【正文】 專用計(jì)算機(jī)，常常是設(shè)計(jì)或選用通用性好的計(jì)算機(jī)控制裝置靈活地構(gòu)成系統(tǒng)。如果步驟不清，或者每一步需要做什么不明確，就有可能引起研制過程中的混亂甚至返工。 2．乙方研究任務(wù)委托書 在乙方對委托書進(jìn)行了認(rèn)真研究之后，雙方應(yīng)就委托書的確認(rèn)或修改事宜進(jìn)行協(xié)商和討論。? 如果論證的結(jié)果可行，接著就應(yīng)做好簽合同前的準(zhǔn)備工作；如果不可行，則應(yīng)與甲方進(jìn)一步協(xié)商任務(wù)委托書的有關(guān)內(nèi)容或?qū)l款進(jìn)行修改。 （ 1） 確定系統(tǒng)任務(wù)與控制方案（ 2） 確定系統(tǒng)的構(gòu)成方式設(shè)計(jì)（ 3） 選擇現(xiàn)場設(shè)備（ 4） 確定控制算法（ 5） 硬、軟件功能的劃分（ 6） 其它方面的考慮? 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，首先應(yīng)對控制對象的工藝流程進(jìn)行分析歸納，明確具體要求，確定系統(tǒng)所要完成的任務(wù)，一般應(yīng)同用戶討論并得到用戶的認(rèn)可。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模較大，自動化水平要求高，甚至集控制與管理為一體的系統(tǒng)可選用 DCS、 FCS、高檔PLC或其它工控網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)模型確定之后，即可確定控制算法。一般的考慮原則是視控制系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境與今后的生產(chǎn)數(shù)量而定。例如 STD總線、 PC總線 IPC有數(shù)十種國內(nèi)外的品牌， PLC也有十幾種品牌幾十種系列可供選擇。一般 IPC都配有系統(tǒng)軟件，有的還配有各種控制軟件包；而有的 IPC只提供硬件設(shè)計(jì)上的方便，而應(yīng)用軟件需自行開發(fā)，或者系統(tǒng)設(shè)計(jì)者愿意自己開發(fā)研制全部應(yīng)用軟件。一般它們都配有實(shí)時操作系統(tǒng)或?qū)崟r監(jiān)控程序以及各種控制、運(yùn)算軟件和組態(tài)軟件等，可使系統(tǒng)設(shè)計(jì)者在最短的周期內(nèi)，開發(fā)出應(yīng)用軟件。用匯編語言編出的程序質(zhì)量較高，且易讀、易記、易檢查和修改，但不同的機(jī)器有不同的匯編語言，如 MCS51單片機(jī)匯編語言、 8086CPU匯編語言等。比如，控制算法模塊（如 PID），運(yùn)算模塊（四則運(yùn)算、開方、最大值 /最小值選擇、一階慣性、超前滯后、工程量變換、上下限報警等數(shù)十種），計(jì)數(shù) /計(jì)時模塊，邏輯運(yùn)算模塊，輸入模塊，輸出模塊，打印模塊， CRT顯示模塊等。數(shù)值型數(shù)據(jù)可分為定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)，定點(diǎn)數(shù)具有直觀、編程簡單、運(yùn)算速度快的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是表示的數(shù)值動態(tài)范圍小，容易溢出；而浮點(diǎn)數(shù)則相反，數(shù)值動態(tài)范圍大、相對精度穩(wěn)定、不易溢出，但編程復(fù)雜，運(yùn)算速度低。（ 4）控制軟件的設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)時控制應(yīng)用程序一般包括以下幾部分。④ 人 機(jī)界面程序 這是面板操作管理程序，包括鍵盤、開關(guān)、撥碼盤等信息輸入程序，顯示器、指示燈、監(jiān)視器和打印機(jī)等輸出程序，事故報警以及故障檢測程序等。（ 5）程序設(shè)計(jì)的方法 應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)方法可采用模塊化程序設(shè)計(jì)和自頂向下程序設(shè)計(jì)等方法。? 離線仿真及調(diào)試階段一般在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，首先進(jìn)行硬件調(diào)試與軟件調(diào)試，然后進(jìn)行硬件軟件統(tǒng)調(diào)，最后考機(jī)運(yùn)行，為現(xiàn)場投運(yùn)做好準(zhǔn)備。? 如是 DCS等通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，還要調(diào)試通信功能，驗(yàn)證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。? 一般與過程輸入輸出通道無關(guān)的程序，如運(yùn)算模塊都可用開發(fā)裝置或仿真器的調(diào)試程序進(jìn)行調(diào)試，有時為了調(diào)試某些程序，可能還要編寫臨時性的輔助程序。? 系統(tǒng)仿真盡量采用全物理或半物理仿真。但這種設(shè)計(jì)的最大問題就是上一級的程序錯誤將會對整個程序產(chǎn)生影響，并且局部的修改將牽連全局。? 2．各種電氣接線和測量導(dǎo)管必須經(jīng)過檢查，保證連接正確。此時此刻，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者們要認(rèn)真地共同分析，不要輕易地懷疑別人所做的工作，以便盡快找到問題的根源并解決。 主要內(nèi)容 水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng) 循環(huán)水裝置 IPC系統(tǒng) 中水回用 PLC控制系統(tǒng) 火電廠 DCS控制系統(tǒng) 水槽水位單片機(jī)控制系統(tǒng)? 對于小型測控系統(tǒng)或者某些專用的智能化儀器儀表，一般可采用以單片機(jī)為核心、配以接口電路和外圍設(shè)備、再編制應(yīng)用程序的模式來實(shí)現(xiàn)。 b點(diǎn)電平與 c點(diǎn)電平分別接到 ，可以代表水位的各種狀態(tài)與操作要求，共有 4種組合，如 表 141所示。圖圖 144 循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置控制流程圖循環(huán)水動態(tài)模擬試驗(yàn)裝置控制流程圖? （ 2）控制要求? 通常情形是用戶配置兩套這樣的模擬裝置同時運(yùn)行，因而計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)同時面向兩臺模擬裝置，集檢測、控制與管理于一體，主要完成如下功能：? ① 10點(diǎn)參數(shù)檢測功能? 入口水溫、出口水溫、蒸汽溫度、冷卻塔底溫度，共 8路溫度，量程為 0～ 100℃ ，檢測精度為 0． 2級。? ⑤ 工藝計(jì)算、列表繪圖功能? 根據(jù)污垢熱阻計(jì)算公式計(jì)算并顯示出瞬時污垢熱阻，而且自動生成試 驗(yàn)數(shù)據(jù)列表。? 其中的（ 6）溫度檢測板，是一個由單片機(jī)構(gòu)成的智能型溫度接口板，該板本身能夠完成 8路溫度的檢測，濾波處理，鉑電阻線性化處理。對其實(shí)行濾波、整形、放大、光隔、計(jì)數(shù)處理，并向兩個渦輪流量變送器提供 +12V電壓，可參考第 脈沖計(jì)數(shù)電路部分與參看書后文獻(xiàn)。? 在每一個畫面處理過程中，能夠查看其他畫面，同時完成本畫面應(yīng)完成的一些功能。實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)、設(shè)定的實(shí)驗(yàn)條件及各參數(shù)的標(biāo)定值存于系統(tǒng)的 E2ROM存儲器中，有效保存時間為 10年。? （ 1）工藝流程? 中水處理主要工藝流程如 圖 148所示。? 控制要求：當(dāng)按下分組自動按鈕時，被按下按鈕的燈閃亮，當(dāng)選定 主、備電機(jī)按鈕后，分組自動按鈕指示燈長亮；當(dāng)水位達(dá)到上限時， 電機(jī)停止而按鈕指示燈轉(zhuǎn)為閃亮。 ? （ 2） PLC輸入輸出接線圖? PLC輸入輸出接線如 圖 149所示，輸入按鈕 1～ 24AN分別對應(yīng)于 PLC ~~ 24個開關(guān)量輸入點(diǎn)； 4個水位計(jì)的 16個水位電極點(diǎn)分別對應(yīng) ~ 16個開關(guān)量輸入點(diǎn)； PLC輸出點(diǎn) ~，~ 14臺輸出設(shè)備；輸出點(diǎn) ~ 8臺被控設(shè)備與 10種控制方式的狀態(tài)指示燈，共計(jì) 32個開關(guān)量輸出點(diǎn)；另外 6臺被控設(shè)備的運(yùn)行指示燈由相應(yīng)的中間繼電器觸點(diǎn)驅(qū)動。通過軟件編程，使按鈕第一次按下時有效，第二次按下時失效 (復(fù)位 )。為了克服主汽溫度被控對象的滯后慣性大的影響，增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力，大型單元機(jī)組的主汽溫度控制一般采用二級噴水減溫的調(diào)溫方式（一級減溫相當(dāng)于粗調(diào)，二級減溫相當(dāng)于細(xì)調(diào)），同時又分為甲乙兩側(cè)進(jìn)行分別控制，這樣共有四個結(jié)構(gòu)類似的控制回路。? 這里使用 IMASI03作為熱電偶輸入模件，相應(yīng)端子單元為 NTAI06，用于輸入主汽溫度信號和噴水后溫度信號；使用 IMFBS01作為電流信號輸入模件，相應(yīng)端子單元為 NTAI05，用于輸入主蒸汽流量信號、送風(fēng)量信號和閥位信號；使用IMASO01作為模擬量輸出模件，相應(yīng)端子單元為NTDI01，用于輸出閥位指令信號。其中APID（即功能碼 FC156）為改進(jìn)的 PID控制算法，是一種具有相當(dāng)完善功能的數(shù)字 PID算法，具有完善的跟蹤、抗積分飽和、高低限幅、前饋輸入等功能； M/A（即功能碼 FC80）為控制接口站，提供與數(shù)字量控制站、操作員接口單元、管理命令系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)接口單元等裝置之間的接口，它可以實(shí)現(xiàn)基本、串級和比率設(shè)定點(diǎn)控制以及手動 /自動站轉(zhuǎn)換。表 143 標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫TAGINDEX標(biāo)簽索標(biāo)簽索引引TAGDESC標(biāo)簽描述標(biāo)簽描述 TAGTYPE標(biāo)簽類型標(biāo)簽類型NUMDECP小數(shù)位數(shù)小數(shù)位數(shù) LOOP環(huán)路號環(huán)路號PCUPCU號號MODULE模件模件號號BLOCK塊號塊號ALMGROUG報警組報警組 ……1001MAINTEMP ANALOG2110 5101011021DESUPTEM ANALOG2110 5101211031STMFLOWANALOG2110 5111011041AIRFLOWANALOG2110 5111221051VALVEPOS ANALOG2110 5111421061VALVEINSANALOG2110 513102? （ 4）畫面組態(tài)? INFI90中，操作員站 OIS上的所有顯示操作畫面均可通過工程師站上的圖形組態(tài)軟件來制作。 ? 2．在做計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案時， 要考慮哪些問題？? 3．分析說明圖 142單片機(jī)控制水槽水位電路中各元器件的功能，并解釋說明表 142所列出的水位操作控制碼。? 5．結(jié)合圖 149，熟悉西門子 PLC輸入輸出配線，注意輸入與輸出的電源線的接法。圖 1416為針對本例所作的一個簡單的主汽溫系統(tǒng)顯示操作畫面。由于導(dǎo)前汽溫（噴水后溫度）的滯后時間和慣性時間常數(shù)與出口汽溫（主汽溫度）相比相對較小，副回路作為一個快速回路，能盡快消除內(nèi)擾（減溫水流量）的影響，實(shí)現(xiàn)對出口汽溫的初調(diào)，同時也有利于消除外擾影響?？刂颇＜泄袒?200余種算法模塊，用戶通過組態(tài)的方式生成自己的控制回路。? 除了減溫水量以外，影響主蒸汽溫度的其他主要因素還有蒸汽量擾動和煙氣量擾動，統(tǒng)稱為外部干擾。? 本設(shè)計(jì)完成了所有的工藝要求，實(shí)現(xiàn)了手動控制、半自動控制、分組自動控制和全自動控制等四種控制方式，而且硬件器件少，控制盤面簡潔，操作簡單靈活，中文界面友好。而且連接簡單，不需要獨(dú)立電源，只需專用電纜連接到 S7200CPU的 PPI接口上即可，如 圖 1410所示。 ? 2．硬件設(shè)計(jì)? （ 1） PLC 系統(tǒng)配置? 根據(jù)工藝流程與控制要求，要完成 14臺被控設(shè)備的啟動、停止按鈕操作，運(yùn)行、停止、故障狀態(tài)的燈指示以及 4種控制方式，如果采用常規(guī)的控制模式， 1臺設(shè)備約需 5~6個啟、停按鈕及狀態(tài)指示燈等器件，整個控制盤面上大約需要 90余個按鈕與指示燈。圖 148 中水處理工藝流程圖格柵機(jī) 調(diào)節(jié)池 生化池 壓濾罐 清水池集水池加藥 加氯 排掉 回用 風(fēng)機(jī) 反沖洗 污水 動畫鏈接? （ 2）控制要求? 該流程共有被控設(shè)備（含備用） 14臺泵和電機(jī)， 4個池的水位需要檢測。通過對這 6個菜單的選擇操作，便可實(shí)現(xiàn)本計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有功能。這是一個時間中斷子程序。? 該應(yīng)用軟件主要完成兩方面的任務(wù)：? （ 1） 8路溫度、兩路流量的采集與處理，入口溫度與流量的控制，定時存儲實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；? （ 2）允許操作者查看、打印各種數(shù)據(jù)，設(shè)定、標(biāo)定各個參數(shù)。? 其中的（ 7） D/A轉(zhuǎn)換板是流量及溫度控制的驅(qū)動接口板。? ⑥ 其他功能指標(biāo)? 所有參數(shù)的采樣、計(jì)算、控制周期均為 ，刷新顯示周期為 2S，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄時間間隔按工藝要求而定，數(shù)據(jù)保存時間為 10年，系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有軟件硬件自診斷、自恢復(fù)功能，具有永不 “ 死機(jī) ” 的高度可靠性。還有計(jì)算顯示出入口溫差