【正文】 輸出點；另外 6臺被控設(shè)備的運行指示燈由相應(yīng)的中間繼電器觸點驅(qū)動。圖 149 PLC輸入輸出接線圖 ? （ 3） TD200中文顯示器? 與 SIEMENS主機配套的顯示器的種類很多，而TD200中文文本顯示器是所有 SIMATIC S7200系列最簡潔、價格最低的操作界面。而且連接簡單，不需要獨立電源，只需專用電纜連接到 S7200CPU的 PPI接口上即可，如 圖 1410所示。? S7200系列的 CPU中保留了一個專用區(qū)域用于與 TD200交換數(shù)據(jù)， TD200直接通過這些數(shù)據(jù)區(qū)訪問 CPU。如信息顯示內(nèi)容 “ 調(diào)節(jié)池水位已達(dá)上上限” ，其地址應(yīng)來自于調(diào)節(jié)池水位計的上上限接點。圖 1410 TD200中文文本顯示器及其連接?3．程序設(shè)計? （ 1）主程序流程圖? S7200系列 PLC使用基于 Windows平臺的 32位編程軟件包 STEP7Micro/WIN，通常采用語義直觀、功能強大、適合修改和維護(hù)的梯形圖語言。 圖 1411給出控制系統(tǒng)主程序流程圖，整個工藝過程分為四種控制方式，在全自動與分組自動方式下，首先要選擇主、備用電機。圖 1411 主要程序流程圖PLC上電進(jìn)入手動進(jìn)入手動是全自動嗎？是手動嗎？ 是生化池 半自動嗎？ 進(jìn)入手動 進(jìn)入生化池 半自動 選擇風(fēng)機 …… 選擇調(diào)節(jié)池泵 進(jìn)入自動狀態(tài) 選擇風(fēng)機 選擇調(diào)節(jié)池泵 分機分組 調(diào)節(jié)池分組自動 進(jìn)入手動? （ 2）功能按鈕程序? 24個帶燈按鈕，分別啟停 14臺被控設(shè)備與 10種操作方式。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 )。? 有關(guān)細(xì)節(jié)內(nèi)容可查閱書后參考文獻(xiàn)。? 本設(shè)計完成了所有的工藝要求，實現(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。在現(xiàn)場經(jīng)過調(diào)試后已正常運行，工作可靠穩(wěn)定。 火電廠 DCS控制系統(tǒng)? 近年來， DCS在火電廠過程控制領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普及，應(yīng)用水平提高得很快。 DCS從單一功能向多功能、一體化方向發(fā)展，已經(jīng)實現(xiàn)了包括數(shù)據(jù)采集（ DAS）、模擬量控制（ MCS）、開關(guān)量控制（ SCS）、汽輪機控制（ DEH）、旁路控制（ BPS）、電氣控制（ ECS）等多項功能，在減輕運行維護(hù)人員的勞動強度、提高火電廠的綜合自動化水平、改善火電機組運行安全經(jīng)濟性等多方面發(fā)揮了極為重要的作用。? 圖 1412所示為某 300MW單元機組鍋爐控制部分采用美國貝利公司 INFI90系統(tǒng)的硬件配置圖，下面以其中的鍋爐主蒸汽溫度控制為例，給出一個 DCS在火電廠過程控制系統(tǒng)中應(yīng)用的實例。圖 1412 某 300MW機組鍋爐控制 INFI90系統(tǒng)硬件配置圖? 1．主汽溫度控制方案? 主汽溫度是單元機組主要的安全經(jīng)濟參數(shù)，在正常運行工況下主汽溫度的偏差要求控制在 ?2?C范圍內(nèi)，動態(tài)情況下的偏差不能超過額定值的 +5~10?C，對控制性能要求比較高。為了克服主汽溫度被控對象的滯后慣性大的影響，增強系統(tǒng)抗干擾能力，大型單元機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。為了進(jìn)一步克服滯后和慣性對控制的不良影響，兩側(cè)每級的噴水調(diào)節(jié)均采用了串級控制方式， 圖 1413為采用噴水調(diào)節(jié)的串級溫度控制系統(tǒng)。? 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。為了提高控制系統(tǒng)抵御外部干擾的能力，主蒸汽溫度控制系統(tǒng)中還采用了前饋方式。 圖 1414為機組實際的二級減溫控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖（ SAMA圖），圖中給出了控制回路的基本結(jié)構(gòu)及調(diào)節(jié)器跟蹤、手動 /自動切換邏輯。圖 1413 溫度串級控制系統(tǒng) 圖 1414 主汽溫控制 SAMA圖 ? （ 1）輸入 /輸出信號連接? 在上述溫度控制回路中有 5個輸入信號（即主汽溫度、噴水后溫度、主蒸汽流量、送風(fēng)量和閥位信號）以及 1個輸出信號（閥位指令）。在 INFI90系統(tǒng)中，對所有的 I/O信號都要分配 I/O模件與端子單元，端子單元與 I/O模件相對應(yīng)。該系統(tǒng)中涉及的 I/O模件及其端子單元如 表 142所示。? 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。