【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 BusDP)與主控單元交換數(shù)據(jù)。FM148的輸入每一通道可接入電壓型或電流型信號(hào)，8路輸入均有輸入過壓保護(hù)。FM148還為現(xiàn)場(chǎng)兩線制儀表提供電源輸入。 FM143八路熱電阻模擬量輸入模塊該模塊是8路模擬熱電阻信號(hào)輸入單元，是MACS現(xiàn)場(chǎng)控制站的通用I/O模塊中的一種。它采用智能的模塊化結(jié)構(gòu)，可以對(duì)8路Cu50型及Pt100型熱電阻模擬信號(hào)高精度轉(zhuǎn)換，并通過通信接口(ProfiBusDP)與主控單元交換數(shù)據(jù)。 FM151八路模擬量輸出模塊FM151模塊是8路420mA/020mA/024mA/05V模擬信號(hào)輸出單元，是構(gòu)成MACS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的多種過程I/O單元中的一種基本型號(hào)。本模塊通過現(xiàn)場(chǎng)總線(ProfiBusDP）與主控單元相連。由模塊內(nèi)的CPU對(duì)其進(jìn)行處理,然后通過現(xiàn)場(chǎng)總線(ProfiBusDP)與主控單元通信。 FM131普通端子模塊 安裝靈活?？裳b于35mm DIN導(dǎo)軌，也可用螺釘固定于任意平面上。通用性好。能適應(yīng)MACS系統(tǒng)所有I/O模塊。地址設(shè)置方便。具有較高的防錯(cuò)能力。設(shè)有防混銷，能有效地防止與其它模塊的錯(cuò)誤連接。支持多個(gè)模塊的級(jí)聯(lián)。 MACS系統(tǒng)軟件介紹MACS系統(tǒng)給用戶提供的是一個(gè)通用的系統(tǒng)組態(tài)和運(yùn)行控制平臺(tái)，應(yīng)用系統(tǒng)需要通過工程師站軟件組態(tài)產(chǎn)生，即把通用系統(tǒng)提供的模塊化的功能單元按一定的邏輯組合起來(lái)，形成一個(gè)完成特定要求的應(yīng)用系統(tǒng)。系統(tǒng)組態(tài)后將產(chǎn)生應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)、控制運(yùn)算程序、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)、監(jiān)控流程圖以及各類生產(chǎn)管理報(bào)表。 系統(tǒng)組態(tài)流程圖。事實(shí)上，各子系統(tǒng)在編輯時(shí)是可以并行進(jìn)行的，無(wú)明確的先后順序。前期準(zhǔn)備工作：前期準(zhǔn)備工作是指在進(jìn)入系統(tǒng)組態(tài)前，應(yīng)首先確定測(cè)點(diǎn)清單、控制運(yùn)算方案、系統(tǒng)硬件配置包括系統(tǒng)的規(guī)模、各站IO單元的配置及測(cè)點(diǎn)的分配等，還要提出對(duì)流程圖、報(bào)表、歷史庫(kù)、追憶庫(kù)等的設(shè)計(jì)要求。建立目標(biāo)工程：在正式進(jìn)行應(yīng)用工程的組態(tài)前，必須針對(duì)該應(yīng)用工程定義一個(gè)工程名，該目標(biāo)工程建立后，便建立起了該工程的數(shù)據(jù)目錄。系統(tǒng)設(shè)備組態(tài):應(yīng)用系統(tǒng)的硬件配置通過系統(tǒng)配置組態(tài)軟件完成。采用圖形方式，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上連接的每一種設(shè)備都與一種基本圖形對(duì)應(yīng)。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備組態(tài)之前必須在數(shù)據(jù)庫(kù)總控中創(chuàng)建相應(yīng)的工程。數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)：數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)就是定義和編輯系統(tǒng)各站的點(diǎn)信息，這是形成整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在MACS系統(tǒng)中有兩類點(diǎn)，一類是實(shí)際的物理測(cè)點(diǎn)，存在于現(xiàn)場(chǎng)控制站和通信站中，點(diǎn)中包含了測(cè)點(diǎn)類型、物理地址、信號(hào)處理和顯示方式等信息；一類是虛擬量點(diǎn)，同實(shí)際物理測(cè)點(diǎn)相比，差別僅在于沒有與物理位置相關(guān)的信息，可在控制算法組態(tài)和圖形組態(tài)中使用。