài)過程如：I/O端口分配、I/O點組態(tài)參數(shù)說明、控制回路組態(tài)說明等。最終要求做出工藝流程畫面、趨勢畫面、報警畫面，并利用軟件提供起止時間2013年7月2日至2013年7月6日指導(dǎo)教師簽名2013年6月26日系(教研室)主任簽名2013年6月28日學生簽名2 32.實驗設(shè)計過程 3.控制規(guī)律，參數(shù)整定方法 44.基本工藝流程 55.組態(tài)軟件的發(fā)展歷程 66.心得體會 87.參考資料 93一.基本工藝流程基本工藝流程從各計量站、聯(lián)合站送來的含油工業(yè)污水，經(jīng)入口計量后進入暴汽沉砂池，經(jīng)穩(wěn)最后由取水泵送往各注水站。設(shè)計沉砂池容積為6*5000立方米，深度4m,過濾池容積為4*500,深度4m。設(shè)計系統(tǒng)日處理量為10000噸/日。池π變頻器排水菜水頁FT)1,創(chuàng)建應(yīng)用程序；打開工程管理器，新增應(yīng)用“任庚”,進入開發(fā)系統(tǒng)。2,創(chuàng)建窗口：創(chuàng)建“工藝畫面”,“趨勢畫面”,“報警畫面”(如下圖1,2,3所示),在工藝畫面中3,建立實時數(shù)據(jù)庫：4,建立動畫連接。5,進入運行，全部編譯，更改設(shè)定值，看運行結(jié)果。4比例調(diào)節(jié)器對控制作用和擾動作用的響應(yīng)都很迅速，調(diào)節(jié)整定簡便，但是存在靜態(tài)誤差；積分調(diào)節(jié)可以消除靜差，但是它的動態(tài)誤差最大，而且調(diào)節(jié)時間也最長；微分調(diào)節(jié)可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定度，使系統(tǒng)比例系數(shù)增大而加快這個實驗是對壓力的調(diào)節(jié)，采用比例積分微分控制，可以達到更高的調(diào)節(jié)質(zhì)量，減小(1)讓調(diào)節(jié)器參數(shù)積分系數(shù)SO=0,實際微分系數(shù)k=0,控制系統(tǒng)投入閉環(huán)運行，由小到大改變比例系數(shù)S1,讓擾動信號作階躍變化，觀察控制過程，直到獲得滿意的控制過(2)取比例系數(shù)S1為當前的值乘以0.83,由小到大增加積分系數(shù)S0,同樣讓擾動信(3)積分系數(shù)S0保持不變，改變比例系數(shù)SI,觀察控制過程有無改善，如有改善則繼續(xù)調(diào)整，直到滿意為止。否則，將原比例系數(shù)SI增大一些，再調(diào)整積分系數(shù)S0,力求改善控制過程。如此反復(fù)試湊，直到找到滿意的比例系數(shù)S1和積分系數(shù)50為止。(4)引入適當?shù)膶嶋H微分系數(shù)k和實際微分時間Td,此時可適當增大比例系數(shù)SI和積分系數(shù)S0。和前述步驟相同，微分時間的整定也需反復(fù)調(diào)整，直到控制過程滿意為止。5位數(shù)字動態(tài)顯示，百分比棒形圖-30℃~60℃;濕度：<90%溫度：0℃~50℃(0.05級使用溫度);濕度：<90%5事C6t密mm監(jiān)控組態(tài)軟件是伴隨著計算機技術(shù)的突飛猛進發(fā)展起來的。60年代雖然計算機開始涉足工業(yè)過程控制，但由于計算機技術(shù)人員缺乏工廠儀表和工業(yè)過程的知識，導(dǎo)致計算機工業(yè)過程系統(tǒng)在各行業(yè)的推廣速度比較緩慢。70年代初期，微處理器的出現(xiàn)，促進了計算機控制走向成熟。首先，微處理器在提高計算能力的基礎(chǔ)上，大大降低了計算機的硬件成本，縮小了計算機體積，很多從事控制儀表和原來一直就從事工業(yè)控制計算機的公司先后推出了新型控制系統(tǒng)，這一歷史時期較有代表性的就是1975年美國lloneywell公司推出的世界上第一套DCSTDC—2000,而隨后的20年間，DCS及其計算機控H趨成熟，得到了廣泛應(yīng)用，此時的DCS已具有較豐富的軟件，包括：計算機系統(tǒng)軟件(操作系統(tǒng))、組態(tài)軟件、控制軟件、操作站軟件、其它輔助軟件(如通訊軟件)等。這一階段雖然DCS技術(shù)、市場發(fā)展迅速，但軟件仍是專用和封閉的，除了在功能上不斷加強外，軟件成本一直居高不下，造成DCS在中小型項目上的單位成本過高，使一系統(tǒng)(OpenSystem)概念的推廣，基于個人計算機的監(jiān)控系統(tǒng)開始進入市場，并發(fā)展壯大。組態(tài)軟件做為個人計算機監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，比PC監(jiān)控的硬件系統(tǒng)具有更為廣闊的發(fā)展空間。這是因為，第一，很多DCS和PLC廠家主動公開通訊協(xié)議，加入“PC監(jiān)控”的陣營。目前，幾乎所有的PLC和一半以上的DCS都使用PC做為操作站。第二，由于PC監(jiān)控大大降低了系統(tǒng)成本，使得市場空間得到擴大，從無人值守的遠程監(jiān)視(如防盜報警、江河汛情監(jiān)視、環(huán)境監(jiān)控、電信線路監(jiān)控、交通管制與監(jiān)控、礦井報警等)、數(shù)據(jù)采集與計量(如居民水電氣表的自動抄表、鐵道信號采集與記錄等)、數(shù)據(jù)分析(如7汽車/機車自動測試、機組/設(shè)備參數(shù)測試、醫(yī)療化驗儀器設(shè)備實時數(shù)據(jù)采集、虛擬儀器、生產(chǎn)線產(chǎn)品質(zhì)量抽檢等)到過程控制，幾乎無處不用。第三，各類智能儀表、調(diào)節(jié)器和PC-Based設(shè)備可與組態(tài)軟件構(gòu)筑完整的低成本自動化系統(tǒng)，具有廣闊的市場空間。