基于PLC的過程自動化仿真系統(tǒng)-自動化仿真實(shí)驗(yàn)室介紹課件

基于PLC的過程自動化

仿真系統(tǒng)鄭勇PLC實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于PLC的過程自動化

仿真系統(tǒng)鄭勇1本實(shí)驗(yàn)室鍋爐仿真控制系統(tǒng)是以工業(yè)過程控制系統(tǒng)仿真，擁有工業(yè)級的工業(yè)過程控制監(jiān)控與組態(tài)軟件、工業(yè)過程控制的DCS仿真控制系統(tǒng)。能夠提供實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制生產(chǎn)流程組態(tài)、控制方案組態(tài)及控制對象建模的軟件環(huán)境，而且能夠提供實(shí)現(xiàn)DCS控制仿真的硬件環(huán)境。

本實(shí)驗(yàn)室鍋爐仿真控制系統(tǒng)是以工業(yè)過程控制系統(tǒng)仿真，擁有工業(yè)級2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：3系統(tǒng)由操作站、控制站、鍋爐對象模型機(jī)和RS-232通信線路構(gòu)成。操作站由教師機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行Citect用戶組態(tài)程序（同時(shí)也是工程師站，可以對Citect監(jiān)控軟件組態(tài)和控制器程序編制、下裝）。

系統(tǒng)由操作站、控制站、鍋爐對象模型機(jī)和RS-232通信線路構(gòu)4控制站包括SCADAPack控制器、彩色無紙記錄儀、操作按鈕和報(bào)警指示燈等其作用是接受操作站或按鈕的指令對模型機(jī)上的鍋爐對象進(jìn)行控制，并輸出鍋爐對象的一些狀態(tài)（過程值記錄和報(bào)警指示）?？刂普景⊿CADAPack控制器、彩色無紙記錄儀、操作按鈕5

模型機(jī)由某一個(gè)學(xué)生機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行鍋爐對象仿真模型程序，來代替真實(shí)的工業(yè)運(yùn)行鍋爐。該模型程序仿真的是燃油燃?xì)狻⒆匀凰h(huán)、雙汽包、蒸發(fā)量為65t/h（3.9Mpa）蒸汽的WGZ65-39-6型工業(yè)鍋爐工作過程。模型機(jī)由某一個(gè)學(xué)生機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行鍋爐對象仿真模型程6RS-232通信線路完成操作站PC機(jī)、鍋爐模型PC機(jī)與控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議使用的是工業(yè)界普遍采用的MODBUS協(xié)議

通信參數(shù)設(shè)置為波特率9600、數(shù)據(jù)位8、停止位1、無校驗(yàn)位。RS-232通信線路完成操作站PC機(jī)、鍋爐模型PC機(jī)與控制器7軟件配置一、操作站PC機(jī)配置的軟件1.澳大利亞CiT公司的Citect5.21上位監(jiān)控軟件。該軟件離線組態(tài)及實(shí)時(shí)運(yùn)行均基于Windows9x（或NT）平臺，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫采集，圖形顯示，設(shè)備操作，報(bào)警趨勢記錄，報(bào)表管理及其打印功能。2.還可以與其他Windows軟件（如：EXCEL）進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、報(bào)表顯示等(詳見Citect用戶手冊)。軟件配置83.控制器編程軟件TelePACE，是加拿大CONTROLMICROSYSTEMS公司為其6000系列、Micro16系列及SCADAPack系列控制器共同開發(fā)的編程軟件，運(yùn)行在Windows9x平臺4.采用梯形圖編程方式，功能比較強(qiáng)，支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和在線幫助功能，學(xué)習(xí)和使用起來非常方便。(詳見TelePACELadderLogic參考和用戶手冊)。3.控制器編程軟件TelePACE，是加拿大CONTROL9TDC3000仿真系統(tǒng)DCS仿真操作環(huán)境為美國HoneywellTDC-3000美國Honeywell公司的TDC3000系統(tǒng)是目前我國應(yīng)用最廣泛的DCS，覆蓋石油、化工、鋼鐵、硅酸鹽工業(yè)、電力等行業(yè)。該系統(tǒng)也是最標(biāo)準(zhǔn)的DCS之一，在我國的大學(xué)、職業(yè)教育的教材中獲得廣泛應(yīng)用。TDC3000仿真系統(tǒng)DCS仿真操作環(huán)境為美10DCS仿真操作環(huán)境實(shí)現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容對流程圖畫面、控制組畫面、點(diǎn)細(xì)目畫面、趨勢畫面、報(bào)警畫面等主要操作界面的操作和調(diào)整。DCS仿真操作環(huán)境實(shí)現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容11基于PLC的過程自動化仿真系統(tǒng)-自動化仿真實(shí)驗(yàn)室介紹課件12基于PLC的過程自動化仿真系統(tǒng)-自動化仿真實(shí)驗(yàn)室介紹課件13實(shí)驗(yàn)軟件介紹實(shí)驗(yàn)軟件介紹14操作界面示例操作界面示例15關(guān)于實(shí)驗(yàn)的趨勢圖的數(shù)據(jù)讀取