數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)編輯功能包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)編輯和數(shù)據(jù)編輯兩個(gè)部分。結(jié)構(gòu)編輯，為了體現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)方案的靈活性，數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)軟件允許對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行組態(tài)，包括添加自定義結(jié)構(gòu)（對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的表），添加數(shù)據(jù)項(xiàng)（對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的字段），刪除結(jié)構(gòu)，刪除項(xiàng)操作。但無(wú)論何種操作都不能破壞數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，即保持?jǐn)?shù)據(jù)的完整性。修改表結(jié)構(gòu)后，不需更改源程序就可動(dòng)態(tài)的重組用戶界面，增強(qiáng)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)程序的通用性。此項(xiàng)功能面向應(yīng)用開發(fā)人員，不對(duì)用戶開放。數(shù)據(jù)編輯，數(shù)據(jù)編輯為工程技術(shù)人員提供了一種可編輯數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的手段。數(shù)據(jù)庫(kù)編輯按應(yīng)用設(shè)計(jì)習(xí)慣，采用按信號(hào)類型和工藝系統(tǒng)統(tǒng)一編輯的方法，而不需要按站編輯。編輯功能在提供數(shù)據(jù)輸入手段的同時(shí)，還提供數(shù)據(jù)的修改、查找、打印等功能。此項(xiàng)功能面向最終用戶。算法組態(tài)：在完成數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)后就可以進(jìn)行控制算法組態(tài)。MACS系統(tǒng)提供了符合國(guó)際IEC11313標(biāo)準(zhǔn)的五種工具：SFC、ST、FBD、LD和FM。下面作以簡(jiǎn)要介紹。變量定義在算法組態(tài)要定義的變量如下：在功能塊中定義的算法塊的名字；計(jì)算公式中的公式名（主要用于計(jì)算公式的引用）；各方案頁(yè)定義的局部變量（如浮點(diǎn)型、整型、布爾型等）；各站全局變量。其中功能塊名和公式名命名規(guī)則同數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)一致且必須唯一，在定義的同時(shí)連同相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，詳見《MACS速查手冊(cè)》中“數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)項(xiàng)名列表”和“算法點(diǎn)項(xiàng)名列表”。在同一站中不能有同名的站全局變量；站內(nèi)同名的全局變量和局部變量，除特別指明外，當(dāng)作局部變量處理。變量的使用在算法組態(tài)中，變量使用的方法如下：對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)，項(xiàng)名由兩個(gè)字母或數(shù)字組成，如果使用的是數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)的實(shí)時(shí)值項(xiàng)，“.項(xiàng)名”部分（，.DV）可以省略。對(duì)于ST、FM要在“點(diǎn)名”前加“_”，（如：）。