【導(dǎo)讀】程度由間接指標(biāo)溫度控制。為了獲得高精度的溫度控制及盡可能節(jié)省蒸汽的消。耗量，采用雙重控制系統(tǒng)，可以取得良好的控制效果。流程、控制要求及擾動(dòng)分析、雙重控制方案的分析、控制方案具體的設(shè)計(jì)過(guò)程?？刂葡到y(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)步驟和注意問(wèn)題、軟件設(shè)計(jì)流程圖和梯形圖設(shè)計(jì)。及整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)仿真。度的監(jiān)控和操作?？刂菩Ч哂辛己玫姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性，為方便對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，并且之間的切換是無(wú)擾動(dòng)的。高能耗除了因干燥本身需。成蒸發(fā)干燥而獲得干燥的產(chǎn)品。段，可以了解到噴霧干燥的某些特點(diǎn)，現(xiàn)分別說(shuō)明如下。料液霧化的目的在于將料液分散為微細(xì)的霧滴，霧滴的平均。量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大，特別是熱敏性物料的干燥尤為重要。這時(shí)，由于水分的迅速蒸發(fā)，液滴膨脹甚至破裂，因此并流。相應(yīng)的安全措施。確定設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)采取有效措施防止環(huán)境污染?？刈兞坎捎脙蓚€(gè)或兩個(gè)以上的操縱變量進(jìn)行控制。

　　

【正文】 作狀態(tài)，設(shè)置為啟動(dòng)時(shí)，在進(jìn)入 MCGS運(yùn)行環(huán)境時(shí)， MCGS 即自動(dòng)開始對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，設(shè)置為停止時(shí)， MCGS 不對(duì)設(shè)備進(jìn)行操作，但可以用 MCGS 的設(shè)備操作函數(shù)和策略在 MCGS 運(yùn)行環(huán)境中啟動(dòng)或停止設(shè)備。 （ 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(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的指定數(shù)據(jù)對(duì)象或把數(shù)據(jù)對(duì)象的值送入設(shè)備指定的通道輸出。 三菱 FX232 PLC 設(shè)備構(gòu)件把 PLC 的通道分為只讀，只寫，讀寫三種情況，只讀用于把 PLC 中的數(shù)據(jù)讀入 到 MCGS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中，只寫通道用于把 MCGS實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)寫入到 PLC中，讀寫則可以從 PLC 中讀數(shù)據(jù)，也可以往 PLC中寫數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)谝淮螁?dòng)設(shè)備工作時(shí)，把 PLC 中的數(shù)據(jù)讀回來(lái)，之后本設(shè)備會(huì)將變化的值往下寫，這種操作的目的是，用戶 PLC 程序中有些通道的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)第一次啟動(dòng)，或計(jì)算機(jī)中途死機(jī)時(shí)不能復(fù)位。 本設(shè)備構(gòu)件可操作 PLC的： X 輸入繼電器 (位操作只讀 ) ； Y輸出繼電器 (位操作，可讀可寫 )； M 中間繼電器 (位操作，可讀可寫 )； D 變量存儲(chǔ)器 (字，雙字，浮點(diǎn)，可讀可寫 )，對(duì)其他的寄存器請(qǐng)使用 D寄存器，或 M 繼電器導(dǎo)動(dòng)。 單擊設(shè)備基本屬性中的“設(shè)置設(shè)備內(nèi)部屬性”在打開的屬性頁(yè)中，按“增加通道”按鈕，彈出增加通道窗口，在該窗口中： 1： 選擇要對(duì) PLC 中的那個(gè)繼電器區(qū)或寄存器區(qū)進(jìn)行操作即選擇通道類型。 2：選擇是只讀，只寫，還是讀寫，默認(rèn)是只讀。 3：指定操作該繼電器區(qū)或寄存器區(qū)的什么地方即輸入通道地址，如要以字操作的方式讀或?qū)?DW15，則在輸入通道地址中寫 15。 4：指定操作該通道地址中的哪一位（ 07)或一次操作 1 個(gè)字 16 位或 2 個(gè)字 32 位，或浮點(diǎn)。 5：設(shè)置一次連續(xù)增加多少個(gè) PLC 通道。 按“確認(rèn)”后則把添加的 寄存器顯示到表格中，重復(fù)以上操作可以完成您所要的各種繼電器或寄存器。屬性頁(yè)窗體中的“刪除一個(gè)”，“刪除全部”，“索 34 引拷貝”可以實(shí)現(xiàn)一些快捷的操作。操作完成后，按“確認(rèn)”退出。 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(guò)程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jì)所用到的實(shí)時(shí)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(guò)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(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)對(duì)象連接。 