【正文】 LE for Process的縮寫，即把OLE應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域，采用客戶/服務(wù)器體系。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣，它可以用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。WinCC(windows control center)是由德國(guó)西門子公司與微軟公司共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)，是結(jié)合西門子在過程自動(dòng)化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件強(qiáng)大功能的產(chǎn)物。 WinCC監(jiān)控平臺(tái)設(shè)計(jì)軟件集生產(chǎn)自動(dòng)化和過程自動(dòng)化于一體，實(shí)現(xiàn)了相互之間的整合，這在大量應(yīng)用和各種工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例中業(yè)已證明，包括：汽車工業(yè)、化工和制藥行業(yè)、印刷行業(yè)、能源供應(yīng)和分配、貿(mào)易和服務(wù)行業(yè)、塑料和橡膠行業(yè)、機(jī)械和設(shè)備成套工程、金屬加工業(yè)、食品、飲料和煙草行業(yè)、造紙和紙品加工、鋼鐵行業(yè)、運(yùn)輸行業(yè)、水處理和污水凈化。第二章 低濃度有機(jī)廢氣催化燃燒的工藝簡(jiǎn)介與特性分析第二章 低濃度有機(jī)廢氣催化燃燒的工藝簡(jiǎn)介與特性分析 低濃度有機(jī)廢氣催化燃燒工藝流程透平后待處理的低溫尾氣與催化燃燒處理后高溫尾氣在換熱器中進(jìn)行熱量交換，待處理的低溫尾氣升溫后再經(jīng)電加熱器加熱到320℃左右，加熱后的尾氣送入催化燃燒反應(yīng)器，去除尾氣中的有機(jī)組分。 低濃度有機(jī)廢氣催化燃燒工藝裝置特性催化燃燒過程是一個(gè)具有干擾、非線性、時(shí)變、多變量的復(fù)雜過程，在進(jìn)行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前有必要針對(duì)對(duì)象進(jìn)行特性分析。就檢測(cè)手段來說，包括接觸式檢測(cè)與非接觸式檢測(cè)。在該對(duì)象中，主要的控制要求是保持電加熱器出料溫度與反應(yīng)器溫度的恒定。對(duì)于后者而言，雖然體積和容量較大，動(dòng)態(tài)特性的時(shí)間常數(shù)較大，但相對(duì)溫度對(duì)象而言還是有一定得靈敏性，所以一般也不需要加入微分作用[7]。特別是流體通過截流裝置時(shí)，此種騷動(dòng)程度比較大，產(chǎn)生的噪聲也較大。流量過程時(shí)間常數(shù)很小。一切影響催化燃燒反應(yīng)的因素均通過物料平衡和能量平衡進(jìn)行。各種擾動(dòng)因素有可控的，也有不可控的。從控制角度講，可以采用均勻控制策略，使進(jìn)料流量基本恒定的同時(shí)，對(duì)上一工序的操作不造成較大的影響。進(jìn)料溫度影響廢氣處理過程的能量平衡。因此，可以將催化劑進(jìn)料和反應(yīng)器溫度組成串級(jí)控制，同時(shí)廢氣進(jìn)料作為前饋控制。被控變量與操縱變量的選擇如表333所示。一般來說，根據(jù)被控對(duì)象的特性，流量控制對(duì)象的過程放大系數(shù)為線性，所以選擇線性閥（VVVV4選用線性）。例如，反應(yīng)器的入口溫度等。例如，氨冷卻器將液氨成氣氨。此處采用前饋主要考慮開停車控制可以采用串級(jí)加前饋控制?？刂苹芈分校覀兛梢酝ㄟ^設(shè)計(jì)一個(gè)溫控電熱器加熱電路圖()。由于晶體管是p一n一p型,它將開始導(dǎo)通，T3也被導(dǎo)通，繼電器Re1被激發(fā)。由IC2d、T和D2組成一個(gè)任意的指示器，當(dāng)加熱電阻沒有導(dǎo)通時(shí)，比較器的輸出為低電位，IC2d的13腳也是低電位，這種門電路就起反相器的作用，因此T1，導(dǎo)通而D2亮。一般來說，對(duì)工藝過程影響不大，但需經(jīng)常監(jiān)視的變量，可選指示型；對(duì)需要經(jīng)常了解變化趨勢(shì)的重要變量，應(yīng)選記錄式；而一些對(duì)工藝過程影響較大的，又需隨時(shí)監(jiān)控的變量，應(yīng)設(shè)控制；對(duì)關(guān)系到物料衡算和動(dòng)力消耗而要求計(jì)量或經(jīng)濟(jì)核算的變量，宜設(shè)積算；一些可能影響生產(chǎn)或安全的變量，宜設(shè)報(bào)警。④儀表的使用和供應(yīng)情況選用的儀表應(yīng)是較為成熟的產(chǎn)品，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)使用證明性能可靠的；同時(shí)要注意到選用的儀表應(yīng)當(dāng)是貨源供應(yīng)充沛，不會(huì)影響工程的施工進(jìn)度[17]。 （3）檢出元件選擇1根據(jù)溫度測(cè)量范圍，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)選用相應(yīng)分度號(hào)的熱電偶，熱電阻。（4）變送器與接受標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)顯示儀表配套的測(cè)量或控制系統(tǒng)，可選用具有模擬信號(hào)輸出功能或數(shù)字信號(hào)輸出功能的變送器；一般情況應(yīng)選用現(xiàn)場(chǎng)型變送器，此處采用現(xiàn)場(chǎng)型變送器[11]。