1、過程控制與檢測儀表課程設(shè)計指導(dǎo)書杜玉曉 廣東工業(yè)大學(xué) 自動化學(xué)院二六年十月實驗項目名稱：題目一 單容水箱液位定值控制系統(tǒng)實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件技術(shù)、plc與電器控技術(shù)實驗計劃學(xué)時：1周一實驗?zāi)康氖箤W(xué)生針對典型的工業(yè)控制對象，實現(xiàn)單容水箱液位的定值控制。單容液位控制系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)的設(shè)備選型、控制器設(shè)計（智能控制儀表/plc）和監(jiān)控界面設(shè)計，使學(xué)生初步掌握工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法。了解p、pi、pd和pid四種調(diào)節(jié)器分別對液位控制的作用，了解單容液位定值控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，掌握單容液位定值控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定和投運(yùn)方法。二、預(yù)習(xí)與參考自動控制原理、過程

2、控制系統(tǒng)、mcgs、西門子200、300plc編程。三實驗要求和設(shè)計指標(biāo)按照實驗要求，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，完成單容液位控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力。掌握自動控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計方法，熟悉控制器的結(jié)構(gòu)、類型及其校正作用。（1） 根據(jù)選定的典型系統(tǒng)類型、選擇合適的控制器型號；（2） 確定控制系統(tǒng)控制算法以及實現(xiàn)方法；（3） 智能控制儀表控制設(shè)定；或者西門子plc程序設(shè)計；（4） mcgs監(jiān)控界面。四.實驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單實驗對象及控制屏、sa-11掛件一個、計算機(jī)一臺、萬用表一個；sa-12掛件一個、rs485/232轉(zhuǎn)換器一個

3、、通訊線一根；sa-44掛件一個、cp5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、pc/ppi通訊電纜一根。五調(diào)試及結(jié)果測試根據(jù)題目指標(biāo)，實驗教師對每個指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場驗收。六.考核形式實驗完成后，交實驗報告一份，包括計算與系統(tǒng)設(shè)計說明。實驗考核方法：隨堂考核試驗操作能力；評分標(biāo)準(zhǔn)：含各項目成績、參考平時成績和實驗報告成績，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級打分。七.實驗報告要求每位同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，根據(jù)給定的格式，獨(dú)立完成實驗報告。八思考題1、智能控制儀表pid控制設(shè)定；西門子plc pid控制實現(xiàn)方法；2、p，pi，pid調(diào)節(jié)器的作用，及其對動態(tài)與穩(wěn)態(tài)的協(xié)調(diào)控制；3、用響應(yīng)曲線法確定對象的數(shù)學(xué)模型時，其

4、精度與那些因素有關(guān)？4、如果采用中水箱做實驗，其響應(yīng)曲線與下水箱的曲線有什么異同？并分析差異原因。實驗項目名稱：題目二 雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件技術(shù)、plc與電器控技術(shù)實驗計劃學(xué)時：1周一實驗?zāi)康氖箤W(xué)生針對典型的工業(yè)控制對象，實現(xiàn)雙容水箱液位的定值控制。雙容液位控制系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)的設(shè)備選型、控制器設(shè)計（智能控制儀表/plc）和監(jiān)控界面設(shè)計，使學(xué)生初步掌握工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法，掌握雙容水箱液位控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運(yùn)方法，掌握雙容液位定值控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實現(xiàn)過程。二、預(yù)習(xí)與參考自動控制原理、過程控制系統(tǒng)、西門子pl

5、c選型及應(yīng)用技術(shù)、mcgs編程技術(shù)。三實驗要求和設(shè)計指標(biāo)按照實驗要求，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，完成雙容水箱液位定值控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力。掌握自動控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計方法，熟悉控制器的結(jié)構(gòu)、類型及其校正作用。（1） 根據(jù)選定的典型系統(tǒng)類型、選擇合適的控制器型號；（2） 確定控制系統(tǒng)控制算法以及實現(xiàn)方法；（3） 編寫底層plc控制程序；（4） mcgs通信配置、mcgs實時監(jiān)測界面設(shè)計。四.實驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單實驗對象及控制屏、sa-11掛件一個、計算機(jī)一臺、萬用表一個；sa-12掛件一個、rs485/232轉(zhuǎn)換器一個、通訊

