【正文】 進(jìn)行定值控制，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了討論和總結(jié)。在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐的諸多領(lǐng)域中，溫度控制占有著極為重要的地位，特別是在冶金、化工、建材、食品、機(jī)械、石油等工業(yè)中，具有舉足輕重的作用。對(duì)于不同生產(chǎn)情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方案也有所不同。這次設(shè)計(jì)可以使我了解DCS的控制原理和使用方法，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程千變?nèi)f化，要解決生產(chǎn)過(guò)程的各種控制問(wèn)題必須采用有針對(duì)性的特殊方法與途徑。無(wú)論是在生活中還是在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，在某些環(huán)節(jié)中如果溫度發(fā)生變化也許會(huì)帶來(lái)不同程度的影響，水溫的高低可能直接影響到設(shè)備的安全和使用壽命，發(fā)生嚴(yán)重的安全事故或者給產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量帶來(lái)一系列問(wèn)題。在國(guó)外，工農(nóng)業(yè)中對(duì)鍋爐的控制在五六十年代發(fā)展的最快，于七十年代發(fā)展至最高點(diǎn)。 在鍋爐日漸為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活提供方便的時(shí)候，問(wèn)題也隨之產(chǎn)生，那就是對(duì)于鍋爐的控制問(wèn)題。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活中，對(duì)于一些工藝過(guò)程，溫度的浮動(dòng)直接會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量以及產(chǎn)量產(chǎn)生影響，在這種情況下，設(shè)計(jì)出一套針對(duì)溫度的較為理想的控制系統(tǒng)會(huì)非常有價(jià)值。到了21世紀(jì)10年代，也就是2012年，世界各國(guó)的科學(xué)家們已經(jīng)在開(kāi)始研發(fā)那種由計(jì)算機(jī)來(lái)采集和控制信息的“多因子綜合控制系統(tǒng)”了?，F(xiàn)如今，我國(guó)對(duì)涉及到微機(jī)的溫度控制技術(shù)已經(jīng)由吸取經(jīng)驗(yàn)到簡(jiǎn)單應(yīng)用再向著綜合應(yīng)用方向發(fā)展。至于更高控制要求的智能化、自適應(yīng)控制儀表，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有不少的差距。(2)編制組態(tài)監(jiān)控畫面。先通過(guò)變頻器磁力泵動(dòng)力支路給鍋爐內(nèi)膽打滿水，然后關(guān)閉鍋爐內(nèi)膽的進(jìn)水閥。此控制系統(tǒng)為單閉環(huán)反饋系統(tǒng)，只要PID參數(shù)設(shè)置的合理，就能夠使系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)定。 e(t)為控制器的輸入(常常是設(shè)定值與被控量之差, 即e(t)=r(t)c(t))。P、I、D各有自己的長(zhǎng)處和缺點(diǎn)，它們一起使用的時(shí)候又和互相制約，但只有合理地選取PID值，就可以獲得較高的控制質(zhì)量。若產(chǎn)生偏差，控制器就發(fā)生作用調(diào)節(jié)控制輸出，使被控量向減小偏差的方向變化[。(2) 積分（I）控制 在積分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號(hào)的積分成正比關(guān)系。所以，比例—積分 (PI) ，不能快速對(duì)誤差進(jìn)行有效的控制。但是微分控制會(huì)放大高頻噪聲, 降低系統(tǒng)的信噪比,導(dǎo)致系統(tǒng)抑制干擾的能力下降，也就是說(shuō)微分控制不能消除余差。相反工程整定法雖未必得到“最佳整定參數(shù)”，但由于其不需知道過(guò)程的完整數(shù)學(xué)模型，使用者不需要具備理論計(jì)算所必須的控制理論知識(shí)，因而簡(jiǎn)便、實(shí)用，易于被工程技術(shù)人員所接受并優(yōu)先使用。表1為經(jīng)驗(yàn)法整定參數(shù)的參考數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)調(diào)節(jié)器的參數(shù)作進(jìn)一步修正。 圖2 被控對(duì)象裝置總貌圖圖2被控對(duì)象裝置總貌圖（1）被控對(duì)象由不誘鋼儲(chǔ)水箱、(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒構(gòu)成)、冷熱水交換盤管和敷朔不銹鋼管道組成。其中儲(chǔ)水箱底有一個(gè)出水閥，當(dāng)水箱需要更換水時(shí)，將球閥步打開(kāi)直接將水排出。Pt100傳感器精度高，熱補(bǔ)償性較好。變頻器：本裝置采用日本三菱((R))變頻器，控制信號(hào)輸入為(4~20mA DC)或0~5V DC，0~220V變頻輸出用來(lái)驅(qū)動(dòng)三相磁力驅(qū)動(dòng)泵。一只為下相380V恒壓驅(qū)動(dòng)，另一只為三相變頻220V輸出驅(qū)動(dòng)。電磁閥型號(hào)為2W16025，工作壓力：最小壓力為0Kg/，最大壓力為7Kg/，工作溫度：5~8176。MACS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖3所示: 圖3 MACS系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)MACS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由上到下分為監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和控制網(wǎng)絡(luò)三個(gè)層次，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)工程師站、操作員站、高級(jí)計(jì)算站與系統(tǒng)服務(wù)器的互連，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與系統(tǒng)服務(wù)器的互連，控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)控制站與過(guò)程I/O單元的通訊。