36 圖 46 通道連接 Channel link 圖 47 設(shè)備調(diào)試 Equipment debugging 將制作完畢的上位機(jī)程序加上模擬信號(hào)，使用正弦模擬 信號(hào)來(lái)代替干燥塔指標(biāo)溫度 ，流量的變化，驗(yàn)證實(shí)式數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)報(bào)表，報(bào)警顯示等功能。通過(guò)不斷調(diào)試和修改準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)上述各種功能。 噴霧干燥過(guò)程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 37 PLC 程序的調(diào)試 對(duì) PLC 程序模擬調(diào)試，檢查語(yǔ)法和基本功能能否正確實(shí)現(xiàn)。通過(guò)模擬調(diào)試使程序無(wú)語(yǔ)法錯(cuò)誤，基本功能正確實(shí)現(xiàn)可以順利運(yùn)行。 噴霧干燥 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)仿真調(diào)試 利用實(shí)驗(yàn)室里過(guò)程綜合自動(dòng)化控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái) THSA 和液位裝置上進(jìn)行模擬仿真調(diào)試。 將模擬量輸出通道 AO0 接到電動(dòng)調(diào)節(jié)閥， 接通電源打開 PLC，完成 PLC 的供電和外部接線。程序調(diào)試如下： 1. 通過(guò)設(shè)置各個(gè)通道將 MCGS 與 PLC 連通。 2. 將 PLC 程序?qū)懭?PLC，寫入后 PLC處于運(yùn)行狀態(tài)。 3. 將具有手自動(dòng)調(diào)節(jié)的程序?qū)懭?PLC，在 PLC 處于運(yùn)行狀態(tài)的情況下。 （ 1）在自動(dòng)模式下，通過(guò) MCGS 設(shè)定設(shè)定值為 P2＝ 75，主調(diào)節(jié)器的比例增益為 150，積分時(shí)間為 80；副調(diào)節(jié)器的比例增益設(shè)為 P1＝（ 3～ 5） P2，積分時(shí)間為 100；主、副調(diào)節(jié)器都設(shè)為反作用。 （ 2）在手動(dòng)模式下， 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置主副調(diào)節(jié)器輸出值，觀察實(shí)時(shí)曲線直到輸出值穩(wěn)定， 說(shuō)明手動(dòng)模式工作正常。 （ 3）手自動(dòng)切換 預(yù)先設(shè)置好主副調(diào)節(jié)器 PID 參數(shù)，適當(dāng)改變手動(dòng)輸入值的大小，待輸出值基本穩(wěn)定不變時(shí)，按下“自動(dòng)”按鈕，使系統(tǒng)由手動(dòng)操作狀態(tài)變?yōu)樽詣?dòng)運(yùn)行狀態(tài) 。 當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)運(yùn)行后，突加階躍擾動(dòng)（將給定量增 /減 5％－ 15％），觀察系統(tǒng)的輸出響應(yīng)曲線。 通過(guò)觀察 MCGS 界面和 PLC 監(jiān)視模式下內(nèi)存的情況及，調(diào)節(jié)閥的輸出沒(méi)有發(fā)生突變，說(shuō)明手自動(dòng)無(wú)擾切換程序正常。 4. 利用實(shí)驗(yàn)室水箱液位代替溫度、流量進(jìn)行調(diào)試 （ 1）根據(jù)設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行硬件接線。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(jì)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。 （ 3）先在手動(dòng)模式下調(diào)試，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置手動(dòng)輸出，觀察手動(dòng)效果并調(diào)試參數(shù)，直到手動(dòng)模式下達(dá)到穩(wěn)定，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 （ 4）設(shè)置主、副調(diào)節(jié)器的 PID 參數(shù)，進(jìn)入自動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)無(wú)擾動(dòng)切換。并觀察實(shí)時(shí)曲線、歷史曲線等，直到達(dá)到理想的控制效果。 （ 5）多次改變系統(tǒng)的設(shè)定值，觀察驗(yàn)證調(diào)節(jié)效果。 （ 6）通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)機(jī)模擬調(diào)試，該系統(tǒng)達(dá)到了良好的控制效果。 圖 49 實(shí)時(shí)曲線 Real time curve 噴霧干燥過(guò)程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 39 工業(yè)控制系統(tǒng)常見故障分析 及 PLC 在應(yīng)用中要注意的問(wèn)題 一般工業(yè)過(guò)程控制與上位機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制系統(tǒng)之間的通訊使比較經(jīng)常容易出現(xiàn)故障的。若系統(tǒng)通信不正常，則根據(jù)常見故障分析查找原因。 要提高 PLC 控制系統(tǒng)可靠性，一方面要求 PLC 生產(chǎn)廠家提高設(shè)備的抗干擾能力；另一方面，要求設(shè)計(jì)、安裝和使用維護(hù)中引起高度重視，多方配合才能完善解決問(wèn)題，有效地增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾性能。 