6、線一根；sa-44掛件一個、cp5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、pc/ppi通訊電纜一根，帶有profibus dp擴(kuò)展模塊的西門子200系列plc一套。五調(diào)試及結(jié)果測試根據(jù)題目指標(biāo)，實驗教師對每個指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場驗收。六.考核形式實驗完成后，交實驗報告一份，包括計算與系統(tǒng)設(shè)計說明。實驗考核方法：隨堂考核試驗操作能力；評分標(biāo)準(zhǔn)：含各項目成績、參考平時成績和實驗報告成績，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級打分。七.實驗報告要求每位同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，根據(jù)給定的格式，獨(dú)立完成實驗報告。八思考題1、西門子plc pid控制實現(xiàn)方法；2、mcgs網(wǎng)絡(luò)配置方法，包括數(shù)字量i/o口，模擬量輸入輸出；3、用響應(yīng)

7、曲線法確定對象的數(shù)學(xué)模型時，其精度與那些因素有關(guān)？4、引起雙容對象滯后的因素主要有哪些？實驗項目名稱：題目三 水箱液位串級控制系統(tǒng)實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：工業(yè)數(shù)據(jù)通信與控制網(wǎng)絡(luò)、過程控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件技術(shù)、plc與電器控技術(shù)實驗計劃學(xué)時：1周一實驗?zāi)康氖箤W(xué)生針對典型的工業(yè)控制對象，實現(xiàn)水箱液位的串級控制。水箱液位串級控制系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)的設(shè)備選型、控制器設(shè)計（智能控制儀表/plc）和監(jiān)控界面設(shè)計，使學(xué)生了解水箱液位串級控制系統(tǒng)組成原理，初步掌握工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法，掌握水箱液位串級控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)器參數(shù)的整定與投運(yùn)方法，掌握液位串級控制系統(tǒng)采用不同控制方案的實現(xiàn)過程。二、預(yù)習(xí)與參

8、考自動控制原理、過程控制系統(tǒng)、mcgs、西門子200、300plc編程。三實驗要求和設(shè)計指標(biāo)按照實驗要求，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，完成水箱液位串級控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力。掌握自動控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計方法，熟悉控制器的結(jié)構(gòu)、類型及其校正作用。（1） 根據(jù)選定的典型系統(tǒng)類型、選擇合適的控制器型號；（2） 確定控制系統(tǒng)控制算法以及實現(xiàn)方法；（3） 智能控制儀表控制設(shè)定；或者西門子plc程序設(shè)計；（4） mcgs監(jiān)控界面。四.實驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單實驗對象及控制屏、sa-11掛件一個、計算機(jī)一臺、萬用表一個；sa-12掛件一個、rs

9、485/232轉(zhuǎn)換器一個、通訊線一根；sa-44掛件一個、cp5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、pc/ppi通訊電纜一根。五調(diào)試及結(jié)果測試根據(jù)題目指標(biāo)，實驗教師對每個指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場驗收。六.考核形式實驗完成后，交實驗報告一份，包括計算與系統(tǒng)設(shè)計說明。實驗考核方法：隨堂考核試驗操作能力；評分標(biāo)準(zhǔn)：含各項目成績、參考平時成績和實驗報告成績，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級打分。七.實驗報告要求每位同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，根據(jù)給定的格式，獨(dú)立完成實驗報告。八思考題1串級控制原理，不同pid參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)性能的影響；2、當(dāng)一次擾動作用于主對象時，試問由于副回路的存在，系統(tǒng)的動態(tài)性能比單回路系統(tǒng)的動態(tài)性

