基于MCGS和智能儀表的流量比控制系統(tǒng)設(shè)計共計：畢業(yè)論文27頁表2表插圖11指導(dǎo)教師評論員完成日期2013.5.26摘要本文首先分析了比率控制在實際工業(yè)生產(chǎn)過程中的意義和重要性，提出了流量比率控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，在引進MCGS組態(tài)軟件輔助控制的基礎(chǔ)上開發(fā)，最后闡述了該系統(tǒng)調(diào)整的原理和步驟。 利用AI808智能儀表比例控制鍋爐液位進水流量，通過北京昆侖公司的設(shè)定軟件MCGS實現(xiàn)上位機實現(xiàn)現(xiàn)場實時設(shè)定監(jiān)控。根據(jù)系統(tǒng)的工藝要求和實際需求，提出了流量比控制的設(shè)計方案和硬件實施，著重說明了計算機流量比控制系統(tǒng)在工控設(shè)計開發(fā)中的應(yīng)用。 實際運行結(jié)果表明，系統(tǒng)不僅能以不同的比率關(guān)系進行控制，而且主、從量都具有較強的干擾阻力，具有一定的實用價值。關(guān)鍵字：比率控制MCGS配置軟件AI-808智能調(diào)節(jié)器Abstractthispareanalyzesthericationandinformationofthethedirectionalprocesscontro forretrioncontrolcontesystemde設(shè)計與netproplication he intro andfinfirylelerelaboratedtheprincipleofthesystemdebuggingstep.ai 808 smartmeterleveloftheboiler-waterflowratiocontrolmcgss econfiguration，monitoring，beijingkunlunconfigurationsoftware。thedesingandtheimplementationproplationsofcurrecontrationpropledactiontothetectr dderationenthepareandapplicationofindustries ionsoftworreco igh lighted.theressultreshowthesystemcnotonollyrealizethedifferentratiocontrol， alloenabletheminandsubmomentumtohavestrongnoise-immunedynamicability.ithascertainpracticalapplicationvalue。keywords :速率控制； MCGS配置軟件； ai-808智能配準器目錄摘要IAbstractII1緒論31.1引言31.2智能儀表的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢31.2.1智能儀表的研究現(xiàn)狀31.2.2智能儀器的發(fā)展概況31.2.3智能設(shè)備的發(fā)展趨勢41.3配置軟件MCGS的基本原理和概述41.4本文的主要工作52比率控制系統(tǒng)62.1工作原理62.1.1比率控制概要62.1.2比率控制的特點62.1.3比率控制的類型62.1.4比系數(shù)計算72.2比率控制系統(tǒng)的設(shè)計72.2.1系統(tǒng)構(gòu)成72.2.2控制系統(tǒng)82.3系統(tǒng)方案設(shè)計83控制系統(tǒng)總體方案和硬件實現(xiàn)103.1控制對象及處理流程103.2硬件實現(xiàn)103.3總體方案103.4 PC與智能調(diào)節(jié)器的連接113.4.1PC與單體智能調(diào)節(jié)器的連接113.4.2PC與多臺智能調(diào)節(jié)器的連接123.4.3PC和智能調(diào)節(jié)器串行通信調(diào)試123.5控制對象和處理流程123.6智能儀表參數(shù)設(shè)計12基于MCGS的配置接口設(shè)計164.1軟件總體設(shè)計164.2智能儀表與PC通信軟件設(shè)計174.3系統(tǒng)監(jiān)視接口設(shè)計185總結(jié)和展望22參考文獻23附錄a外語文獻譯文24附錄b外語文獻原文25大連大學(xué)學(xué)位論文著作權(quán)使用授權(quán)書271引言1.1引言隨著科技的快速發(fā)展，人們對工藝控制提出了更高的更新要求，在很多生產(chǎn)過程中，要求兩種以上的材料流量以一定的比例關(guān)系混合進行化學(xué)反應(yīng)，對材料比例的要求越來越嚴格，比例不滿足要求，比例失調(diào)會導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不滿足要求，造成損失和事故在制藥過程中為了提高藥效，必須在其成分的藥物中加入注射劑，生產(chǎn)技術(shù)必須滿足藥物和注射劑混合后的含量要求比例，否則藥效降低，不能滿足要求。 需要研究比率控制系統(tǒng)，提高比率控制的精度和水平具有深遠意義。