關(guān)于實(shí)驗(yàn)的趨勢圖的數(shù)據(jù)讀取16實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹實(shí)驗(yàn)一對象特性實(shí)驗(yàn)測定目的及要求掌握對象靜態(tài)特性的測試方法。掌握對象動態(tài)特性的測試方法。掌握階躍干擾法測試對象特性的數(shù)據(jù)處理方法。通過實(shí)驗(yàn)了解對象的非線性情況。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹實(shí)驗(yàn)一對象特性實(shí)17實(shí)驗(yàn)二調(diào)節(jié)器參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響目的及要求熟悉一個(gè)簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成。掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的變化對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。了解調(diào)節(jié)通道的對象特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。了解干擾位置的變化對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。

實(shí)驗(yàn)二調(diào)節(jié)器參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響18實(shí)驗(yàn)三簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)和參數(shù)整定目的及要求掌握簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)方法；掌握用4：1衰減法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)。實(shí)驗(yàn)三簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)和參數(shù)整定19實(shí)驗(yàn)四串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笫煜ご壵{(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，連接方法。掌握串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)方法。掌握運(yùn)用兩步法整定主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)。比較在干擾作用下串級調(diào)節(jié)與簡單調(diào)節(jié)質(zhì)量的不同。研究選用不同的副參數(shù)構(gòu)成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化。研究干擾加于系統(tǒng)不同位置（主環(huán)和副環(huán)）時(shí)，串級調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化。實(shí)驗(yàn)四串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)20實(shí)驗(yàn)五化工自動化基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笳莆蘸唵握{(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)成、系統(tǒng)投運(yùn)方法和步驟、調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定及其對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。鞏固已學(xué)過的測量儀器和調(diào)節(jié)儀表的調(diào)試、安裝、投運(yùn)及使用方法。學(xué)習(xí)并掌握儀表的選用、系統(tǒng)安裝的初步知識，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手的能力。實(shí)驗(yàn)五化工自動化基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)21實(shí)驗(yàn)六比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笫煜け戎嫡{(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和連接方法。掌握比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)方法。掌握運(yùn)用兩步法整定主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)。比較在干擾作用下比值調(diào)節(jié)與簡單調(diào)節(jié)質(zhì)量的不同。研究選用不同的副參數(shù)構(gòu)成比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化。研究干擾加于系統(tǒng)不同位置時(shí)，比值調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化實(shí)驗(yàn)六比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)七前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笳莆涨梆佌{(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)成和控制原理。理解前饋調(diào)節(jié)比反饋調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。了解干擾加于不同位置時(shí)（干擾通道不同），前饋控制器的控制參數(shù)的變化。實(shí)驗(yàn)七前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)23基于PLC的過程自動化

仿真系統(tǒng)鄭勇PLC實(shí)踐教學(xué)團(tuán)隊(duì)基于PLC的過程自動化

仿真系統(tǒng)鄭勇24本實(shí)驗(yàn)室鍋爐仿真控制系統(tǒng)是以工業(yè)過程控制系統(tǒng)仿真，擁有工業(yè)級的工業(yè)過程控制監(jiān)控與組態(tài)軟件、工業(yè)過程控制的DCS仿真控制系統(tǒng)。能夠提供實(shí)現(xiàn)工業(yè)過程控制生產(chǎn)流程組態(tài)、控制方案組態(tài)及控制對象建模的軟件環(huán)境，而且能夠提供實(shí)現(xiàn)DCS控制仿真的硬件環(huán)境。

本實(shí)驗(yàn)室鍋爐仿真控制系統(tǒng)是以工業(yè)過程控制系統(tǒng)仿真，擁有工業(yè)級25系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：26系統(tǒng)由操作站、控制站、鍋爐對象模型機(jī)和RS-232通信線路構(gòu)成。操作站由教師機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行Citect用戶組態(tài)程序（同時(shí)也是工程師站，可以對Citect監(jiān)控軟件組態(tài)和控制器程序編制、下裝）。

系統(tǒng)由操作站、控制站、鍋爐對象模型機(jī)和RS-232通信線路構(gòu)27控制站包括SCADAPack控制器、彩色無紙記錄儀、操作按鈕和報(bào)警指示燈等其作用是接受操作站或按鈕的指令對模型機(jī)上的鍋爐對象進(jìn)行控制，并輸出鍋爐對象的一些狀態(tài)（過程值記錄和報(bào)警指示）?？刂普景⊿CADAPack控制器、彩色無紙記錄儀、操作按鈕28

模型機(jī)由某一個(gè)學(xué)生機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行鍋爐對象仿真模型程序，來代替真實(shí)的工業(yè)運(yùn)行鍋爐。該模型程序仿真的是燃油燃?xì)?、自然水循環(huán)、雙汽包、蒸發(fā)量為65t/h（3.9Mpa）蒸汽的WGZ65-39-6型工業(yè)鍋爐工作過程。模型機(jī)由某一個(gè)學(xué)生機(jī)擔(dān)任，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)執(zhí)行鍋爐對象仿真模型程29RS-232通信線路完成操作站PC機(jī)、鍋爐模型PC機(jī)與控制器之間的數(shù)據(jù)傳輸通信協(xié)議使用的是工業(yè)界普遍采用的MODBUS協(xié)議