而操作員站和高級(jí)計(jì)算站等可通過(guò)域名登錄到不同的域進(jìn)行操作。（2）操作員站(OPS) 由高檔微機(jī)或工業(yè)微機(jī)組成，具有以下功能：流程圖顯示與操作、報(bào)警監(jiān)視及確認(rèn)、日志查詢、趨勢(shì)顯示，參數(shù)列表顯示控制調(diào)節(jié)、在線參數(shù)修改、報(bào)表打印。系統(tǒng)服務(wù)器可雙冗余配置。FM143八路熱電阻輸入模塊支持PT100/Cu50熱電阻信號(hào)輸入方式，另外還支持更多的溫度信號(hào)輸入方式，每通道11位。4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) MACS系統(tǒng)軟件介紹 MACS系統(tǒng)給用戶提供的是一個(gè)通用的系統(tǒng)組態(tài)和運(yùn)行控制平臺(tái)，應(yīng)用系統(tǒng)需要通過(guò)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(lái)，形成一個(gè)完成特定要求的應(yīng)用系統(tǒng)。 MACSV組態(tài)這是個(gè)簡(jiǎn)單的工程，因此點(diǎn)比較少，所以操作員站OPS只需要一個(gè)，兼任工程師站；服務(wù)器SVR采用單機(jī)結(jié)構(gòu)；1個(gè)現(xiàn)場(chǎng)控制站FCS；鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)需要一個(gè)輸入測(cè)量信號(hào)，一個(gè)輸出控制信號(hào)，因此需要一個(gè)模擬量熱電阻輸入模塊FM143A和一個(gè)模擬量輸出模塊FM151。（1）打開(kāi)：開(kāi)始→程序→macsv組態(tài)軟件→數(shù)據(jù)庫(kù)總控。出現(xiàn)當(dāng)前域號(hào)：0等信息，如圖5所示。圖6 進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)編輯系統(tǒng)窗口（6）選擇系統(tǒng)→數(shù)據(jù)操作，出現(xiàn)下面對(duì)話框，點(diǎn)擊“確定”，如圖7所示。(9）選擇后確定進(jìn)入編輯數(shù)據(jù)界面。 表3 模擬量輸入設(shè)置 記錄序號(hào) 通道號(hào) 采樣周期 設(shè)備號(hào) 點(diǎn)說(shuō)明 量程下限 量程上限 輸出格式 點(diǎn)名 信號(hào)范圍 站號(hào) 1 1 1 3 溫度 0 100 XXXXX TT1 PT100_RTD 10 表4 模擬量輸出設(shè)置記錄序號(hào) 當(dāng)前值 通道號(hào) 采樣周期 設(shè)備號(hào) 點(diǎn)說(shuō)明 量程下限 量程上限 輸出格式 點(diǎn)名 站號(hào) 2 0 3 1 4 調(diào)壓模塊輸出 0 100 XXXXX AO2 10 (13）單擊數(shù)據(jù)庫(kù)編譯→基本編譯，若顯示數(shù)據(jù)庫(kù)編譯成功，則數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)完畢。A網(wǎng)IP地址：B網(wǎng)IP地址：后兩塊網(wǎng)卡為系統(tǒng)網(wǎng)，系統(tǒng)網(wǎng)不必配置IP地址。圖10 服務(wù)器算法組態(tài)選擇工程圖（2）選擇文件→新建站，獲點(diǎn)擊按鈕新建站，在新建的工程下新建為服務(wù)器和控制站10，新建站保存到默認(rèn)的安裝目錄下。（4）此時(shí)需要在“P11”右側(cè)的空白框中鍵入“getsysper（_FUHE00）”幾個(gè)字符，添加完畢，請(qǐng)保存方案頁(yè)，如圖12所示。圖13 更新數(shù)據(jù)庫(kù)（8）中間量點(diǎn)添加完畢，點(diǎn)擊菜單欄“編輯”中的“當(dāng)前方案”，會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤提示消失，點(diǎn)擊工具欄中保存，再次保存方案頁(yè)。（11）最終出現(xiàn)“工程編譯成功”。直到編譯成功，生成下裝文件成功，關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)，如下圖15所示。注意：一條聲明要寫在一行中。P_H_RTD()。GetSysInfo()。（4）編寫子程序子程序如圖16所示。 圖17 鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)的靜態(tài)圖形（2）設(shè)置文字動(dòng)態(tài)特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。（3）設(shè)置推出窗口交互特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。（5）設(shè)置在線修改交互特性單擊電動(dòng)閥調(diào)節(jié)開(kāi)度的文字特性XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。將控制屏上的直流24V電源（+、－）端對(duì)應(yīng)接到FM模塊電源輸入（+、－）端。步驟：δ：比例度，I：積分時(shí)間，D：微分時(shí)間紅線： 給定值 綠線：測(cè)量值 調(diào)試結(jié)果步驟：δ：比例度，I：積分時(shí)間，D：微分時(shí)間紅線：給定值 綠線：測(cè)量值（1）δ=1 ，如圖19所示。（3）δ=40 ，10：27加上的階躍信號(hào)，如圖21所示。圖22 水溫控制曲線由圖22可以看出δ=40， I=80s時(shí)，積分時(shí)間過(guò)大，此時(shí)的積分作用太弱，過(guò)渡過(guò)程平緩，消除穩(wěn)態(tài)誤差過(guò)慢。圖24 水溫控制曲線