在過程控制實驗裝置中利用AI調(diào)節(jié)器和PC機構(gòu)建計算機控制系統(tǒng)，配合教學(xué)，可完成各種復(fù)雜的控制實驗。 這種設(shè)計方案廣泛應(yīng)用于許多中小企業(yè)，具有重要的理論意義和實用價值。1.2智能儀表的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1.2.1智能儀表的研究現(xiàn)狀智能儀器的出現(xiàn)，大幅擴充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用領(lǐng)域。 智能儀器具有體積小、功能強、功耗低的優(yōu)點，迅速在家電、科研企業(yè)和工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。1.2.2智能儀器的發(fā)展概況80年代以后，將微處理器用作設(shè)備，設(shè)備前面板開始向鍵盤化方向發(fā)展，測量系統(tǒng)通常通過IEEE488總線來連接。 與以往的獨立設(shè)備模式不同的個人設(shè)備得到了發(fā)展。 90年代，儀器儀表的智能化出現(xiàn)在以下幾個方面：微電子技術(shù)的進步更深地影響儀器儀表設(shè)計的微機的發(fā)展，使儀器儀表具有更強的數(shù)據(jù)處理能力的圖像處理功能的增加非常普遍的VXI總線得到廣泛應(yīng)用。近年來智能測控儀表的發(fā)展特別迅速。 國內(nèi)市場上已經(jīng)有各種各樣的智能測量控制計、能夠自動進行差壓補償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計、能夠控制程序溫度的智能多級溫度控制計、能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID和各種復(fù)雜的控制規(guī)則的智能調(diào)節(jié)器、能夠進行各種地圖的分析和數(shù)據(jù)處理1.2.3智能儀器的發(fā)展趨勢(1)微細化微智能儀器是指微電子技術(shù)、微機械技術(shù)、信息技術(shù)等綜合應(yīng)用于儀器生產(chǎn)中，成為小型、功能齊全的智能儀器。 不僅具有傳統(tǒng)儀器的功能，在自動化技術(shù)、宇宙、軍事、醫(yī)療領(lǐng)域也發(fā)揮著獨特的作用。(2)多功能化多功能性本身是智能儀器儀表的特點。 給出多功能的總體產(chǎn)品不僅在性能上提供好的解決方案，例如精度高于專用脈沖產(chǎn)生器或頻率合成器，而且在各種測試功能上提供好的解決方案。(3)人工智能人工智能是計算機應(yīng)用的新領(lǐng)域，利用計算機模擬人工智能，應(yīng)用于機器人、醫(yī)療診斷、推理證明等各個方面。 智能儀器的進一步發(fā)展包括一定的人工智能。 即在視覺圖形和色彩的辨認、聽覺語音識別和語言理解、思考推論、學(xué)習(xí)和聯(lián)想等方面具有一定的能力來代替人類的一部分腦力勞動。 顯然，人工智能在現(xiàn)代儀器中的應(yīng)用不僅能夠解決傳統(tǒng)方法難以解決的問題，而且還能夠解決傳統(tǒng)方法難以解決的問題。(四)總結(jié)智能儀器是計算機科學(xué)、電子學(xué)、人工智能、VLSI等新興技術(shù)與傳統(tǒng)儀器技術(shù)的結(jié)合。 隨著專用集成電路、個人設(shè)備等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能設(shè)備得到了更廣泛的應(yīng)用。 智能設(shè)備的核心部件單片機技術(shù)是推動智能設(shè)備小型化、多功能化、向更靈活的方向發(fā)展的原動力。 各種功能的智能機器在不久的將來，預(yù)計會在社會的所有領(lǐng)域廣泛使用。1.3配置軟件MCGS的基本原理和概述monitorandcontrolgeneratedsystem (MCGS )是一個windows平臺，用于快速構(gòu)建和生成運行在諸如microsoftWindows95/98/nt/2000的操作系統(tǒng)上的高級機器監(jiān)視系統(tǒng)MCGS5.1為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成當(dāng)前數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)管理、報警和安全機制、過程控制、視頻顯示、趨勢曲線和報告輸出、企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。本設(shè)計在傳統(tǒng)過程控制中需要人工監(jiān)控和手動調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上，加入MCGS配置軟件進行輔助控制，具有自動監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)功能，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、過程控制、視頻顯示、趨勢曲線和報告輸出等。