站全局變量可以在本站內(nèi)直接使用，而其他站不能使用。變量名為12個(gè)字符。站局部變量?jī)H在定義該點(diǎn)的方案頁(yè)中使用，變量可以在站變量定義表中添加，變量名為12個(gè)字符。該變量的初始值由各方案頁(yè)維護(hù)。方案頁(yè)定義的局部變量的名字可以和數(shù)據(jù)庫(kù)點(diǎn)或功能塊重名，在使用上不沖突。常數(shù)定義，根據(jù)功能塊輸入端所需的數(shù)據(jù)類型直接定義。編制控制運(yùn)算程序變量定義后，就可編制控制運(yùn)算程序，相關(guān)的規(guī)則見《MACS手冊(cè)》。圖形、報(bào)表組態(tài)：圖形組態(tài)包括背景圖定義和動(dòng)態(tài)點(diǎn)定義，其中動(dòng)態(tài)點(diǎn)動(dòng)態(tài)顯示其實(shí)時(shí)值或歷史變化情況，因而要求動(dòng)態(tài)點(diǎn)必須同已定義點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。通過把圖形文件連入系統(tǒng)，就可實(shí)現(xiàn)圖形的顯示和切換。圖形組態(tài)時(shí)不需編譯，相應(yīng)點(diǎn)名的合法性不作檢查，在線運(yùn)行軟件將忽略無(wú)定義的動(dòng)態(tài)點(diǎn)。報(bào)表組態(tài)包括表格定義和動(dòng)態(tài)點(diǎn)定義。報(bào)表中大量使用的是歷史動(dòng)態(tài)點(diǎn)，編輯后要進(jìn)行合法性檢查，因此這些點(diǎn)必須在簡(jiǎn)化歷史庫(kù)中有定義，這也規(guī)定了報(bào)表組態(tài)應(yīng)在簡(jiǎn)化歷史庫(kù)生成后進(jìn)行。編譯生成：系統(tǒng)聯(lián)編功能連接形成系統(tǒng)庫(kù)，成為操作員站、現(xiàn)場(chǎng)控制站上的在線運(yùn)行軟件運(yùn)行的基礎(chǔ)。簡(jiǎn)化歷史庫(kù)、圖形、追憶庫(kù)和報(bào)表等軟件涉及到的點(diǎn)只能是系統(tǒng)庫(kù)中的點(diǎn)。系統(tǒng)庫(kù)包括實(shí)時(shí)庫(kù)和參數(shù)庫(kù)兩個(gè)組成部分，系統(tǒng)把所有點(diǎn)中變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在實(shí)時(shí)庫(kù)中，而把所有點(diǎn)中不經(jīng)常變化的數(shù)據(jù)項(xiàng)放在參數(shù)庫(kù)中。服務(wù)器中包含了所有的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，而現(xiàn)場(chǎng)控制站上只包含該站相關(guān)的點(diǎn)和方案頁(yè)信息，這是在系統(tǒng)生成后由系統(tǒng)管理中的下裝功能自動(dòng)完成的。系統(tǒng)下裝：應(yīng)用系統(tǒng)生成完畢后，應(yīng)用系統(tǒng)的系統(tǒng)庫(kù)、圖形和報(bào)表文件通過網(wǎng)絡(luò)下裝到服務(wù)器和操作員站。組態(tài)產(chǎn)生的文件也可以通過其他方式裝到操作員站，這要求操作人員正確了解每個(gè)文件的用途。服務(wù)器到現(xiàn)場(chǎng)控制站的下裝是在現(xiàn)場(chǎng)控制站啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)進(jìn)行的?，F(xiàn)場(chǎng)控制站啟動(dòng)時(shí)如果發(fā)現(xiàn)本地的數(shù)據(jù)庫(kù)版本號(hào)與服務(wù)器不一致，便會(huì)向服務(wù)器請(qǐng)求下裝數(shù)據(jù)庫(kù)和方案頁(yè)。在實(shí)際應(yīng)用中為保證系統(tǒng)庫(kù)的數(shù)據(jù)一致性，使用時(shí)必須注意以下事項(xiàng)：數(shù)據(jù)庫(kù)完全下裝時(shí)服務(wù)器和操作員站的啟停順序：停操作員站、停服務(wù)器、啟服務(wù)器、啟操作員站。數(shù)據(jù)庫(kù)增量下裝中不能增加站間引用，不能修改設(shè)備信息。