表 142 常見的 I/O模件及其端子單元 I/O模件模件 端子單元端子單元 通道數(shù)通道數(shù) 說明說明IMASI03 NTAI06 16 通用信號輸入模件通用信號輸入模件IMFBS01 NTAI05 15 4～～ 20mA/1～～ 5V輸入模輸入模件件IMASO01 NTDI01 14 4～～ 20mA/1～～ 5V輸出模輸出模件件IMDSI02 NTDI01 16 開關(guān)量輸入模件開關(guān)量輸入模件IMDSO14 NTDI01 16 開關(guān)量輸出模件開關(guān)量輸出模件? （ 2）控制模件組態(tài)? 系統(tǒng)中采用的 INFI90控制模件為 IMMFP02，它可與若干個 I/O模件相連。控制模件中固化有 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。? 控制模件的組態(tài)是在工程師工作站 EWS上通過運行組態(tài)軟件來進(jìn)行的。組態(tài)的過程是以 CAD圖的形式將相應(yīng)模塊連接起來，生成若干頁組態(tài)圖。將這些組態(tài)圖編譯后下裝到控制模件后，控制模件就可以執(zhí)行組態(tài)時指定的功能。? 一般來說，組態(tài)圖中包含 I/O模件組態(tài)（如上述輸入模件 IMASI0 IMFBS01和輸出模件IMASO01的組態(tài)）、控制回路組態(tài)、例外報告組態(tài)、趨勢組態(tài)等內(nèi)容。 ? 圖 1415為主汽溫控制系統(tǒng)的控制回路簡化 CAD組態(tài)圖。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)和計算機接口單元等裝置之間的接口，它可以實現(xiàn)基本、串級和比率設(shè)定點控制以及手動 /自動站轉(zhuǎn)換。? 上述主汽溫控制采用了典型的串級控制方式，其中主調(diào)節(jié)器采用PID控制，副調(diào)節(jié)器采用 PI控制，有利于克服汽溫對象的大慣性、大滯后特性。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，實現(xiàn)對出口汽溫的初調(diào)，同時也有利于消除外擾影響。? 同時，還引入了主汽流量和送風(fēng)量信號作為主調(diào)節(jié)器的前饋信號。當(dāng)負(fù)荷或風(fēng)量發(fā)生變化時，預(yù)先調(diào)整減溫水量，以盡快消除外擾影響。前饋系數(shù)根據(jù)風(fēng)量及負(fù)荷對汽溫對象的擾動試驗進(jìn)行整定。? 此外，主調(diào)節(jié)器還采取了抗積分飽和措施，這是通過對噴水閥位指令的高低限幅塊 H//L（即 FC12）的輸出連接到主調(diào)節(jié)器 II和 DI實現(xiàn)飽和時的積分限制實現(xiàn)的。 圖 1415 主汽溫系統(tǒng)控制回路簡化組態(tài)圖? （ 3）數(shù)據(jù)庫組態(tài)? 凡是需要在操作員站 OIS上顯示操作的參數(shù)都必須在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行定義， 表 143所示為汽溫控制的標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫示例。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。顯示操作畫面中主要包括靜態(tài)圖形、動態(tài)參數(shù)及操作器等，通過圖形組態(tài)軟件中相應(yīng)的工具可以方便地予以實現(xiàn)。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。圖 1416 主汽溫系統(tǒng)顯示操作畫面 本章小結(jié)? 控制系統(tǒng)的設(shè)計與工程實現(xiàn)，既是一個理論方法問題，又是一個工程經(jīng)驗問題。要成功地完成一個工程項目的設(shè)計，除了要講究科學(xué)的設(shè)計方法外，還要借助于豐富的實踐經(jīng)驗。? 本章在討論計算機控制系統(tǒng)設(shè)計的一般原則和工程的實現(xiàn)步驟之后，分別介紹了針對不同控制對象的四種典型控制裝置的工程應(yīng)用實例，意在說明不同的控制對象總會有一種較優(yōu)的控制裝置以及如何融合硬、軟件技術(shù)。無疑，這將會對讀者提供一個有益的借鑒。思考題 1．簡述計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計原則。 ? 2．在做計算機控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案時， 要考慮哪些問題？? 3．分析說明圖 142單片機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。思考題 ? 4．結(jié)合圖 14 145，請參考有關(guān)資料選用一種 PC總線式 IPC，畫出滿足循環(huán)水裝置控制系統(tǒng)的 PC總線式 IPC硬件組成框圖。? 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。? 6．簡單說明循環(huán)水裝置系統(tǒng)與中水回用系統(tǒng)分別選用線式 IPC與 PLC控制裝置的理由。謝謝觀看 /歡迎下載BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH