【正文】 本計算機(jī) 雙重 控制系統(tǒng)設(shè)計主要包含四部分： 第一部分是 干燥過程 計算機(jī)控制方案的確定 ，主要包括： 干燥 過程 的工藝流程、 控制要求及擾動分析、 雙重 控制方案的 分析 、控制方案具體的設(shè)計過程。如果噴出的霧滴大小很不均勻，就會出現(xiàn)大顆粒還未達(dá)到干燥要求，小顆粒卻已干燥過度而變質(zhì)。也就是達(dá)到臨界點(diǎn)以后，霧滴表面逐漸形成干殼，干殼 隨時間的增加而增厚，水分從液滴內(nèi)部通過干殼向外擴(kuò)散的速度也隨之大為降低，亦即蒸發(fā)速率逐漸降低，這財物料表面溫度將高于熱空氣的濕球溫度、這一階段就是降速干燥階段。這類控制系統(tǒng)不止一個控制器，其中一個控制器輸出作為另一個另一個控制器的測量信號。 系統(tǒng)分析 從整體看，雙重控制系統(tǒng)仍是一個定值控制系統(tǒng) ,由于增加了一個具有快速響應(yīng)的回路，使它具有一些特殊的功能。同時，在 偏差減 小的同時，雙重控制系統(tǒng)又充 分發(fā)揮了副控制器緩慢的調(diào)節(jié)作用， 從根本上 消除偏差，并使 2y 回復(fù)到設(shè) 定值 2R ， 這就使系統(tǒng)具有較好的靜態(tài) 性能。 由圖 21 所示 PLC 實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制用的計算機(jī) 。 PLC 硬件連線圖 12 圖 22 PLC硬件連接圖 The connection of the plc hardware PLC 中數(shù)據(jù)的處理 硬件的 A/D、 D/A 接口，實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換，可編程控制器就可以方便的處理模擬量。如圖 3 32所示： 圖 31 MCGS整體結(jié)構(gòu) The integer configuration of MCGS 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 19 圖 32 組態(tài)的生成與運(yùn)行 Creating and function of configuration MCGS 的工程構(gòu)成 MCGS 組態(tài)軟件 [4]工程有五大組成部分。在本窗口內(nèi)定義不同類型和名稱的變量，作為數(shù)據(jù)采集、處理、輸出控制、動畫連接及設(shè)備驅(qū)動的對象。 完善菜單按鈕功能 包括對菜單命令、監(jiān)控器件、操作按鈕的功能組態(tài)；實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時數(shù)據(jù)、各種曲線、數(shù)據(jù)報表、報警信息輸出等功能；建立工程安全機(jī)制等。 數(shù)據(jù)對象進(jìn)行分析： 溫度 T 數(shù)值型 指標(biāo) 溫度的變化 流量 F 數(shù)值型 流量的變化 調(diào)節(jié)閥 V 數(shù)值型 控制流量的進(jìn)入 通訊狀態(tài) COMM 開關(guān)型 與 PLC 通訊 溫度測量值 PV 數(shù)值型 測量溫度 溫度設(shè)定值 SV 數(shù)值型 設(shè)定溫度 溫度比例增益 P2 數(shù)值型 設(shè)定比例 溫度微分時間 D22 數(shù)值型 設(shè)定微分 26 溫度積分時間 I22 數(shù)值型 設(shè)定積分 流量比例增益 P1 數(shù)值型 設(shè)定比例 流量微分時間 D11 數(shù)值型 設(shè)定微分 流量積分時間 I11 數(shù)值型 設(shè)定積分 定義如圖 39所示： 圖 39實(shí)時數(shù)據(jù)庫 Real time databank 下 面以數(shù)據(jù)對象“流量”為例，介紹一下定義數(shù)據(jù)對象的步驟： 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 27 （ 1）單擊工作臺中的“實(shí)時數(shù)據(jù)庫”窗口標(biāo)簽，進(jìn)入實(shí)時數(shù)據(jù)庫窗口頁。 （ 2）選中該圖形，雙擊，再雙擊彈出報警顯示構(gòu)件屬性設(shè)置窗口，如 圖 3－ 11 所示： 圖 311 報警設(shè)置 Alarm setting （ 3）在基本屬性頁中，將：對應(yīng)的數(shù)據(jù)對象的名稱設(shè)為 tv1；最大記錄次噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 29 數(shù)設(shè)為： 10。 