第三章 過程控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置 被控對(duì)象由不銹鋼儲(chǔ)水箱、有機(jī)玻璃水箱、單相電加熱模擬鍋爐(由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式鍋爐夾套構(gòu)成)、盤管、管道、閥門等組成。 水箱包括上水箱、下水箱和儲(chǔ)水箱。上、下水箱采用淡藍(lán)色優(yōu)質(zhì)有機(jī)玻璃，不但堅(jiān)實(shí)耐用，而且透明度高，便于學(xué)生直接觀察液位的變化和記錄結(jié)果。有機(jī)玻璃水箱尺寸：長(zhǎng)寬高=350380300（mm）。上水箱可以分為兩個(gè)小水箱共五個(gè)槽組成，分別為小水箱緩沖槽、小水箱工作槽、大水箱緩沖槽、大水箱工作槽和溢流槽組成，進(jìn)水時(shí)水管的水先流入緩沖槽，然后才流入工作槽，這樣經(jīng)過緩沖和線性化的處理，工作槽的液位較為穩(wěn)定，便于觀察。兩個(gè)小水箱底部均設(shè)置有采壓口、出水口以及并連水箱連通口。下水箱與上水箱不同，共有四個(gè)槽組成，分別為左進(jìn)水緩沖槽、溢流槽、右進(jìn)水緩沖槽和工作槽，水箱底部設(shè)置有采壓口，出水口。儲(chǔ)水箱由不銹鋼板制成，尺寸為：長(zhǎng)寬高=900m520430（mm），完全能滿足有機(jī)玻璃水箱以及加熱鍋爐的實(shí)驗(yàn)供水需要。儲(chǔ)水箱內(nèi)部有兩個(gè)橢圓形塑料過濾網(wǎng)罩，以防雜物進(jìn)入水泵和管道。 模擬鍋爐利用電加熱管加熱的常壓鍋爐，包括加熱層（鍋爐內(nèi)膽）和冷卻層（鍋爐夾套），均由不銹鋼精制而成，可利用它進(jìn)行溫度實(shí)驗(yàn)。做溫度實(shí)驗(yàn)時(shí)，冷卻層的循環(huán)水可以使加熱層的熱量快速散發(fā)，使加熱層的溫度快速下降。冷卻層和加熱層都裝有溫度傳感器檢測(cè)其溫度，可完成溫度的定值控制、串級(jí)控制，前饋反饋控制，解耦控制等實(shí)驗(yàn)。 盤管模擬工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的管道輸送和滯后環(huán)節(jié)，長(zhǎng)21米（24圈），在盤管上有三個(gè)不同的溫度檢測(cè)點(diǎn)，它們的滯后時(shí)間常數(shù)不同，在實(shí)驗(yàn)過程中可根據(jù)不同的實(shí)驗(yàn)需要選擇不同的溫度檢測(cè)點(diǎn)。盤管的出水通過軟管連接既可以流入鍋爐內(nèi)膽，也可以經(jīng)過渦輪流量計(jì)流回儲(chǔ)水箱。它可用來(lái)完成溫度的滯后和流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)。 管道及閥門整個(gè)系統(tǒng)固定不動(dòng)的管道由敷塑不銹鋼管連接而成，所有的手動(dòng)閥門均采用優(yōu)質(zhì)球閥，徹底避免了管道系統(tǒng)生銹的可能性。有效提高了實(shí)驗(yàn)裝置的使用年限。實(shí)驗(yàn)用管道采用軟管連接，軟管連接部分均采用快速軟管接頭，方便軟管插拔，不同的實(shí)驗(yàn)需要連接不同的管路，完全開放，老師學(xué)生可以隨意組合控制系統(tǒng)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，使設(shè)備更具研究?jī)r(jià)值。 檢測(cè)裝置 壓力傳感器、變送器五個(gè)DDZIII型壓力傳感器，用來(lái)對(duì)上小、上大、下水箱的液位以及常規(guī)儀表側(cè)管道壓力進(jìn)行檢測(cè)。采用工業(yè)用的擴(kuò)散硅壓力變送器，帶不銹鋼隔離膜片，同時(shí)采用信號(hào)隔離技術(shù)，對(duì)傳感器溫度漂移跟隨補(bǔ)償。采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式，工作時(shí)需提供24V直流電源，輸出：4～20mADC。其中檢測(cè)管道壓力的壓力變送器量程為0200KPa，其余用于檢測(cè)液位的四個(gè)變送器量程均為05KPa。壓力變送器用來(lái)對(duì)現(xiàn)象總線側(cè)下水箱液位進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)量1套。％。采用SIEMENS帶PROFIBUSPA通訊接口的壓力傳感器，SIEMENS帶PROFIBUSPA通訊協(xié)議的壓力傳感器通過總線供電，不需要另外接工作電源。 溫度傳感器裝置中采用了五個(gè)Pt100鉑熱電阻溫度傳感器和一個(gè)K型熱電偶傳感器，五個(gè)熱電阻傳感器分