設(shè)計步驟為：(一)編制工程項目；(2)進行設(shè)備的配置。 設(shè)備配置的目的是實現(xiàn)上下位機的通信，也就是計算機和智能儀表之間的連接。 在軟元件窗口中設(shè)定數(shù)據(jù)收集、控制輸出連接和軟元件驅(qū)動用的數(shù)據(jù)變量。(三)建立數(shù)據(jù)庫。 請求與設(shè)備請求的數(shù)據(jù)庫匹配。 此窗口定義不同類型和名稱的變量，用于數(shù)據(jù)收集、處理、輸出控制、動畫連接和設(shè)備驅(qū)動。(4)制作圖形畫面，在用戶窗口中實現(xiàn)。 主要是用于設(shè)定施工中的人機交互的接口，生成水位變化的動畫顯示畫面、警報輸出、數(shù)據(jù)和圖表等。(5)定義動畫鏈接。 動畫鏈接將動畫與數(shù)據(jù)庫變量相關(guān)聯(lián)，并在數(shù)據(jù)庫變量發(fā)生變化時表示動畫。(六)報警系統(tǒng)。 當(dāng)數(shù)據(jù)對象的值或狀態(tài)發(fā)生變化時，實時數(shù)據(jù)庫判斷相應(yīng)數(shù)據(jù)中是否發(fā)生了警報，并將發(fā)生的警報信息通知系統(tǒng)的其他部分。(七)駕駛和調(diào)試。 完成以上步驟后，可以通過配置檢查，然后進入執(zhí)行環(huán)境調(diào)試。1.4本文的主要工作本文針對EFPT過程控制裝置中的熱工仿真對象，設(shè)計了由多智能儀表和PC機組成的流量比控制系統(tǒng)。 應(yīng)用AI-808智能調(diào)節(jié)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和電路控制，PC主要完成顯示和打印、控制管理和操作、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等功能的PC通過RS232/485轉(zhuǎn)換裝置、儀表RS485串行通信接口與儀表通信。 軟件開發(fā)工具采用MCGS構(gòu)成軟件，實現(xiàn)顯示和打印、控制管理和操作、系統(tǒng)構(gòu)成等功能的構(gòu)成。2比率控制系統(tǒng)2.1動作原理比控制分為環(huán)比值控制、單環(huán)比值控制、雙環(huán)比值控制3種。 開環(huán)比控制的控制方案最簡單。 單閉環(huán)比控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比控制方案的缺點而設(shè)計的，該方案的缺點是主流量不構(gòu)成閉環(huán)控制。 本系統(tǒng)采樣單閉環(huán)比控制方案。2.1.1比率控制的概要比率控制系統(tǒng)是一種物料量隨不同物料量變化的自動調(diào)整系統(tǒng)，根據(jù)實際生產(chǎn)過程的要求，常用比率控制系統(tǒng)有比率控制系統(tǒng)和比率控制系統(tǒng)。 以將主流量F1與副流量F2比保持一定為目的. 當(dāng)計算并設(shè)定比率計算塊的參數(shù)后，變動不變，過程要求的實際流量比率k也一定的主流量F1發(fā)生變化時，比率控制電路迅速追隨，使副流量F2=k*F1的關(guān)系變化，嚴格地保持F2與F1的比例關(guān)系。 副電路的任務(wù)克服干擾，保證主控制器輸出設(shè)定的比率系數(shù)，主電路的任務(wù)保證表現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量指標的主被控變量一定，比率控制系統(tǒng)中的主被控變量應(yīng)能連續(xù)測量。2.1.2比率控制的特征比率控制系統(tǒng)的特點是兩個以上物料保持一定的比率關(guān)系。在維持一定比例關(guān)系的材料中，起主導(dǎo)作用的材料又稱主材料，又稱主量。 因為在過程控制中始終保持比例的參數(shù)是流量，而另一個物料通常由q-1表示，它隨主物料的變化而變化，此物料也稱為從物料，也稱為從動運動量，通常由q-2表示。 您可以將兩個料號的比率系數(shù)設(shè)定為k，如下所示2.1.3比率控制的類型在比率控制系統(tǒng)的生成過程中工藝容許的負荷、干擾、產(chǎn)品質(zhì)量等要求的不同，實際的比率控制方案也不同。 比率控制系統(tǒng)可分為開環(huán)比率控制系統(tǒng)、單環(huán)比率控制系統(tǒng)、雙環(huán)比率控制系統(tǒng)、比率控制系統(tǒng)等。(1)單閉環(huán)比控制系統(tǒng)單閉合比控制表示燃燒過程中的單閉合比控制系統(tǒng)，主流量為燃料，副流量為空氣。 FMT測量主流量而變換為標準信號，將該標準信號相乘，作為副流量控制系統(tǒng)中的被控制變量Fs的規(guī)定值。 由此，能夠保持主流量和副流量的比例關(guān)系。 從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的外觀來看，單閉合比控制系統(tǒng)似乎與串行控制系統(tǒng)相似。 框圖不同，功