10、能有何改進(jìn)？3、改變副調(diào)節(jié)器的比例度，對串級控制系統(tǒng)的動態(tài)和抗擾動性能有何影響，試從理論上給予說明；4評述串級控制系統(tǒng)比單回路控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量高的原因？實驗項目名稱：題目四 單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件技術(shù)、plc與電器控技術(shù)實驗計劃學(xué)時：1周一實驗?zāi)康氖箤W(xué)生針對典型的工業(yè)控制對象，實現(xiàn)單閉環(huán)流量比值控制。單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)的設(shè)備選型、控制器設(shè)計（智能控制儀表/plc）和監(jiān)控界面設(shè)計，使學(xué)生了解單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)組成，初步掌握工業(yè)控制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法，掌握比值系數(shù)的計算方法，掌握比值控制系統(tǒng)的參數(shù)整定與投運(yùn)方法

11、。二、預(yù)習(xí)與參考自動控制原理、過程控制系統(tǒng)、西門子plc選型及應(yīng)用技術(shù)、mcgs編程技術(shù)。三實驗要求和設(shè)計指標(biāo)按照實驗要求，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，完成單閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力。掌握自動控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計方法，熟悉控制器的結(jié)構(gòu)、類型及其校正作用。（1） 根據(jù)選定的典型系統(tǒng)類型、選擇合適的控制器型號；（2） 確定控制系統(tǒng)控制算法以及實現(xiàn)方法；（3） 編寫底層plc控制程序；（4） mcgs通信配置、mcgs實時監(jiān)測界面設(shè)計。四.實驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單實驗對象及控制屏、sa-11掛件一個、計算機(jī)一臺、萬用表一個；s

12、a-12掛件一個、rs485/232轉(zhuǎn)換器一個、通訊線一根；sa-44掛件一個、cp5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、pc/ppi通訊電纜一根，帶有profibus dp擴(kuò)展模塊的西門子200系列plc一套。五調(diào)試及結(jié)果測試根據(jù)題目指標(biāo)，實驗教師對每個指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場驗收。六.考核形式實驗完成后，交實驗報告一份，包括計算與系統(tǒng)設(shè)計說明。實驗考核方法：隨堂考核試驗操作能力；評分標(biāo)準(zhǔn)：含各項目成績、參考平時成績和實驗報告成績，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級打分。七.實驗報告要求每位同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，根據(jù)給定的格式，獨(dú)立完成實驗報告。八思考題1單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)組成；2mcgs網(wǎng)絡(luò)配置方

13、法，包括數(shù)字量i/o口，模擬量輸入輸出；3、如果q1（t）是一斜坡信號，試問在這種情況下q1與q2能否保持原比值關(guān)系？4、試根據(jù)工程比值系數(shù)確定儀表比值系數(shù)。實驗項目名稱：題目五 鍋爐內(nèi)膽靜（動）態(tài)水溫定值控制系統(tǒng)實驗項目性質(zhì)：綜合性所屬課程名稱：過程控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件技術(shù)、plc與電器控技術(shù)實驗計劃學(xué)時：1周一實驗?zāi)康氖箤W(xué)生針對典型的工業(yè)控制對象，實現(xiàn)鍋爐內(nèi)膽靜（動）態(tài)水溫定值控制。鍋爐內(nèi)膽靜（動）態(tài)水溫定值控制系統(tǒng)設(shè)計包括系統(tǒng)的設(shè)備選型、控制器設(shè)計（智能控制儀表/plc）和監(jiān)控界面設(shè)計，使學(xué)生了解單回路溫度控制系統(tǒng)的組成與工作原理，了解pid參數(shù)自整定的方法及其參數(shù)整定方法，初步掌握工業(yè)控

14、制系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)方法，研究p、pi、pd和pid四種調(diào)節(jié)器分別對溫度系統(tǒng)的控制作用。 二、預(yù)習(xí)與參考自動控制原理、過程控制系統(tǒng)、mcgs、西門子200、300plc編程。三實驗要求和設(shè)計指標(biāo)按照實驗要求，綜合運(yùn)用所學(xué)理論知識，通過查閱手冊和文獻(xiàn)資料，完成鍋爐內(nèi)膽靜（動）態(tài)水溫定值控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題和解決實際問題的能力。掌握自動控制系統(tǒng)的綜合與設(shè)計方法，熟悉控制器的結(jié)構(gòu)、類型及其校正作用。（1） 根據(jù)選定的典型系統(tǒng)類型、選擇合適的控制器型號；（2） 確定控制系統(tǒng)控制算法以及實現(xiàn)方法；（3） 智能控制儀表控制設(shè)定；或者西門子plc程序設(shè)計；（4） mcgs監(jiān)控界面。四.實

