【正文】 ，每臺計(jì)算機(jī)所控制和管理的過程裝置量很少，多數(shù)情況下的應(yīng)用為單回路控制。 DDC技術(shù)的主要組成是由一臺數(shù)字計(jì)算機(jī)替代一組模擬控制器， DDC的主要特點(diǎn)是計(jì)算機(jī)首先通過 A/D實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程被控參數(shù)的信息，然后按照控制算法運(yùn)算后，其結(jié)果通過 D/A去控制執(zhí)行器，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)控制回路。 PID控制在過程控制中已廣泛應(yīng)用，在石油和石油化工中大多數(shù)控制回路采用 PID控制就能工作得很好。它比起常規(guī) 儀表控制有很大的優(yōu)越性，控制功能完善，便于信息的分析和綜合，可由軟件來 改變控制回路，提高了應(yīng)用的靈活性， CRT操作站可替代大量的模擬儀表盤，改 善了人機(jī)接口。 2)70 年代中期至 80年代后期的集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)） 1975年美國 Honeywell公司推出的 TDC2021集散型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) (亦稱分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)或集散控制系統(tǒng) )標(biāo)志著計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)正式走向集散化。具有通用性強(qiáng)、系統(tǒng)組態(tài) 靈活方便、顯示操作集中、人機(jī)界面友好、安裝調(diào)試方便、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)行可靠安全等特點(diǎn)。提高數(shù)據(jù)高速公路的吞吐能力，發(fā)展寬帶的光纖傳輸介質(zhì)。 90年代以來 ， 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)從功能上朝著過程控制自動(dòng)化、制造業(yè)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化和經(jīng)營管理自動(dòng)化相結(jié)合的 方向發(fā)展，即構(gòu)成計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(Computer Integrated Manufacturing System)，簡稱 CIMS,CIMS代表著工業(yè)控制系統(tǒng)的未來， CIMS的研究開發(fā)不是以某個(gè)區(qū)域或某項(xiàng)活動(dòng)為對象，而是以企業(yè)的全部活畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 動(dòng)為研究對象。 本課題集自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)、傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體。 (3)上位機(jī)與下位機(jī)接口的設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的具體功能根據(jù)具體要求由用戶設(shè)定，這種設(shè)定包括硬件和軟件兩個(gè)方面。 ACC(軋后加速冷卻 )循環(huán)水系統(tǒng)主要 由收集裝置、熱水池、冷卻塔、冷水池、高位水箱、中間水箱、冷卻設(shè)備及各種管路組成。 循環(huán)水系統(tǒng)示意圖如下： 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 7 設(shè)計(jì)要求 (1)水泵起停控制要求具有自動(dòng)和手動(dòng)兩種功能。冷水池水溫不高于 35℃ ，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) SCADA 功能。冷卻和提升泵組是將熱水送入冷水池，前者直接送入， 后者通過冷卻塔送入。水溫控制實(shí)質(zhì)就是調(diào)節(jié)冷卻泵組和提升泵組之間的出水比例即冷熱水流量比。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 (1)模塊化。 (3)實(shí)時(shí)性。 PLC 留有 10%15%的裕量，以方便以后進(jìn)行擴(kuò)展。每座泵站為相對獨(dú)立的監(jiān)控站，能實(shí)現(xiàn)就地控制的各種功能。 (3)故障診斷實(shí)時(shí)性 在一個(gè)控制周期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)的各種 I/O 模板的自診斷，發(fā)現(xiàn)故障立即進(jìn)行切換和報(bào)警。中心控制室計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、現(xiàn)場泵分控站及檢測儀表，通過 MODBUS PLUS 通信 構(gòu)成了一個(gè)先進(jìn)的管理控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (SCADA)，實(shí)現(xiàn)了對整個(gè) ACC 泵站 PLC控制 集中管理及分散控制。另設(shè)圖形化監(jiān)控終端一套構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)，通過工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)通訊，諧調(diào)并控制各采樣單元之間控制信號；實(shí)現(xiàn)對 現(xiàn)場 設(shè)備、 運(yùn)行 狀況的監(jiān)控。 硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)方案二設(shè)計(jì) ACC 循環(huán)水泵站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示， 系統(tǒng)由 打印機(jī)、HMI、 PLC、變頻器、水泵電機(jī)、 傳感器、 相關(guān)電器控制現(xiàn)場總線和 MODOBUS PLUS協(xié)議 等 組成 。