【正文】 在此，我向敬愛的老師致以最崇高的敬意和最衷心的謝意。在此，我要特別感謝我的畢業(yè)論文指導(dǎo)老師 —— 信自學(xué)院 許曉平老師。類似的這些失誤讓我對系統(tǒng)進(jìn)行不斷的改進(jìn)，并對以后自己從事相關(guān)工作時避免一些不必要的失誤。 總結(jié)與體會 畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階 段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機(jī)會，通過這次 過程控制監(jiān)控 系統(tǒng)設(shè)計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識，解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻(xiàn)資料 等 能力 的 水平，而且通過對整體 監(jiān)控系統(tǒng) 的掌控，對 部分的設(shè)計與選型 ，以及對細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富，并且 加深鞏固我們在整個大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的知識。 智能采集模塊在不影響現(xiàn)場 參數(shù) 顯示 、控制 的情況下，主要完成 對現(xiàn)場 參數(shù)的 集中采集。如圖 所示： 圖 ADAM4017+ 初始化 在彈出的對話框中點擊” OK”， ADAM4017+參數(shù)設(shè)置完成，斷開它的電源線。如圖 。 ADAM4000 UTILITY 主界面如圖 所示 ： 圖 ADAM4000 UTILITY主界面 選中左側(cè)端口，如 COM1，在右側(cè)設(shè)置對話框中設(shè)置 端口 ： ? 波特率： 9600bps ? 數(shù)據(jù)位： 8 ? 停止位： 1 ? 校驗位： None 模塊初始化： 每個模塊出廠時都沒有設(shè)置其設(shè)備地址，因此在初始化的時候，要逐個通電，逐個進(jìn)行設(shè)置。 點擊“結(jié)束”，出現(xiàn)“重啟計算機(jī)”對話框。系統(tǒng)會自動按照 組態(tài)王的安裝路徑列出設(shè)備驅(qū)動程序需要安裝的路徑。 單擊安裝界面的“安裝組態(tài)王驅(qū)動程序”按鈕或在組態(tài)王主程序安裝完成后繼續(xù)安裝 。 第七步：開始安裝。 出現(xiàn)安裝方式對話框。 第四步：選擇組態(tài)王軟件安裝路徑。點擊“安裝組態(tài)王程序”按鈕，將自動安裝“組態(tài)王”軟件到用戶的硬盤目錄，并建立應(yīng)用程序組。 上位監(jiān)控軟件 組態(tài)王 的 安裝過程 將組態(tài)王軟件包解壓后， 運行安裝程序 ，啟動組態(tài)王安裝過程向?qū)А? 綜合考慮各種性能，我采用 正泰低壓斷路器 DZ4760 2P D40A 型 空氣開關(guān) 。波特率最高可以達(dá)到 ，使用 10V30V 直流電源供電。 全量程范圍內(nèi)極高的線性度（非線性度 %） 產(chǎn)品全系列采用三隔離，信號輸入 /信號輸出 /輔助電源 通用參數(shù) 如表 ： 表 通用參數(shù) 精 度 %， % 隔 離 信號輸入 /輸出 /輔助電源 輔助電源 DC5V、 12V、 24V， 177。產(chǎn)品采用 DIN35 國際標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝方式，體積小、精度高，性能穩(wěn)定、性價比高，可以廣泛應(yīng)用在石油、化工、電力、儀器儀表和工業(yè)控制等行業(yè)。 技術(shù)參數(shù) 指標(biāo)： 輸入信號：正弦波，矩形波 幅 值： ～ 10V 有效值 頻率范圍： 0～ 50－－ 500 Hz 0～ 100－－ 1000 Hz 0～ 200－－ 2020 Hz 0～ 300－－ 3000 Hz 0～ 400－－ 4000 Hz 0～ 500－－ 5000 Hz 0～ 600－－ 6000 Hz 0～ 1000－－ 10000 Hz 輸入阻抗：≥ 20KΩ 輸出電流： XPZ01A 4～ 20 負(fù)載電阻： 0～ 500Ω 基本誤差：177。 運行系統(tǒng)：工程運行界面，從采集設(shè)備中獲得通訊數(shù)據(jù)，并依據(jù)工程瀏覽器的動畫設(shè)計顯示動態(tài)畫面，實現(xiàn)人與控制設(shè)備的交互操作。它還具有豐富的 設(shè)備驅(qū)動程序 和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能 。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。 