15、驗（設(shè)計）儀器設(shè)備和材料清單實驗對象及控制屏、sa-11掛件一個、計算機(jī)一臺、萬用表一個；sa-12掛件一個、rs485/232轉(zhuǎn)換器一個、通訊線一根；sa-44掛件一個、cp5611專用網(wǎng)卡及網(wǎng)線、pc/ppi通訊電纜一根。五調(diào)試及結(jié)果測試根據(jù)題目指標(biāo)，實驗教師對每個指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場驗收。六.考核形式實驗完成后，交實驗報告一份，包括計算與系統(tǒng)設(shè)計說明。實驗考核方法：隨堂考核試驗操作能力；評分標(biāo)準(zhǔn)：含各項目成績、參考平時成績和實驗報告成績，分為優(yōu)、良、中、及格、不及格五級打分。七.實驗報告要求每位同學(xué)根據(jù)自己的實驗數(shù)據(jù)和結(jié)果，根據(jù)給定的格式，獨(dú)立完成實驗報告。八思考題1智能控制儀表pid控制設(shè)定；

16、西門子plc pid控制實現(xiàn)方法；2p，pi，pid調(diào)節(jié)器的作用，及其對動態(tài)與穩(wěn)態(tài)的協(xié)調(diào)控制；3在溫度控制系統(tǒng)中，為什么用pd和pid控制，系統(tǒng)的性能并不比用pi控制時有明顯地改善？4為什么內(nèi)膽動態(tài)水的溫度控制比靜態(tài)水時的溫度控制更容易穩(wěn)定，動態(tài)性能更好？ 附錄 “thsa-1型過控綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺”實驗裝置說明1 系統(tǒng)概述“thsa-1型過控綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺”是由實驗控制對象、實驗控制臺及上位監(jiān)控pc機(jī)三部分組成。本裝置結(jié)合了當(dāng)今工業(yè)現(xiàn)場過程控制的實際，是一套集自動化儀表技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)為一體的多功能實驗設(shè)備。該系統(tǒng)包括流量、溫度、液

17、位、壓力等熱工參數(shù)，可實現(xiàn)系統(tǒng)參數(shù)辨識，單回路控制，串級控制，前饋-反饋控制，滯后控制、比值控制，解耦控制等多種控制形式。本裝置還可根據(jù)用戶的需要設(shè)計構(gòu)成ai智能儀表，plc可編程控制，fcs現(xiàn)場總線控制等多種控制系統(tǒng)，它既可作為本科，?？疲呗氝^程控制課程的實驗裝置，也可為教師、研究生及科研人員對復(fù)雜控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)的研究提供一個物理模擬對象和實驗平臺。 學(xué)生通過本實驗裝置進(jìn)行綜合實驗后可掌握以下內(nèi)容：（1）傳感器特性的認(rèn)識和零點遷移；（2）自動化儀表的初步使用；（3）變頻器的基本原理和初步使用；（4）電動調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)特性和原理；（5）測定被控對象特性的方法；（6）單回路控制系統(tǒng)的參數(shù)

18、整定；（7）串級控制系統(tǒng)的參數(shù)整定；（8）復(fù)雜控制回路系統(tǒng)的參數(shù)整定；（9）控制參數(shù)對控制系統(tǒng)的品質(zhì)指標(biāo)的要求；（10）控制系統(tǒng)的設(shè)計、計算、分析、接線、投運(yùn)等綜合能力培養(yǎng)；（11）各種控制方案的生成過程及控制算法程序的編制方法。2 thsa-1型過控綜合自動化控制系統(tǒng)對象實驗對象總貌圖如圖1-1所示：本實驗裝置對象主要由水箱、鍋爐和盤管三大部分組成。供水系統(tǒng)有兩路：一路由三相（380v恒壓供水）磁力驅(qū)動泵、電動調(diào)節(jié)閥、直流電磁閥、渦輪流量計及手動調(diào)節(jié)閥組成；另一路由變頻器、三相磁力驅(qū)動泵（220v變頻調(diào)速）、渦輪流量計及手動調(diào)節(jié)閥組成。（一）被控對象由不銹鋼儲水箱、（上、中、下）三個串接有機(jī)