無(wú)法建立通訊連接 （ 1）檢查 PLC 是否上電； （ 2）是否 使用標(biāo)準(zhǔn)的三菱 PLC 編程電纜； （ 3）通訊參數(shù)設(shè)置使否正確； （ 4）檢查對(duì)某一寄存器的操作是否超出范圍。 （ 5） 確認(rèn) PLC 的實(shí)際地址是否和設(shè)備構(gòu)件基本屬性頁(yè)的地址一致，若不知道 PLC 的實(shí)際地址，則用編程軟件的搜索工具檢查，若有則會(huì)顯示 PLC 的地址。 通訊不可靠如何排除 若通信狀態(tài)時(shí)而為 0，時(shí)而為 1，表示通信不可靠（不穩(wěn)定），原因可能有： （ 1）通信距離太遠(yuǎn)，一般不超過(guò) 50米； （ 2）采樣周期太短，試著改變采樣周期； （ 3）若分析后保證 PLC無(wú)問(wèn)題，用三菱 PLC 的編程軟件能與編程電纜連接，則需檢查 MCGS 能否正常工作。 通訊速度太慢 （ 1）正常的慢， PLC 要讀寫的通道很多，則數(shù)據(jù)更新較慢是正常的。 （ 2）不屬于上述原因，則可能是有故障，解決的辦法有：在內(nèi)部屬性頁(yè)添加通道時(shí)，盡量連續(xù)添加。而且把同一類型寄存器的只讀，只寫，讀寫通道盡量分開一些，對(duì) D 寄存器操作時(shí)， 我們的處理方式是，一次最多讀或?qū)?40 個(gè)字，如連續(xù) 40 個(gè)字是只讀，只寫，或讀寫中的其中一種，這只要操作一次，若此 40 個(gè)字中既有只讀，又有只寫，還有讀寫的通道，這就要讀又要寫，速度就會(huì)慢。對(duì)于位寄存器也是如此，位寄存器一次讀或?qū)?512 個(gè)位， 32 個(gè)字。 40 （ 3）若按 2中添加方式做，還慢，則可能是技術(shù)性問(wèn)題。 在 PLC 應(yīng)用中要注意的問(wèn)題 （ 1） PLC 要求環(huán)境溫度在 0～ 55oC ，安裝時(shí)不能放在發(fā)熱量大的元件下面，四周通風(fēng)散熱的空間應(yīng)足夠大。 （ 2） 應(yīng)使 PLC 遠(yuǎn)離強(qiáng)烈的震動(dòng)源，防止振動(dòng)頻率為 10～ 55Hz 的頻繁或連續(xù)振動(dòng)。當(dāng)使用環(huán)境不可避免震動(dòng)時(shí)，必須采取減震措施，如采用減震膠等。 （ 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)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng) 一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的 1/10。 （ 4） PLC 對(duì)于電源線帶來(lái)的干擾具有一定的抵制能力。在可靠性要求很高或電源干擾特別嚴(yán)重的環(huán)境中，可以安裝一臺(tái)帶屏蔽層的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。一般 PLC都有直流 24V 輸出提供給輸入端，當(dāng)輸入端使用外接直流電源時(shí)，應(yīng)選用直流穩(wěn)壓電源。因?yàn)槠胀ǖ恼鳛V波電源，由于紋波的影響，容易使 PLC接收到錯(cuò)誤信息。 （ 5） 交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，避免并行。 噴霧干燥過(guò)程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 41 5 結(jié)束語(yǔ) 通過(guò)對(duì) 計(jì)算機(jī) 雙重 控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)，對(duì)需要使用的控制系統(tǒng)方案進(jìn)行了分析 ，得出 雙重 控制方案是比較理想的控制方案。 噴霧干燥 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)上位機(jī)使用工業(yè)組態(tài)軟件 MCGS 設(shè)計(jì)，具 有友好的人機(jī)界面，方便直觀的實(shí)現(xiàn)了對(duì)干燥塔指標(biāo)溫度的監(jiān)控和操作。 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)下位機(jī)通過(guò) PLC 的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有良好的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，為方便對(duì)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)，控制系統(tǒng)有手動(dòng)和自動(dòng)兩種模式，并且之間的切換是無(wú)擾動(dòng)的。 在實(shí)驗(yàn)室 THSA 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及液位 裝置上進(jìn)行模擬仿真，通過(guò)對(duì)程序的在線調(diào)試和系統(tǒng)結(jié)果的分析，噴霧干燥雙重 控制系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，并且體現(xiàn)了良好的控制性 能。 通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，熟悉了 噴霧干燥過(guò)程 的工藝流程及控制方案， MCGS 組態(tài)軟件編程方法和三菱 PLC軟件編程，硬件接口線路的設(shè)計(jì)方法， MCGS 組態(tài)和三菱 PLC 設(shè)計(jì)的步驟和方法。對(duì)控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)有了更為整體的認(rèn)識(shí)，對(duì)工程的設(shè)計(jì)的方法和步驟有了更為直接的體驗(yàn)。