用 組態(tài)王 開發(fā) 監(jiān)控系統(tǒng) 軟件 ， 組態(tài)王 是新型的工業(yè) 自動控制系統(tǒng) ，它以標(biāo)準(zhǔn)的 工業(yè)計算機(jī) 軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。 由于 PC機(jī)默認(rèn)的只帶有 RS232 接口， 需要 通過 RS232/RS485 轉(zhuǎn)換 電路 將 PC機(jī)串口 RS232 信號轉(zhuǎn)換成 RS485 信號。而忽略了信號地的連接，這種連接方法在許多場合是能正常工作的，但卻埋下了很大的隱患，這有二個原因： (1)共模干擾問題： RS485接口采用差分方式傳輸信號方式，并不需要相對于某個參照點來檢測信號，系統(tǒng)只需檢 測兩線之間的電位差就可以了。 如圖 ADAM4017+的外觀及接線口簡圖 : 圖 ADAM4017+外觀簡圖 ADAM4017+的技術(shù)說明 如表 所示： 表 ADAM4017+技術(shù)說明 通道數(shù) 8 輸入類型 mV,V,mA 輸入范圍 +/150mV, +/500mV, +/1mV, +/5mV, +/10mV, +/20mV, 4～20mA 隔離電壓 3000V DC 最高額定電壓 ＋ /35V 采樣速率 10個采樣點 /秒 (總的 ) 輸入阻抗 20MΩ 精確度 ≤+/% 功率 I/0連接器類型 十針連接器 ADAM4017+的硬件連線如圖 所示： 圖 ADAM4017+的硬件連線 ADAM4017+ 8 通道模擬量輸入模塊接線圖 如圖 所示： 圖 ADAM4017+ 8通道模擬量輸入模塊接線圖 RS485通訊 RS485 采用差分信號負(fù)邏輯， 2V～ 6V 表示 “0” ， +2V～ +6V 表示 “1” 。 ADAM4017+是 16 位 A/D 8 通道的模擬量輸入模塊，可以采集電壓、電流等模擬量輸入信號。 控制系統(tǒng) 方案設(shè)計 系統(tǒng)總體控制框圖如圖 所示：通過 CS4000 系列和浙江天煌的 THSA1型 過程實驗裝置 采集的數(shù)據(jù) 傳送到采集站加工和轉(zhuǎn)換，再通過轉(zhuǎn)化器連接到計算機(jī)中的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的監(jiān)控。 系統(tǒng)對象采集裝置參數(shù)要求 CS4000系列過程實驗裝置和浙江天煌 THSA1型 過程控制實驗平臺 主要測量的參數(shù) 分別 如表 和表 所示 ： 表 CS4000系列過程實驗 裝置參數(shù)要求 檢測參數(shù) 測量裝置 輸入信號 輸出信號 1號水箱液位 壓力變送器 0~30cm 4~20mA 2號水箱液位 壓力變送器 0~30cm 4~20mA 3號水箱液位 壓力變送器 0~30cm 4~20mA 4號水箱液位 壓力變送器 0~30cm 4~20mA 5號加熱水箱 PT100熱電阻溫度傳感器 200~+500℃ 19～ 254Ω 短滯后 PT100熱電阻溫度傳感器 PT100熱電阻溫度傳感器 200~+500℃ 19～ 254Ω 長滯后 PT100熱電阻溫度傳感器 PT100熱電阻溫度傳感器 200~+500℃ 19～ 281Ω 主管路電磁流量 電磁流量計 0～ ~20mA 副管路渦輪流量 渦輪流量計 0～ ~506HZ 表 浙江天煌 THSA1型過程控制實驗平臺參數(shù)要求 檢測裝置 參量參數(shù) 輸入信號 輸出信號 LT1上水箱 液位 壓力 變送器 D=25cm， H=20cm 4~20mA LT2中水箱 液位 壓力 變送器 D=25cm， H=20cm 4~20mA LT3下水箱 液位 壓力 變送器 D=35cm， H=20cm 4~20mA TT1鍋爐內(nèi)膽 溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω TT2鍋爐夾套 溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω TT3盤管 1溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω TT4盤管 2溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω TT5盤管 3溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω TT6上水箱 溫度 PT100熱電阻溫度傳感器 200～ +420℃ 19～ 254Ω 電動調(diào)節(jié)閥支路 流量 渦輪流量計 0～ ~506HZ 變頻器支路 流量 渦輪流量計 0～ ~506HZ 盤管出口 流量 渦輪流量計 0～ ~506HZ 第三章 控制 系統(tǒng)總體 方案設(shè)計 本次設(shè)計是基于不改變現(xiàn)場控制，完成主要參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，設(shè)計系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成。