湖南工業(yè)大學(xué)集散控制與現(xiàn)場總實驗實驗一 認(rèn)識實驗

1、實驗一  認(rèn)識實驗姓名： 學(xué)號：同組成員：1、 實驗?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、 實驗內(nèi)容1、系統(tǒng)總貌1 顯示文件層次結(jié)構(gòu)2 啟動組態(tài)器3 啟動調(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)生成建立工程項目公用數(shù)據(jù)組態(tài)（COMMON)安全等級（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)報警優(yōu)先權(quán)定義 3、現(xiàn)場控制站組態(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、點組態(tài)到卡件中3 常規(guī)控制功能組態(tài)器：生成模塊、計時器設(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計劃表的應(yīng)用6 Trend趨勢的應(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)對已設(shè)計好的系統(tǒng)，下載到試驗系統(tǒng)中，對其各項功能進(jìn)行檢驗。實驗二：溫度控制組態(tài)1. 實驗?zāi)康氖煜

3、entum vp 系統(tǒng)的控制思想及設(shè)計流程熟悉centum vp 溫度控制fcs組態(tài)設(shè)計熟悉centum vp 溫度控制his組態(tài)設(shè)計了解pid控制算法在dcs系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法2. 實驗原理（1）系統(tǒng)實物圖（2）系統(tǒng)控制流程圖START啟動按鈕（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（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？加熱時間到？料空了嗎？料空了嗎？STEP1STEP2STEP3STEP4STEP5YYYYSTEP33. 實驗內(nèi)容建立溫度控制系統(tǒng)組態(tài)4. 實驗步驟建立工程圖5-14 創(chuàng)建

4、FCS，HIS站項目公用數(shù)據(jù)組態(tài)項目公用數(shù)據(jù)組態(tài)（COMMON）是通過其文件夾內(nèi)的各個組態(tài)器完成。1、安全等級（Security）組態(tài)器主要是定義用戶群組的安全級別，以及不同的群具備的操作監(jiān)視功能和不同安全級別在操作監(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，確保對HIS的錯誤操作或非權(quán)威進(jìn)入，為此對每一個用戶定義了用戶名、用戶組和安全等級。使用時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，即S1、S2和S3，其中S3等級最高，S1等級最低。點擊工程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)等級的HIS自定義窗口；“NONEGRP”則表示用戶不可以操作顯示。現(xiàn)場控制站組態(tài)（FCS）1、FCS常數(shù)組態(tài)器2、組態(tài)I/O卡件控制點組態(tài)到卡件中(1)組AI點TIC100到卡件中點擊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點組態(tài)到卡件(2)組AO點V002到卡件中點擊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點組態(tài)到卡件(3)組DI點PB01、LA01、LA02到卡件中點擊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點組態(tài)到卡件(4)組DO點V001、V003到卡件中點擊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點組態(tài)到卡件3、常規(guī)控制功能組態(tài)器對FCS的常規(guī)控制功能組態(tài)之前，必須完成整個工程項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，同時確定各種指示、記錄、報警和積算等功能，從而構(gòu)成現(xiàn)場控制站（FCS）的常規(guī)控制功能。生成PID模塊點擊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框中選擇PID設(shè)置項，點擊OK，在畫圖面板上點擊一下就出現(xiàn)了一個PID塊，同時鍵入標(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功能模塊位號（Tag）、功能模塊類型（Model）、位號注釋（Comment）、刻度上下限（Scale）、工程單位（Unit）、輸入信號轉(zhuǎn)換（Conversion）、計時器單位（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。該窗口定義每個功能塊的詳細(xì)內(nèi)容，包括基本項、位號、報警、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，,起點叉單擊，終點叉雙擊），如圖5-28。單擊雙擊圖5-28 回路連接計時器設(shè)定選中TM-1模塊，變綠色后右鍵單擊進(jìn)入計時器詳細(xì)設(shè)定組態(tài)器，如圖5-29設(shè)定。圖5-29 計時器設(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)入報警器信息組態(tài)器（AN0101），信號事件信息組態(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，會要求我們選擇是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，就可以對其內(nèi)部的總貌塊進(jìn)行定義了，默認(rèn)狀態(tài)下有32個總貌塊。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)果分析實驗三:壓力控制組態(tài)1. 實驗?zāi)康氖煜entum vp 系統(tǒng)的控制思想及設(shè)計流程熟悉centum vp 壓力控制fcs組態(tài)設(shè)計熟悉centum v

13、p 壓力控制his組態(tài)設(shè)計了解pid控制算法在dcs系統(tǒng)中的實現(xiàn)方法2. 實驗原理實物圖壓力控制系統(tǒng)裝置的控制框圖調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)閥壓力罐裝置對象2罐壓力變送器PT1reqcu- 壓力控制的流程圖設(shè)計START等待30S打開VL1調(diào)大VL1調(diào)小VL1等待30SY N N Y PT2=100ENDPT2>1003. 實驗內(nèi)容壓力組態(tài)設(shè)計4. 實驗步驟（1）Fcs組態(tài)設(shè)計圖4.2 壓力控制系統(tǒng)的控制功能圖（2）HIS組態(tài)設(shè)計圖 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，由過程控制級、控制管理級和生產(chǎn)管理級所組成的一個以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的集中顯示操作管理，控制相對分散，具有靈活配置、組態(tài)方便的多級計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)。DCS的組態(tài)軟件在整個壓力集散控制系統(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、對集散控制系統(tǒng)進(jìn)行了大致了解；b、對集散控制系統(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