19、玻璃水箱、4.5kw三相電加熱模擬鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構(gòu)成)、盤管和敷塑不銹鋼管道等組成。 （1）水箱：包括上水箱、中水箱、下水箱和儲水箱。上、中、下水箱采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，便于學(xué)生直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。水箱底部均接有擴(kuò)散硅壓力傳感器與變送器，可對水箱的壓力和液位進(jìn)行檢測和變送。上、中、下水箱可以組合成一階、二階、三階單回路液位控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位串級控制系統(tǒng)。儲水箱由不銹鋼板制成，能滿足上、中、下水箱的實驗供水需要。（2）模擬鍋爐：是利用電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）圖1-1 實驗對象總貌圖和冷卻層（鍋爐夾套），可利用它進(jìn)行溫度實驗

20、。做溫度實驗時，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測其溫度，可完成溫度的定值控制、串級控制，前饋-反饋控制，解耦控制等實驗。（3）盤管：模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長37米（43圈），在盤管上有三個不同的溫度檢測點，它們的滯后時間常數(shù)不同，在實驗過程中可根據(jù)不同的實驗需要選擇不同的溫度檢測點。盤管的出水通過手動閥門的切換既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過渦輪流量計流回儲水箱。它可用來完成溫度的滯后和流量純滯后控制實驗。（4）管道及閥門：整個系統(tǒng)管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，徹底避免了管道系統(tǒng)生銹的可能

21、性。（二）檢測裝置（1）壓力傳感器、變送器：三個壓力傳感器分別用來對上、中、下三個水箱的液位進(jìn)行檢測，其量程為05kp，精度為0.5級。輸出：420madc。（2）溫度傳感器：裝置中采用了六個pt100鉑熱電阻溫度傳感器，分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套、盤管（有3個測試點）以及上水箱出口的水溫。經(jīng)過調(diào)節(jié)器的溫度變送器，可將溫度信號轉(zhuǎn)換成420ma直流電流信號。（3）流量傳感器、變送器：三個渦輪流量計分別用來對由電動調(diào)節(jié)閥控制的動力支路、由變頻器控制的動力支路及盤管出口處的流量進(jìn)行檢測。輸出：420madc。（三）執(zhí)行機(jī)構(gòu)（1）電動調(diào)節(jié)閥：采用智能直行程電動調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

22、電源為單相220v，控制信號為420madc或15vdc，輸出為420madc的閥位信號。（2）水泵：本裝置采用兩只磁力驅(qū)動泵,一只為三相380v恒壓驅(qū)動，另一只為三相變頻220v輸出驅(qū)動。（3）電磁閥：在本裝置中作為電動調(diào)節(jié)閥的旁路，起到階躍干擾的作用。（4）三相電加熱管：由三根1.5kw電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫。3 thsa-1型過控綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺“thsa-1型過控綜合自動化控制系統(tǒng)實驗平臺”主要由控制屏組件、智能儀表控制組件、plc控制組件等幾部分組成。（一）控制屏組件（1）sa-01電源控制屏面板圖1-2為電源控制屏示意圖。合上總電源空氣開關(guān)及鑰