第四，各類嵌入式系統(tǒng)和現(xiàn)場總線的異軍突起，把組態(tài)軟件推到了自動化系統(tǒng)主力軍的位目前中國市場上的組態(tài)軟件產(chǎn)品按廠商可大致劃分為三類，即國外專業(yè)軟件廠商提供的產(chǎn)品，國外硬件或系統(tǒng)廠商提供的產(chǎn)品，以及國內(nèi)自行開發(fā)的國產(chǎn)化產(chǎn)品。從近幾年的調(diào)查結(jié)果來看，國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態(tài)軟件占據(jù)。(1)美國Wonderware公司的InTouchInTouch堪稱組態(tài)軟件的“鼻祖”,率先推出的16位Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件，在國際上曾得到較高的市場占有率。InTouch軟件的接方式，實時性較差而且驅(qū)動程序需單獨購買。它的5.6版(16位)很穩(wěn)定，在中國市場也普遍受到好評。7.0版(32位)在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理方面有所加強，并實現(xiàn)了實時關(guān)系數(shù)據(jù)庫，但其實只是在SQLServer上增加了數(shù)據(jù)傳輸插件。在32位Windows環(huán)境下，(2)美國Intellution公司的FLXFIX產(chǎn)品系列較全，包括DOS版、16位Windows版、32位Windows版、OS/2版和其他一些版本，功能較InTouch強，但實時性仍欠缺，總體技術(shù)一般。其I/0硬件驅(qū)動豐富，只是驅(qū)動程序也需單獨購買。最新推出的iFIX是全新模式的組態(tài)軟件，思想和體系結(jié)構(gòu)都比較新，(3)澳大利亞CIT公司的CitectCitect是組態(tài)軟件中的后起之秀，在世界范圍內(nèi)擴展得很快。Citect產(chǎn)品包括16位和32位Windows版，它的計算機味道很濃，與其他軟件有很多不同的地方，界面部分很漂亮，很吸引人，但使用的方便性和圖形功能不及InTouch,(4)德國西門子公司的WinCC新版軟件有了很大進步，但體系結(jié)構(gòu)還是比較老的思想，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理方面要比iFIX差，但也屬于比較先進的產(chǎn)品之一。西門子似乎僅是想把這個產(chǎn)品當作其硬件的陪襯，對第三方硬件的支持也不熱衷，若選用西門子硬件，能免費得到WinCC,所以對于使用其他硬件的用戶，不是個好選擇。中國市場常見的其他國外專業(yè)軟件公司的組態(tài)軟件產(chǎn)品還有原美國Heuristics公司的ONSOPEC,原美國IntecControl公司的PARAGON,美國Iconics公司的Genesis,以色列PCSOFT公司的WIZCON以及美國U.S.Data公司的FactoryLink等。然而這些產(chǎn)品由于種種原因，目前所占有的市場份額相對都比較小。近年來一些國外著名硬件或系統(tǒng)廠商推出了日趨成熟的組態(tài)軟件產(chǎn)品，如美國GE公司的Cimplicity,美國AB公司8通過大力加強對其他硬件產(chǎn)品的驅(qū)動支持和軟件內(nèi)部的各種功能，而發(fā)展成為專業(yè)化的國產(chǎn)化的組態(tài)軟件產(chǎn)品也正在成為市場上的一支生力軍，近年來已有一定影響力的如一些高校、研究所、公司，甚至一些個人正在積極地搞組態(tài)軟件產(chǎn)品的開發(fā)。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件具有較強的價格競爭優(yōu)勢，但總的來講，由于資金來源缺乏，軟件工程的組織薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差。目前國產(chǎn)化組態(tài)軟件主要應(yīng)用于一些小型的、非重要性的項目中。下面列舉并介紹一些有代(1)北京亞控公司的組態(tài)王組態(tài)王是國內(nèi)較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件產(chǎn)品之一。早期的組態(tài)王仿照InTouch,只是個人機接口，到了5.1版本，在數(shù)據(jù)管理和開放性方面有了一些改進。但體系結(jié)構(gòu)卻沒有實質(zhì)性地突破。沒有擺脫早期形成的不合理的程序構(gòu)架。其網(wǎng)絡(luò)功能較為薄弱，支持不了真正意義上的分布式系統(tǒng)。6系列版本的結(jié)構(gòu)從廣告宣傳上看應(yīng)(2)北京昆侖通態(tài)公司MCGS其思想比較獨特，屬于很另類的產(chǎn)品，有很多特殊的概(3)SYNALL是獨特的產(chǎn)品，但使用起來有點別扭，網(wǎng)絡(luò)方面有獨到之處，但效率和穩(wěn)(4)哈爾濱華富公司的ControX2000是比較新的組態(tài)軟件其產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)非常象iFLX,界面漂亮，使用起來也比較方便，有許多自己的特色。但從它DEMO版運來看，執(zhí)行代碼的運行效率不是很高，特別是圖形處理環(huán)節(jié)，似乎有些缺陷。DEMO運回顧起此次自動化課程設(shè)計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在整整一個多星期的日子里，可以說得是苦多于甜，學到了很多很多的書本中不曾有的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的理論知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正明白上課所學知識的具體運用方法和重要性，從而提高自己的實際動手能力和獨立思