曲線顯示 在實(shí)際生產(chǎn)過程控制中，對實(shí)時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)的查看、分析是不可缺少的工作。在高級屬性頁中，選中：運(yùn)行時顯示曲線翻頁操作按鈕；運(yùn)行時顯示曲線放大操作按鈕；運(yùn)行時顯示曲線信息顯示窗口；運(yùn)行時自動刷新；將刷新周期設(shè)為： 1秒；并選擇在 60秒后自動恢復(fù)刷新狀態(tài)。 （ 4）內(nèi)部屬性： 內(nèi)部屬性用于 設(shè)置 PLC 的讀寫通道，以便后面進(jìn)行設(shè)備通道連接，從而把設(shè)備中的數(shù)據(jù)送入實(shí)時數(shù)據(jù)庫中的指定數(shù)據(jù)對象或把數(shù)據(jù)對象的值送入設(shè)備指定的通道輸出。通過模擬調(diào)試使程序無語法錯誤，基本功能正確實(shí)現(xiàn)可以順利運(yùn)行。 （ 5）多次改變系統(tǒng)的設(shè)定值，觀察驗(yàn)證調(diào)節(jié)效果。 （ 3） PLC 的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。對控制系統(tǒng)工程設(shè)計有了更為整體的認(rèn)識，對工程的設(shè)計的方法和步驟有了更為直接的體驗(yàn)。 40 （ 3）若按 2中添加方式做，還慢，則可能是技術(shù)性問題。實(shí)驗(yàn)面板上的實(shí)驗(yàn)接線如圖 4－ 8 所示： 38 圖 48 接線圖 The chart of link （ 2） 接通主電源，根據(jù)設(shè)計要求根改溫度、流量參數(shù)后把 PLC 程序重新寫入到上位機(jī)，并運(yùn)行 MCGS 控制窗口。 MCGS 組態(tài)的調(diào)試 首先是進(jìn)入設(shè)備窗口，如圖 4－ 2 所示： 圖 42設(shè)備窗口 Equipment window 然后雙擊設(shè)備窗口，進(jìn)入設(shè)備組態(tài)：設(shè)備窗口中，然后雙擊設(shè)備 1[三菱FX232]進(jìn)入通道設(shè)置窗口，如圖 4－ 4－ 4圖所示 圖 43通用串口設(shè)備 Universal Serial equipment 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 35 圖 44 內(nèi)部屬性設(shè)置 Internal attribute set 在圖中設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性和和 PLC 連接的通道，根據(jù)該設(shè)計所用到的實(shí)時數(shù)據(jù)新建通道如圖 4－ 5 所示 圖 45通道屬性設(shè)置 Channel attribute set 然后通過圖 4－ 6 和圖 4－ 7中 的通道連接 MCGS 連通，在設(shè)備調(diào)試中和對應(yīng)數(shù)據(jù)對象連接。否則就無法通信。運(yùn)行時 ，歷史曲線構(gòu)件能噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 31 夠根據(jù)需要畫出相應(yīng)歷史數(shù)據(jù)的趨勢效果圖。 (5) 雙擊該區(qū)域，彈出數(shù)據(jù)庫連接設(shè)置對話框，具體設(shè)置如下： 基本屬性頁中，連接方式選?。涸谥付ǖ谋砀駟卧獌?nèi)，顯示滿足條件的數(shù)據(jù)記錄；按照從上到下的方式填充數(shù)據(jù)行；顯示多頁記錄。 28 （ 6）雙擊三菱 FX2N 設(shè)備圖標(biāo)，即可將其添加到右測選定設(shè)備列表中。 工程建立 在 MCGS 組態(tài)平臺上，單擊 “ 用戶窗口 ” ，在 “ 用戶窗口 ” 中單擊 “ 新建窗噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 23 口 ” 按鈕，則產(chǎn)生新 “ 窗口 0” ， 選中窗口 0” ，單擊 “ 窗口屬性 ” ，進(jìn)入“ 用戶窗口屬性設(shè)置 ” ，將 “ 窗口名稱 ” 改為： 噴霧干燥 ；將 “ 窗口標(biāo)題 ” 改為： 噴霧干燥 ；在 “ 窗口位置 ” 中選中 “ 最大化顯示 ” ，其它不變，單擊 “ 確認(rèn) ” 點(diǎn)擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢 。