上面一路作為比值器，輸入電壓經(jīng)過電壓跟隨器、反相比例放大器、反相器輸出 0～ 5V 電壓，可以實現(xiàn)流量的單閉環(huán)比值、雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)實驗；當(dāng)上面一路作為干擾輸入，下面一路作為調(diào)節(jié)器輸出時，兩路相加或相減（通過鈕子開關(guān)切換），再經(jīng)過 I/V 變換輸出 4～ 20mA 電流，這部分構(gòu)成一個前饋補(bǔ)償器，可以實現(xiàn)液位與流量、溫度與流量的前饋 反饋 控制系統(tǒng) 實驗 。 （ 1） AI智能調(diào)節(jié)儀表掛件 采用上海萬迅儀表有限公司生產(chǎn)的 AI系列全通用人工智能調(diào)節(jié)儀表，其中SA12 智能調(diào)節(jié)儀控制掛件為 AI818 型， SA13 智能位式調(diào)節(jié)儀為 AI708 型。 （ 3） SA11 交流變頻控制掛件 采用日本三菱的 (R)型 變頻器，控制信號輸入為 4～20mADC 或 0～ 5VDC， 交流 220V 變頻 輸出用來驅(qū)動三相磁力驅(qū)動泵。 （ 4）三相電加熱管 由三根 電加熱管星形連接而成，用來對鍋爐內(nèi)膽內(nèi)的水進(jìn)行加溫，每根加熱管的電阻值約為 50Ω 左右。 泵體完全采用不銹鋼材料，以防止生銹，使用壽命長。 （ 1）電動調(diào)節(jié)閥 采用智能直行程電動調(diào)節(jié)閥，用來對控制回路的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。 （ 3）流量傳感器、變送器 三個渦輪流量計分別用來對由電動調(diào)節(jié)閥控制的動力支路、由變頻器控制的動力支路及盤管出口處的流量進(jìn)行檢測。采用標(biāo)準(zhǔn)二線制傳輸方式，工作時需提供 24V直流電源，輸出： 4～ 20mADC. (2)溫度傳感器 裝置中采用了六個 Pt100 鉑熱電阻溫度 傳感器，分別用來檢測鍋爐 內(nèi)膽 、 鍋爐夾套、 盤管 （有 3 個測試點）以及 上水箱出口 的 水溫。有效提高了實驗裝置的使用年限。 （ 3）盤管 模擬工業(yè)現(xiàn)場的管道輸送和滯后環(huán)節(jié) ， 在盤管上有三個不同的溫度檢測點，它們的滯后時間常數(shù)不同，在實驗過程中可根據(jù)不同的實驗需要選擇不同的溫度檢測點。 上、中、下水箱可以組合成一階、二階、三階 單回路 液位控制系統(tǒng) 和雙閉環(huán)、三閉環(huán)液位串級控制 系統(tǒng) 。 （ 1）水箱 包括上水箱、中水箱、下水箱和儲水箱。這個 裝置結(jié)合了當(dāng)今工業(yè)現(xiàn)場過程控制的實際，是一套集自動化儀表技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動控制技術(shù)及現(xiàn)場總線技術(shù)為一體的多功能實驗設(shè)備。 PLC 是微機(jī) 技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是 PLC 的程序編制，不需要專門的計算機(jī)編程語言知識，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯也都很方便。 四水箱 DDC 實驗軟件根據(jù)中控教儀四水箱過程控制實驗裝置的對象系統(tǒng)的特點，分別設(shè)計了基于水箱對象系統(tǒng)和溫度對象系統(tǒng)的 DDC 實驗。 具有 控制功能、表達(dá)式運算、自整定功能、密碼保護(hù)、歷史數(shù)據(jù)記錄控制功能多種功能。在電氣控制柜中安裝了一塊帶數(shù)顯功能的溫度位式控制儀表，指示加熱區(qū)的溫度，當(dāng)溫度過高時，同樣會自動停止加熱管的工作。加熱管在干燒狀態(tài)（加熱水箱無水）下工作是非常危險的，產(chǎn)生的熱量無法及時傳走最后會導(dǎo)致加熱管爆裂。變頻器有手動、自動兩種工作狀態(tài)，手動狀態(tài)下按變頻器操作面板旋鈕設(shè)定的頻率工作，自動狀態(tài)下按外給定信號（ 420mA）設(shè)定的頻率工作，手 /自動切換開關(guān)在變頻器的右下方。打開總電源開關(guān)，按動啟動按鈕，整個對象通電；按動停止按鈕，整個對象斷電。 電氣控制柜在對象框架的左邊，其面板如圖 。依靠位置負(fù)反饋，保證輸入信號準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為閥桿的行程。調(diào)節(jié)閥部分主要由閥桿、閥體、閥芯、及閥座等部件組成。 適合作電阻感溫元件的材料應(yīng)滿足如下要求：電阻溫度