【正文】 .................................. 8 比值系數(shù)計(jì)算 ................................................... 9 比值控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 9 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ....................................................... 9 控制 系統(tǒng) ....................................................... 9 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) .......................................................................................................... 10 3 控制系統(tǒng)總體方案及硬件實(shí)現(xiàn) ..................................... 10 控制對(duì)象及工藝流程 ................................................ 10 硬件實(shí)現(xiàn) ........................................................ 10 總體方案 ........................................................ 11 PC 機(jī)與智能調(diào)節(jié)器的連接 ........................................... 12 機(jī)與單臺(tái)智能調(diào)節(jié)器的連接 ............................................. 12 機(jī)與多臺(tái)智能調(diào)節(jié)器的連接 .................................... 12 機(jī)與智能調(diào)節(jié)器串口通信調(diào)試 .................................. 12 控制對(duì)象及工藝流程 ................................................ 13 智能儀表參數(shù)設(shè)計(jì) ................................................. 13 4 基于 MCGS 的組態(tài)界面設(shè)計(jì) ....................................... 15 軟件總體設(shè)計(jì) .................................................... 15 智能儀表與 PC 機(jī)通信軟件設(shè)計(jì) ........................................ 16 系統(tǒng)監(jiān)控界面設(shè)計(jì) ................................................. 18 5 5 總結(jié)與展望 ............................................................... 19 參 考 文 獻(xiàn) ....................................................... 21 6 1 緒論 引言 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)過程控制提出了更高更新的要求，在許多生產(chǎn)過程中，要求兩種或兩種以上的物料流量按一定的比例關(guān)系混合進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于物料比例的要求就變得很嚴(yán)格，如果比例不滿足要求，若是比例失調(diào)，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量達(dá)不到要求，以造成損失，甚至?xí)?dǎo)致事故的發(fā)生。 MCGS configuration software。國內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多 種多樣智能化測(cè)量控制儀表，能夠自動(dòng)進(jìn)行差壓補(bǔ)償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計(jì)，能夠進(jìn)行程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字 PID 和各種復(fù)雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器，以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等。 (2)進(jìn)行設(shè)備配置。單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)是為了克服開環(huán)比值控 制方案的缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)的，這種方案的缺點(diǎn)是主流量沒有構(gòu)成閉環(huán)控制。 K 調(diào) 節(jié) 器 對(duì) 象調(diào) 節(jié) 閥主 測(cè) 量 變 送副 測(cè) 量 變 送副 流 量主 流 量MF MKF SF? 圖 21 單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)方塊圖 從圖 21 中可以看到，沒有主對(duì)象和主調(diào)節(jié)器，這是單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上與串級(jí)不同的地方，串級(jí)中的副變量是調(diào)節(jié)變量到被控變量之間總對(duì)象的一個(gè)中間變量，而比值中，副流量不會(huì)影響主流量，這是兩者之間本質(zhì)上的區(qū)別。 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 主從流量的選擇 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，選擇出水流量為主動(dòng)量，進(jìn)水流量為從動(dòng)量，構(gòu)成雙閉環(huán)系統(tǒng)控制，系統(tǒng)控制方框圖如下圖 23 所示。