表41 溫度儀表選型一覽表編號(hào)變送器型號(hào)公司防爆等級(jí)等級(jí)傳感器型號(hào) 公司備注TT1001SITRANS TH200西門子ExiaIICT4T6WZC2441G蘇科Cu50TT1002UDC3500霍尼韋爾本安防爆WZC2441G蘇科Pt100化工裝置流量計(jì)選擇：節(jié)流裝置及差壓計(jì)；速度式流量計(jì)；容積式流量計(jì)；可變面積式流量計(jì)(轉(zhuǎn)子流量計(jì))；質(zhì)量流量計(jì)；楔形流量計(jì)；明渠流量計(jì)等。表43 流量?jī)x表選型一覽表編號(hào)型號(hào)公司防爆等級(jí)精確度等級(jí)FT1001SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4FT1002SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4FT1003SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4FT1004蘇科ExiaIIBFT1005SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4FI1005SKLU25YF1J1L2T2蘇科ExiaIIBT3T6FT1006SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4FT1007SKCW11V5LSDQBHSUPCONExiaIICT4第五章 催化燃燒過程集成監(jiān)控平臺(tái)的建立第五章 催化燃燒過程集成監(jiān)控平臺(tái)的建立 WinCC監(jiān)控平臺(tái)簡(jiǎn)介隨著對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，以及大量控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置之間的通訊的需要，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)越來越受到用戶的重視，從而導(dǎo)致組態(tài)軟件的大量使用。HMI代表“Human Machine Interface(人機(jī)界面)，即人(操作員)和機(jī)器(過程)之間的界面。在任何情況下WinCC都可以生成漂亮而便捷的人機(jī)對(duì)話接口，使操作員能夠清晰地管理和優(yōu)化生產(chǎn)過程。 WINCC的組態(tài)及歸檔數(shù)據(jù)存放在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)可用標(biāo)準(zhǔn)工具如ODBC和SQL等讀出[15]。 WinCC是PCS7系統(tǒng)操作站采用的監(jiān)控軟件(HMI)。要保持界面的一致性。其次，該流程模擬平臺(tái)的主界面需要實(shí)現(xiàn)以下功能：1. 畫面顯示功能，以顯示本化工工藝的總體流程和物流的各項(xiàng)參數(shù)；2 報(bào)表生成功能，實(shí)現(xiàn)了一段時(shí)間內(nèi)所需數(shù)據(jù)的參數(shù)顯示和打??；3. 參數(shù)顯示與記錄功能，可以將某個(gè)變量與時(shí)間的關(guān)系曲線顯示出來等；由于本次畢設(shè)的模型為穩(wěn)態(tài)，因此報(bào)警燈和報(bào)警數(shù)據(jù)顯示、歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)曲線的顯示等功能不能予以實(shí)現(xiàn)。在啟動(dòng)選項(xiàng)中，可以將文本庫(kù)運(yùn)行系統(tǒng)，腳本運(yùn)行系統(tǒng)，報(bào)警記錄運(yùn)行系統(tǒng)，變量記錄運(yùn)行系統(tǒng)，報(bào)表運(yùn)行系統(tǒng)，圖形運(yùn)行系統(tǒng)選中，使得WinCC啟動(dòng)時(shí)就運(yùn)行上述系統(tǒng)，達(dá)到數(shù)據(jù)歸檔，生成報(bào)警信息，運(yùn)行函數(shù)和圖形的功能。記錄仿真平臺(tái)的相關(guān)數(shù)據(jù)從而在畫面內(nèi)享受實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。以下為內(nèi)部變量組的創(chuàng)建、內(nèi)部變量的創(chuàng)建及初始值的設(shè)置：雙擊“變量管理器”展開菜單選擇“新建變量組”打開變量組屬性對(duì)話框，在名稱對(duì)話框中輸入變量組的名稱，如圖42所示。在WinCC組態(tài)界面中，可以對(duì)相應(yīng)的畫面和按鈕進(jìn)行授權(quán)，管理員可以根據(jù)自己的授權(quán)進(jìn)行相應(yīng)的作業(yè)，沒有授權(quán)的管理員就沒有辦法對(duì)相應(yīng)的畫面進(jìn)行操作，這樣可以從一定程度上保證了運(yùn)行的穩(wěn)定和可靠。本設(shè)計(jì)中一共設(shè)置了11個(gè)畫面，下面重點(diǎn)介紹主畫面的制作。include void OnLButtonDown(char* lpszPictureName, char* lpszObjectName, char* lpszPropertyName, UINT nFlags, int x, int y){pragma code ()include pragma code()PWRTLogin(39。然后在輸入和輸出的各個(gè)物流下，分別加入靜態(tài)文本和I/O輸入輸出域，分別對(duì)這些物料的溫度、壓力、和組分百分比及它們各自的單位進(jìn)行顯示。