23、匙開關(guān)，此時三只電壓表均指示380v左右，定時器兼報警記錄儀數(shù)顯亮，停止按鈕燈亮。此時打開照明開關(guān)、變頻器開關(guān)及24v開關(guān)電源即可提供照明燈，變頻器和24v電。按下啟動按鈕，停止按鈕燈熄，啟動按鈕燈亮，此時合上三相電源、單相、單相、單相空氣開關(guān)即可提供相應(yīng)電源輸出，作為其他設(shè)備的供電電源。（2）sa-11交流變頻控制掛件采用日本三菱公司的fr-s520s-0.4k-ch(r)型變頻器，控制信號輸入為420madc或05vdc，交流220v變頻輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵。（3）三相移相scr調(diào)壓裝置、位式控制接觸器采用三相可控硅移相觸發(fā)裝置，輸入控制信號為420ma標(biāo)準(zhǔn)電流信號，其移相觸發(fā)角與輸

24、入控制電流成正比。輸出交流電壓用來控制電加熱器的端電壓，從而實現(xiàn)鍋爐溫度的連續(xù)控制。（二）智能儀表控制組件（1）ai智能調(diào)節(jié)儀表掛件采用上海萬迅儀表有限公司生產(chǎn)的ai系列全通用人工智能調(diào)節(jié)儀表，儀表為pid控制型，輸出為420madc信號；儀表通過rs485串口通信協(xié)議與上位計算機(jī)通訊，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的實時監(jiān)控。（2）plc控制組件本裝置采用了s7-200、s7-300plc兩套控制系統(tǒng)。方案一、s7-200plc控制系統(tǒng)：s7-200是一種疊裝式結(jié)構(gòu)的小型plc。本實驗系統(tǒng)包括一個cpu224主機(jī)模塊和一個em235模擬量i/o模塊，以及一根圖1-2 電源控制屏示意圖pc/ppi連接線。其中c

25、pu224模塊帶有14點開關(guān)量輸入和10點開關(guān)量輸出，em235模擬量擴(kuò)展模塊帶有4路模擬量輸入和1路模擬量輸出。圖1-7所示為s7-200plc控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 圖1-7 s7-200plc控制系統(tǒng)框圖 圖1-8 s7-300plc控制系統(tǒng)框圖方案二、s7-300plc控制系統(tǒng)：s7-300是采用模塊化結(jié)構(gòu)的中小型plc，包括一個cpu315-2dp主機(jī)模塊、一個sm331模擬量輸入模塊和一個sm332模擬量輸出模塊，以及一塊西門子cp5611專用網(wǎng)卡和一根mpi網(wǎng)線。其中sm331為8路模擬量輸入模塊， sm332為4路模擬量輸出模塊。圖1-8所示為s7-300plc控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。4 軟

26、件介紹 （一）mcgs組態(tài)軟件本裝置中智能儀表控制方案、s7-200plc控制方案均采用了北京昆侖公司的mcgs組態(tài)軟件作為上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件。mcgs（monitor and control generated system）是一套基于windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于microsoft windows95/98/nt/2000等操作系統(tǒng)。mcgs 5.1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(jī)制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。有關(guān)mcgs軟件的使用請參

27、考配套的手冊及光盤。（二）macs系統(tǒng)軟件本裝置中dcs控制方案采用了北京和利時公司的macs 系統(tǒng)。macs系統(tǒng)給用戶提供了一個通用的系統(tǒng)組態(tài)和運(yùn)行控制平臺，應(yīng)用系統(tǒng)需要通過工程師站軟件組態(tài)產(chǎn)生，即把通用系統(tǒng)提供的模塊化的功能單元按一定的邏輯組合起來，形成一個能完成特定要求的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)組態(tài)后將產(chǎn)生應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、控制運(yùn)算程序、歷史數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控流程圖以及各類生產(chǎn)管理報表。macs系統(tǒng)具有功能：數(shù)據(jù)采集、控制運(yùn)算、閉環(huán)控制輸出、設(shè)備和狀態(tài)監(jiān)視、報警監(jiān)視、遠(yuǎn)程通信、實時數(shù)據(jù)處理和顯示、歷史數(shù)據(jù)管理、日志記錄、事件順序記錄、事故追憶、圖形顯示、控制調(diào)節(jié)、報表打印、高級計算、組態(tài)、調(diào)試、打印、下裝、診斷。有關(guān)macs系統(tǒng)的使用請參考配套光盤。（三）西門子s7系列plc編程軟件本裝置