整個(gè)系統(tǒng)使用兩個(gè)水泵一個(gè)電磁流量計(jì)一個(gè)渦輪流量計(jì)以及電磁調(diào)節(jié)閥，而電磁調(diào)節(jié)具有滯后性，因此本系統(tǒng)是一個(gè)具有滯后性能的控制系統(tǒng)受控對(duì)象 : 管道 。 控制對(duì)象及工藝流程 本系統(tǒng)使用實(shí)驗(yàn)室已有的“過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”完成設(shè)計(jì)，它是基于工業(yè)過程的物理模擬對(duì)象，它集自動(dòng)化儀表技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通 訊技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)為一體的多功能實(shí)驗(yàn)裝置。 P 值越大，比例、微分作用成正比增強(qiáng)，而 P 值越小，比例、微分作用相應(yīng)減弱。 4 基于 MCGS 的組態(tài)界面設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì) 由于 PC 機(jī)主要實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視、優(yōu)化和信息管理，因此軟件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是 AI808 智能調(diào)節(jié)器和 PC 機(jī)的通信以及監(jiān)控畫面的組態(tài)。 以工控 PC 機(jī)為主控上位機(jī)，利用人機(jī)接口的智能軟件包 MCGS 組態(tài)軟件在 PC 機(jī)上建立工控的對(duì)象，完成對(duì)多臺(tái) PLC(下位機(jī) )的控制，由于上位機(jī)只需要完成對(duì)監(jiān)控信息的收集和 處理而不需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行具體控制，上下位機(jī)處理同時(shí)進(jìn)行，可以以最少的人員配備對(duì)遠(yuǎn)程監(jiān)控的管理，提供較為直觀、清晰、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)信息，進(jìn)而為維修和錯(cuò)誤診斷提供多方面可能性，減少維修人員路上往返時(shí)間，整體提高遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行速度。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫窗口建立新的數(shù)據(jù)庫文件。當(dāng)以上步驟完成以后 , 先進(jìn)行組態(tài)檢查通過后就可以進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境調(diào)試。即當(dāng)水箱中水位發(fā)生變化時(shí) ,動(dòng)畫可以適時(shí)顯示。 ( 2) 進(jìn)行 設(shè)備配置。 MCGS 系統(tǒng)整體框圖 41 如下所示。 D=0，不允許外部給定； D=1，允許外部給定（僅適用 AI－ 808/808P 型）。 （ 5）控制方式： CtrL=1，采用 AI 人工智能調(diào)節(jié) /PID 調(diào)節(jié)，該設(shè)置下，允許從面板啟動(dòng)執(zhí)行自整定功能。 RS485 接口只有兩根線要連接，有 +、 端（或成 A、 B 端）區(qū)分，用雙絞線將所有調(diào)節(jié)器的接口并在一起即可。本系統(tǒng)中主動(dòng)量為出水流量，從動(dòng)量為進(jìn)水流量，通過系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)進(jìn)水流量跟隨出水流量變化。 （ 3）采用雙閉環(huán)比值控制結(jié)構(gòu)，比例系數(shù)為 1，控制穩(wěn)態(tài)誤差不大于177。如此，可以保持主流量與副流量之間的比例關(guān)系。 (7)運(yùn)行與調(diào)試。 組態(tài)軟件 MCGS 的基本原理及簡介 MCGS（ Monitor and Control Generated System）是一套基于 Windows 平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于 Microsoft Windows95/98/NT/20xx 等操作系統(tǒng)。 智能儀器的發(fā)展概況 80 年代以后，微處理器被用到儀器中，儀器前面板開始朝鍵盤化方向發(fā)展，測(cè)量系統(tǒng)常通過 IEEE— 488 總線連接。 利用 AI808 智能儀表對(duì)鍋爐的液位 進(jìn)水流量進(jìn)行比值控制 , 以組態(tài)軟件 MCGS 實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)組態(tài) 、 監(jiān)控 。此類設(shè)計(jì)方案在許多中小企業(yè)中也得到廣泛應(yīng)用，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。隨著專用集成電路、個(gè)人儀器等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，智能儀器將會(huì)得到更加廣泛的應(yīng)用。動(dòng)畫鏈接是將動(dòng)畫與數(shù)據(jù)庫變量建立聯(lián)系 ,當(dāng)數(shù)據(jù)庫變量發(fā)生改變時(shí)動(dòng)畫就可以表現(xiàn)出來。比值控制系統(tǒng)分為開環(huán)比值控制系統(tǒng)、單閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)、變比值控制系統(tǒng)等。 控制系統(tǒng) 針對(duì)過程控制實(shí)驗(yàn)裝置中的熱工模擬對(duì)象，設(shè)計(jì)一個(gè)鍋爐進(jìn)水流量跟隨出水流量的比值控制系統(tǒng)。通過從動(dòng)控制回路的調(diào)節(jié)控制使從動(dòng)量的實(shí)際值與該輸入值吻合，即從動(dòng)控制量的實(shí)際值與主動(dòng)量變動(dòng)后的數(shù)值相對(duì)應(yīng)，保持主動(dòng)量和從動(dòng)量的比值不變。 機(jī)與多臺(tái)智能調(diào)節(jié)器的連接 由于一個(gè) RS232 接口