通信參數(shù)設(shè)置為波特率9600、數(shù)據(jù)位8、停止位1、無校驗(yàn)位。RS-232通信線路完成操作站PC機(jī)、鍋爐模型PC機(jī)與控制器30軟件配置一、操作站PC機(jī)配置的軟件1.澳大利亞CiT公司的Citect5.21上位監(jiān)控軟件。該軟件離線組態(tài)及實(shí)時(shí)運(yùn)行均基于Windows9x（或NT）平臺，用于完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)庫采集，圖形顯示，設(shè)備操作，報(bào)警趨勢記錄，報(bào)表管理及其打印功能。2.還可以與其他Windows軟件（如：EXCEL）進(jìn)行動態(tài)數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、報(bào)表顯示等(詳見Citect用戶手冊)。軟件配置313.控制器編程軟件TelePACE，是加拿大CONTROLMICROSYSTEMS公司為其6000系列、Micro16系列及SCADAPack系列控制器共同開發(fā)的編程軟件，運(yùn)行在Windows9x平臺4.采用梯形圖編程方式，功能比較強(qiáng)，支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算和在線幫助功能，學(xué)習(xí)和使用起來非常方便。(詳見TelePACELadderLogic參考和用戶手冊)。3.控制器編程軟件TelePACE，是加拿大CONTROL32TDC3000仿真系統(tǒng)DCS仿真操作環(huán)境為美國HoneywellTDC-3000美國Honeywell公司的TDC3000系統(tǒng)是目前我國應(yīng)用最廣泛的DCS，覆蓋石油、化工、鋼鐵、硅酸鹽工業(yè)、電力等行業(yè)。該系統(tǒng)也是最標(biāo)準(zhǔn)的DCS之一，在我國的大學(xué)、職業(yè)教育的教材中獲得廣泛應(yīng)用。TDC3000仿真系統(tǒng)DCS仿真操作環(huán)境為美33DCS仿真操作環(huán)境實(shí)現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容對流程圖畫面、控制組畫面、點(diǎn)細(xì)目畫面、趨勢畫面、報(bào)警畫面等主要操作界面的操作和調(diào)整。DCS仿真操作環(huán)境實(shí)現(xiàn)的教學(xué)內(nèi)容34基于PLC的過程自動化仿真系統(tǒng)-自動化仿真實(shí)驗(yàn)室介紹課件35基于PLC的過程自動化仿真系統(tǒng)-自動化仿真實(shí)驗(yàn)室介紹課件36實(shí)驗(yàn)軟件介紹實(shí)驗(yàn)軟件介紹37操作界面示例操作界面示例38關(guān)于實(shí)驗(yàn)的趨勢圖的數(shù)據(jù)讀取

關(guān)于實(shí)驗(yàn)的趨勢圖的數(shù)據(jù)讀取39實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹實(shí)驗(yàn)一對象特性實(shí)驗(yàn)測定目的及要求掌握對象靜態(tài)特性的測試方法。掌握對象動態(tài)特性的測試方法。掌握階躍干擾法測試對象特性的數(shù)據(jù)處理方法。通過實(shí)驗(yàn)了解對象的非線性情況。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容介紹實(shí)驗(yàn)一對象特性實(shí)40實(shí)驗(yàn)二調(diào)節(jié)器參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響目的及要求熟悉一個(gè)簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的組成。掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的變化對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。了解調(diào)節(jié)通道的對象特性對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。了解干擾位置的變化對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。

實(shí)驗(yàn)二調(diào)節(jié)器參數(shù)對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響41實(shí)驗(yàn)三簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)和參數(shù)整定目的及要求掌握簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)方法；掌握用4：1衰減法整定調(diào)節(jié)器參數(shù)。實(shí)驗(yàn)三簡單調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)和參數(shù)整定42實(shí)驗(yàn)四串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笫煜ご壵{(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成，連接方法。掌握串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)的投運(yùn)方法。掌握運(yùn)用兩步法整定主、副調(diào)節(jié)器參數(shù)。比較在干擾作用下串級調(diào)節(jié)與簡單調(diào)節(jié)質(zhì)量的不同。研究選用不同的副參數(shù)構(gòu)成串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)，調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化。研究干擾加于系統(tǒng)不同位置（主環(huán)和副環(huán)）時(shí)，串級調(diào)節(jié)質(zhì)量的變化。實(shí)驗(yàn)四串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)43實(shí)驗(yàn)五化工自動化基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笳莆蘸唵握{(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)成、系統(tǒng)投運(yùn)方法和步驟、調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定及其對調(diào)節(jié)質(zhì)量的影響。鞏固已學(xué)過的測量儀器和調(diào)節(jié)儀表的調(diào)試、安裝、投運(yùn)及使用方法。學(xué)習(xí)并掌握儀表的選用、系統(tǒng)安裝的初步知識，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動手的能力。實(shí)驗(yàn)五化工自動化基礎(chǔ)綜合實(shí)驗(yàn)44實(shí)驗(yàn)六比值調(diào)節(jié)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)