遠(yuǎn)程 HMI位于 ACC控制室，所有畫面都與本地 HMI相同， ACC操作人員可以通過遠(yuǎn)程 HMI了解水 處理系統(tǒng)的工作狀況。 PLC擔(dān)負(fù)著為 ACC（軋后加速冷卻）設(shè)備平穩(wěn)供水的任務(wù)，工作泵出現(xiàn)故障后能夠自動(dòng)切換到備用泵，并且要求設(shè)定必要的保護(hù)功。 該 PLC的特點(diǎn)是： (1)性能可靠、穩(wěn)定 ， 適應(yīng)于室外、 泵站 等惡劣環(huán)境下的自動(dòng)化控制 。 I/O兼容： 58 200系列， 800系列和 SYMAX系列。 該 水處理系統(tǒng) 是集監(jiān)督、測量、控制、保護(hù)、信號、管理等于一體的計(jì)算機(jī)綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。采用 WINDOWS 操作界面的可編程控制器編輯軟件 ,能集程序編輯、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)置和監(jiān)控于一體 ,并借助 PLC 網(wǎng)絡(luò) ,能訪問網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中 PLC 的任意節(jié)點(diǎn) ,畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 監(jiān)控和修改其 I/O 狀態(tài)。當(dāng)水泵就地操作箱上的選擇開關(guān)選擇就地時(shí)，水泵處于手動(dòng)狀態(tài)，選擇集中時(shí)，水泵處于自動(dòng)狀態(tài)，不論處于何種狀態(tài)下 ， PLC 均按照控制流程，對水泵起 、 停過程進(jìn)行控制。 這些功能的實(shí)現(xiàn)是通過 CONCEPT編程軟件在 PLC 中寫入程序來實(shí)現(xiàn)的。這些 DFB 可以被寫入梯形圖、功能塊圖、結(jié)構(gòu)化文本或指令表中。 上位機(jī)軟件 上位監(jiān)控軟件在 MCGS 環(huán)境下開發(fā)完成 ， MCGS 系統(tǒng)包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境，組態(tài)環(huán)境幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)，生成組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫；運(yùn)行環(huán)境根據(jù)組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫中用戶指定的方式進(jìn)行各中處理，完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)。采用層次型結(jié)構(gòu)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 便于操作人員完成多個(gè)子系統(tǒng)的準(zhǔn)確切換，避免由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)繁瑣造成的誤操作。整個(gè)組態(tài)過程是在菜單和功能鍵的幫助下進(jìn)行的。畫面簡潔美觀，操作方法簡單。 (4)系統(tǒng)的開放性能好，能支持多家 PLC、智能儀表和板卡等工控產(chǎn)品 , 組態(tài)軟件能進(jìn)行二次開發(fā) , 開發(fā)的監(jiān)控軟件支持多家 SCADA、 HM I 軟件和其它應(yīng)用程序之間的通訊。在實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)交換的快速性、準(zhǔn)確性上 后 兩 種 性能差不多。 MODOBUS PLUS (MB+)是一種高速局域網(wǎng)絡(luò) ， 具有高速 、 對等等通信特點(diǎn) ,它允許多臺計(jì)算機(jī) 、 可編程控制器和其他數(shù)據(jù)源以對等方式通過低成本的雙絞線進(jìn)行通信 MB+網(wǎng)可以由一個(gè)或多個(gè)通信鏈路構(gòu)成 ， 標(biāo)準(zhǔn)的 MODOBUS PLUS 網(wǎng)絡(luò)能夠支持距離為 375m 的 32 個(gè)節(jié)點(diǎn) 若需要更遠(yuǎn)距離的通信 ,則可以使用MODOBUS PLUS 中繼器將網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展為 64 個(gè)節(jié)點(diǎn)的長距離中繼器最多可使 3 個(gè) ，為保證本系統(tǒng)和其他系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定 、 可靠地工作 。 (3)控制單元就地安裝并進(jìn)行控制，只把必要的信息通過通信系統(tǒng)提供給系統(tǒng)共享，使電纜大大地減少，從而減少了傳輸線路引入的干擾信號。此外，還可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控、顯示、打印、報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)存儲等日常全部操作要求。 避免了復(fù)雜繁瑣的 通訊程序設(shè)計(jì) ，減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，并且 還 提高了運(yùn)行的可靠性。系統(tǒng)采用專用軟件調(diào)試，調(diào)試時(shí)間僅為常規(guī)儀表的一半。規(guī)模越大，平均每個(gè)回路的投資費(fèi)用越低。根據(jù)現(xiàn)場采集信號與被控信號的類型與數(shù)量確定所使用模塊的類型與數(shù)量。模擬量輸出（ AO） 。 5V 4～ 20mA 0～ 20mA 0～ 25mA 總點(diǎn)數(shù) 8 8 共地點(diǎn)數(shù) 1 1 尋址字 9 8 總線電流（ mA） 280 550 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 3） I/O電源模塊 名稱 I/O電源模塊 型號 140 UPS 124 20 輸入電壓（ V） 交流 115/230 類型 獨(dú)立 最大中斷時(shí)間 (ms) 8 能力 A 3 處理器模塊 名稱 QUANTUM CPU 模塊 型號 140 CPU 530 14V （ 2） 處理器 /時(shí)鐘速度 /HZ 486/66M 存儲器 FLASH/SRAM 1M/2M 控制點(diǎn)數(shù) 65536 邏輯計(jì)算速度 (ms/k) ～ 總線電流 mA 1800 通訊口 MB（ 2）、 MB+（ 1） 變頻器 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的額定功率為： 90KW、 160KW、 200KW、 280KW、我們選擇 Schneider公司 Altivar 62 和 ATV38 系列節(jié)能型變頻器。