【正文】 通過這次設計，極大地提高了動手能力，磨練了意志，同時也培養(yǎng)了自主創(chuàng)新的意識。在任務中有一些知識從來沒有接觸過，甚至不知該從哪下手。7．待鍋爐內膽水溫穩(wěn)定于給定值時，將調節(jié)器切換到“自動”狀態(tài)，待水溫平衡后，突增（或突減）儀表設定值的大小，使其有一個正（或負）階躍增量的變化（即階躍干擾，此增量不宜過大，一般為設定值的5％～15%為宜），于是鍋爐內膽的水溫便離開原平衡狀態(tài)，經過一段調節(jié)時間后。在此基礎上，再加上微分作用。圖21 水溫控制曲線由圖21可以看出δ=40時，過渡過程沒有振蕩，且穩(wěn)態(tài)誤差不大，所以δ=40時最適合。（2）按上述要求連接完實驗系統(tǒng)，打開圖1對象相應的水路（打開閥F1F1F1F113，其余閥門關閉）；（3）用電纜線將對象和DCS控制臺連接起來；（4）用電動閥支路給鍋爐內膽和夾套均打滿水，待實驗投入運行之后，用電動閥支路以固定的小流量給鍋爐內膽打循環(huán)水冷卻；（5）合上DCS控制屏電源，啟動服務器和主控單元；（6）在工程師站的組態(tài)中選擇該工程進行編譯下裝；（7）啟動操作員站，選擇運行界面中的實驗；（8）啟動對象總電源，并合上相關電源開關（三相電源、單相III），開始實驗（如果是控制柜，打開三相電源總開關、三相電源、單相開關，并同時打開三相調壓模塊和三相磁力泵電源開關、電動調節(jié)閥電源開關控制站電源開關）在流程圖的溫度測量值上點擊左鍵，彈出PID窗口，進行相應參數(shù)的設置如圖18所示。設置交互特性：在“推出窗口”標簽中選擇“有推出窗口特性”，窗口類型為“PID窗口”，PID點名為“PID04”，域號為0，其他選擇默認。 圖16 子程序（5）編譯工程編寫好程序后選擇“工程→全部再編譯”，檢查是否有錯誤。P_H_CT()。圖15 完全編譯首先選擇工程“鍋爐內膽水溫定值控制”的“10站”，資源的建立和模塊的建立。在左邊一欄選擇“工程”，如圖14所示。點擊“保存”按鈕。(1）根據(jù)以上工程描述，該工程的系統(tǒng)圖如圖9所示。圖7 提示圖 （7）因為溫度定值控制系統(tǒng)用到一個模塊，兩個通道，所以需要編輯兩個點號。（2）點擊按鈕或選擇工程|新建工程，新建工程，輸入工程名字：LLDZ，如圖4所示。系統(tǒng)組態(tài)后將產生應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫、控制運算程序、歷史數(shù)據(jù)庫、監(jiān)控流程圖以及各類生產管理報表。（5）FM148 DCS模擬量輸入模塊 FM148八路模擬量輸入現(xiàn)場總線I/O模塊通過ProfibusDP現(xiàn)場總線都接入MCU主控單元（現(xiàn)場控制站）中，進而把對象上的所有電壓型或電流型傳感器檢測信號傳送到本現(xiàn)場控制站中，進行算法控制。數(shù)據(jù)按域獨立組態(tài)，域間數(shù)據(jù)可以由域間引用或域間通信組態(tài)進行定義，并通過監(jiān)控網(wǎng)絡相互引用。C。水泵：本裝置采用磁力驅動泵，型號為16CQ8P，流量為32升/分，揚程為8米，功率為180W。（2）檢測裝置變送器：采用工業(yè)用的擴散硅壓力變送器，含不誘鋼隔離膜片，同時采用信號隔離技術，對傳感器溫度漂移跟隨補償。若需加微分作用，微分時間常數(shù)按TD=（1/3 ～1/4）TD計算。 PID控制參數(shù)整定方法控制器參數(shù)的整定方法很多，歸納起來可分為兩大類，理論計算整定法與工程整定法。為了消除控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，在控制器中必須引入“積分項”。人們在應用的過程中積累了許多的經驗，對PID的研究現(xiàn)在已經達到了一個比較高的程度。圖1 鍋爐水溫定值控制系統(tǒng)的結構框圖 PID原理和特點 PID控制器由比例單元P、積分單元I和微分單元D組成。(3)實現(xiàn)鍋爐內膽水溫定值控制 設計方案和工作原理 單閉環(huán)系統(tǒng)結構簡單，穩(wěn)定性好、可靠性高，在工業(yè)控制中得到廣泛的應用。但是現(xiàn)在我們還沒有真正的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，比起其他國家，我國在技術上還是落后不少。 國外從1970左右就開始研究如何對溫度進行控制。反觀我國，鍋爐在新中國成立以后才開始建立和發(fā)展在工農業(yè)方面的應用。這就是過程控制要研究和解決的問題。