通過修改啟動(dòng)選項(xiàng)、創(chuàng)建內(nèi)部、創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、組態(tài)畫面和設(shè)置各記錄參數(shù)，作者實(shí)現(xiàn)了用戶登錄功能、工藝流程動(dòng)態(tài)顯示功能、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示功能報(bào)表顯示功能等多項(xiàng)集成功能?；贠PC技術(shù)實(shí)現(xiàn)WinCC與MATLAB之間的實(shí)時(shí)通訊，為實(shí)現(xiàn)WinCC與MATLAB兩者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有效地實(shí)現(xiàn)智能控制算法提供了一條有效途徑。解決上述問題的關(guān)鍵在于一個(gè)統(tǒng)一的接口標(biāo)準(zhǔn)。 OPC 技術(shù)特點(diǎn)OPC[16]是以微軟公司的OLE/COM和DCOM機(jī)制作為應(yīng)用程序的通信標(biāo)準(zhǔn)，采用客戶服務(wù)器結(jié)構(gòu)。這樣任何符合OPC的客戶都能以標(biāo)準(zhǔn)的方式訪問服務(wù)器。COM接口效率高，通過該接口，客戶能夠發(fā)揮OPC服務(wù)器的最佳性能，自動(dòng)化接口使解釋性語(yǔ)言和宏語(yǔ)言訪問OPC服務(wù)器成為可能。換句話說，OPC是整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，所以，OPC提升了控制系統(tǒng)的功能，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的功能，提高了企業(yè)管理的水平。OPC服務(wù)器對(duì)象擁有服務(wù)器的所有信息，同時(shí)也是組對(duì)象的容器，組對(duì)象OPC項(xiàng)擁有本組的所有信息，同時(shí)包含并在邏輯上組織了OPC數(shù)據(jù)項(xiàng)，它提供了客戶組織數(shù)據(jù)的一種方法，客戶可以對(duì)之進(jìn)行讀和寫,還可以設(shè)置客戶端的數(shù)據(jù)更新速率。模塊說明：，設(shè)置服務(wù)器的相關(guān)選項(xiàng)，模塊搭建時(shí)不參與連線。單擊“connect”按鈕，即可與WinCC相連接。，只需要搭建起控制部分的模型就可以了。至此，MATLAB就可以通過其建立的組對(duì)象和項(xiàng)目名對(duì)OPC服務(wù)器——WinCC監(jiān)控組態(tài)軟件采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問。也可以從WinCC中讀取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪制曲線等等。而仿真平臺(tái)的建成可以更加方便的實(shí)現(xiàn)對(duì)流程的監(jiān)控和操作，可以為操作人員節(jié)省大量操作訓(xùn)練時(shí)間，平臺(tái)美觀方便，人機(jī)對(duì)話功能更強(qiáng)，而且有著很強(qiáng)的拓展性，比如建立過程模型、研究仿真案例、補(bǔ)充平臺(tái)模塊庫(kù)等，這些工作都將在以后的工作中加以完善。(4) 平臺(tái)軟件與仿真模型實(shí)時(shí)通訊和集成監(jiān)控功能的實(shí)現(xiàn)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]何衍慶,俞金壽,[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2008.[2]周旭欣,向明禮,[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2004,30(2):221～224.[3]張楊,王健琪,荊西京,《信號(hào)與線性系統(tǒng)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2004,(9):80～81.[4]曉剛,[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2004,26(5):104～106,115.[5][M].北京:清華大學(xué)出版社 .[6]:MATLAB語(yǔ)言應(yīng)用[M],天津大學(xué)出版社,.[7] 譚天恩,[M] 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.[8] [D].天津:天津大學(xué),2002.[9] [D].杭州:浙江工業(yè)大學(xué),2010.[10] AdvanTrolPro軟件使用說明,浙江中控股份有限公司,2010.[11] [M] 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[12][D].重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.[13][D].昆明理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,2006.[14][D].昆明理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文,2006.[15]薛迎成,舒鋒,[M].北京:中國(guó)電力出版社,2009.[16]李相育，[J].微計(jì)算機(jī)信息（測(cè)控自動(dòng)化）,2007,23(11):297298.[17]諶海云，彭利果，[J].儀表儀器用戶,2009,16(3):6769.[18][M].北京：清華大學(xué)出版社,1999.致謝致謝在此論文撰寫過程中，要特別感謝我的導(dǎo)師老師，感謝她的指導(dǎo)與督促，感謝她的諒解與包容。在這四年的生活和學(xué)習(xí)中結(jié)識(shí)的的摯友讓我得到了人生最大的一