三相電源電壓 :380V～ 460V,50HZ/60HZ。 Altistart46軟啟動(dòng) 軟停止單元 標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載應(yīng)用 電動(dòng)機(jī)額定銘牌功率，單位 KW 電機(jī) 電機(jī)功率（ 400V） 220(KW) 啟動(dòng)器 出廠設(shè)置電流 367(A) 額定電流（啟動(dòng)器電流極限） 410(A) 啟動(dòng)器型號 ATS46C41N PLC 硬件配置 離散量輸入模塊 接線圖 140 DAI 753 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 離散量輸出模塊 接線圖 140 DAO 853 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 模擬量輸入模塊 接線圖 140 AVI 030 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 模擬量輸出模塊 接線圖 140 ACO 130 00 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 22 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 23 第四章 可編程控制器 離散 量輸入： 模塊號 序號 地址 描述 1 1 100001 1工頻電機(jī)主回路 KM1 狀態(tài) 2 100002 2工頻電機(jī)主回路 KM2 狀態(tài) 3 100003 3工頻電機(jī)主回路 KM3 狀態(tài) 4 100004 1工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過程） 5 100005 2工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過程） 6 100006 3工頻電機(jī)運(yùn)行（包括啟動(dòng)過程） 7 100007 1工頻電機(jī)過載 8 100008 2工頻電機(jī)過載 9 100009 3工頻電機(jī)過載 10 100010 1工頻電機(jī)停止 11 100011 2工頻電機(jī)停止 12 100012 3工頻電機(jī)停止 13 100013 ATS46C41N 內(nèi)部繼電器 R1 輸入（軟啟故障） 14 100014 ATS46C41N 內(nèi)部繼電器 R2 輸入（軟啟結(jié)束） 15 100015 空 16 100016 空 17 100017 工頻電機(jī)自動(dòng)運(yùn)行方式 18 100018 1變頻電機(jī)主回路 KM1 的狀態(tài) 19 100019 2變頻電機(jī)主回路 KM2 的狀 態(tài) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 24 1 20 100020 3變頻電機(jī)主回路 KM3 的狀態(tài) 21 100021 4變頻電機(jī)主回路 KM4 的狀態(tài) 22 100022 5變頻電機(jī)主回路 KM5 的狀態(tài) 23 100023 6變頻電機(jī)主回路 KM6 的狀態(tài) 24 100024 7變頻電機(jī)主回路 KM7 的狀態(tài) 25 100025 8變頻電機(jī)主回路 KM8 的狀態(tài) 26 100026 9變頻電機(jī)主回路 KM9 的狀態(tài) 27 100027 10變頻電機(jī)主回路 KM10 的狀態(tài) 28 100028 11變頻電機(jī)主回路 KM11 的狀 態(tài) 29 100029 12變頻電機(jī)主回路 KM12 的狀態(tài) 30 100030 13變頻電機(jī)主回路 KM13 的狀態(tài) 31 100031 空 32 100032 空 2 33 100033 14變頻電機(jī)主回路 KM14 的狀態(tài) 34 100034 1變頻電機(jī)運(yùn)行 35 100035 2變頻電機(jī)運(yùn)行 36 100036 3變頻電機(jī)運(yùn)行 37 100037 4變頻電機(jī)運(yùn)行 38 100038 5變頻電機(jī)運(yùn)行 39 100039 6變頻電機(jī)運(yùn)行 40 100040 7變頻電機(jī)運(yùn)行 41 100041 8變頻電機(jī)運(yùn)行 42 100042 9變頻電機(jī)運(yùn)行 43 100043 10變頻電機(jī)運(yùn)行 44 100044 11變頻電機(jī)運(yùn)行 45 100045 12變頻電機(jī)運(yùn)行 46 100046 13變頻電機(jī)運(yùn)行 47 100047 空 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 2 48 100048 空 49 100049 14變頻電機(jī)運(yùn)行 50 100050 1變頻電機(jī)過載 51 100051 2變頻電機(jī)過 載 52 100052 3變頻電機(jī)過載 53 100053 4變頻電機(jī)過載 54 100054 5變頻電機(jī)過載 55 100055 6變頻電機(jī)過載 56 100056 7變頻電機(jī)過載 57 100057 8變頻電機(jī)過載 58 100058 9變頻電機(jī)過載 59 100059 10變頻電機(jī)過載 60 100060 11變頻電機(jī)過載 61 100061 12變頻電機(jī)過載 62 100062 13變頻電機(jī)過載 63 100063 空 64 100064 空 3 65 100065 14變頻電機(jī)過載 66 100066 1變頻電機(jī)停止 67 100067 2變頻電機(jī)停止 68 100068 3變頻電機(jī)停止 69 100069 4變頻電機(jī)停止 70 100070 5變頻電機(jī)停止 71 100071 6變頻電機(jī)停止 72 100072 7變頻電機(jī)停止 73