DCS具有通用性強、系統(tǒng)組態(tài)靈活、控制功能完善、數(shù)據(jù)處理方便、顯示操作集中、人機界面友好、安裝簡單規(guī)范、調試方便、運行安全可靠的特點。它能夠適應工業(yè)生產過程的各種需要，進一步提高生產自動化水平和管理水平，提高勞動生產率，保證生產安全。溫度是一個描述物體物理特性的冷熱程度的物理量，但是對于工業(yè)生產、日常生活過程，它卻有極其很重要的作用。上海在1953年率先成立了一座上海鍋爐廠。在1970年至1979年這段時間內，溫度控制技術簡單來說就是利用模擬式的組合儀表來采集工農業(yè)生產過程中的信息，然后再進行計算、推導，對溫度進行記錄和控制。眼下我國的溫度測控技術比起國外工廠化的溫度測控技術仍然差得很遠，在實際生產中我國的溫控系統(tǒng)的軟件、硬件資源還是不能共享，不能達到很高的產業(yè)化水平，裝備也不能很好的配套，這些難題都需要科學家、技術人員去解決。單閉環(huán)鍋爐水溫定值控制系統(tǒng)的結構框圖如圖1，其中鍋爐內膽為動態(tài)循環(huán)水，磁力泵、電動調節(jié)閥、鍋爐內膽組成循環(huán)供水系統(tǒng)。其輸入e (t）與輸出u (t）的關系由公式(1)可見。(1) 比例（P）控制 比例控制是一種最簡單的控制方式。積分項會隨著時間的增加而增大。顧名思義，理論計算整定法是在已知過程的數(shù)學模型基礎上，依據(jù)控制理論，通過理論計算來求取“最佳整定參數(shù)”；而工程整定法是根據(jù)工程經驗，直接在過程控制系統(tǒng)中進行的控制器參數(shù)整定方法。表1 經驗法整定參數(shù)系統(tǒng)參 數(shù)δ（%）T1(min)TD(min)溫度20～603～10～3流量40～100～1壓力30～70～3液位20～803 系統(tǒng)硬件設計 THJ3型高級過程控制系統(tǒng)實驗裝置”是基于工業(yè)過程的物理模擬對象，它集自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術，自動控制技術為一體的多功能實驗裝置，該系統(tǒng)包括流量、溫度、液位、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，比值控制，解耦控制等多種控制形式。溫度傳感器：本裝置采用六個Pt100傳感器，分別用來檢測上水箱出口、鍋爐內膽、鍋爐夾套以及盤管的水溫。泵體完全采用不誘鋼材料，以防止生銹，使用壽命長。 MACS系統(tǒng)簡介 MACS是和利時公司集多年的開發(fā)、工程經驗設計的大型綜合控制系統(tǒng)。MACS系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集、控制運算、閉環(huán)控制輸出、設備和狀態(tài)監(jiān)視、報警監(jiān)視、遠程通信、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、控制調節(jié)、報表打印、高級計算、組態(tài)、調試、打印、下裝、診斷的功能。FM148八路模擬量輸入模塊支持電流型（4～20mA）和電壓型（0～5V/1～5V）信號輸入方式，另外還支持更多的電壓電流輸入方式，每通道11位。 MACS系統(tǒng)所用軟件為MACS V集成組態(tài)軟件。圖4 添加工程（3）點擊“確定”按鈕，然后在空白處選擇這個工程，此時會顯示當前域號為65535等信息。點擊“AI模擬量輸入”選項出現(xiàn)如圖8所示。 圖9 工程的系統(tǒng)圖 (2）在設備組態(tài)時仍按照“標準工程”組態(tài)，由于該工程采用單以太網(wǎng)結構，因此需要手動配置服務器前兩塊網(wǎng)卡和操作站兩塊網(wǎng)卡的IP地址。（3）選中“服務器”，點擊工具欄中的按鈕，新建服務器算法方案，請選擇“FM”類型方案建立服務器算法方案，如圖11所示。 圖14 編輯完成圖（9）選中“服務器”點擊鼠標右鍵，編譯“服務器”站，選擇“全部重編”，最終出現(xiàn)“站編譯成功”。（1）創(chuàng)建POU在對象組織器中，選中POUs，新建一文件夾，重命名為“LHF”，然后選中文件夾，單擊鼠標右鍵，選中“添加”，彈出創(chuàng)建POU窗口，新POU命名為“S03_LOOP”、POU類型選“程序”、POU語言選“CFC”。P_H_TC()。直至編譯成功，保存工程，退出。（4）設置Tip顯示交互特性單擊鍋爐內膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標選擇交互特性。 圖18 控制系統(tǒng)界面（8）設置好溫度的給定值，先把調節(jié)器輸出設為手動，待溫度趨于給定值且不變后，把手動切換