前一部分類似于“畫畫”，用戶通過 MCGS 組態(tài)軟件中提供的基本圖形元素及動畫構(gòu)件庫，在用戶窗口內(nèi)“組合”成各種復(fù)雜的畫面。 設(shè)備窗口 設(shè)備窗口是連接和驅(qū)動外部設(shè)備的工作環(huán)境。 18 3 噴霧干燥過程雙重 控制系統(tǒng)人機(jī)界面設(shè)計 MCGS 組態(tài)軟件簡介 MCGS (Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng) )是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件， 可穩(wěn)定運(yùn)行于 Windows95/98/NT操作系統(tǒng)，集動畫顯示、流程控制、數(shù)據(jù)采集、 設(shè)備控制與輸出、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、雙機(jī)熱備、工程報表、數(shù)據(jù)與曲線等諸多強(qiáng)大功能于一身，并支持國內(nèi)外眾多數(shù)據(jù)采集與輸出設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油、電力、化工、鋼鐵、礦山、冶金、機(jī)械、紡織、航天、建筑、材料、制冷、交通、通訊、食品、制造與加工業(yè)、水處理、環(huán)保、智能樓宇、實(shí)驗(yàn)室等多種工程 領(lǐng)域 [5]。 噴霧干燥過程 計算機(jī)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 通過以上對 PLC 的了解和第一章所確定的控制方案，對 噴霧干燥 計算 機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行 PLC 的硬件設(shè)計。 PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可 靠 性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。為此，雙重控制系統(tǒng)中，常選時間常數(shù)盡量小的快響應(yīng)通道來提高系統(tǒng)的工作頻率。 2 sGo（ ） = 1 sGo（ ） 2 sGo（ ） 。處理易燃易爆或有毒物料時，要有相應(yīng)的安全措施。 3 霧滴干燥（水分蒸發(fā)）。從這四個階段，可以了解到噴 霧 干燥的某些特點(diǎn)，現(xiàn)分別說明如下。噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 1 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計 前 言 本畢業(yè)設(shè)計（ 計算機(jī)雙重 控制系統(tǒng) 上位機(jī)程序 設(shè)計， Computer Dual Control System and Computer Programming） 為噴霧干燥過程的雙重控制 系統(tǒng)。 1 料液霧化。 噴霧干燥時，物料也經(jīng)歷著恒速干燥和降速干燥兩個階段，這與物料在常規(guī)干燥設(shè)備中所經(jīng)歷的歷程完全相同。確定設(shè)計方案時，應(yīng)采取有效措施防 止環(huán)境污染。 與串級控制系統(tǒng)相比，雙重控制系統(tǒng)少用了一個變送器，而多用了一個控制閥。 （ 3）動靜結(jié)合，快慢結(jié)合，“急則治標(biāo)，緩則治本”。 PLC 的結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。 PLC 的選擇 選擇三菱 FX2N48MR 的 PLC，及其 4AD 和 4DA 模塊。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊設(shè)備驅(qū)動程序，定義連接與驅(qū)動設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。后一部分則設(shè)置圖形的動畫屬性，與實(shí)時數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動畫圖形的驅(qū)動源。