基于dcs的溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書(參考版)
2025-06-30 17:34本頁(yè)面
【正文】 同時(shí)感謝此設(shè)計(jì)過程中幫助我的一些同學(xué)，在你們指導(dǎo)和幫助下，我才能順利的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，通過對(duì)所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用，加深了對(duì)過程控制系統(tǒng)的了解和學(xué)習(xí)，DCS控制和MACS系統(tǒng)的組成、功能及應(yīng)用都有了進(jìn)一步的了解。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)讓我們展示才能，開拓創(chuàng)新思維，激發(fā)創(chuàng)新靈感，交流學(xué)習(xí)的平臺(tái)?；仡櫞舜萎厴I(yè)設(shè)計(jì)，我從中受益匪淺。通過一段時(shí)間的參考和設(shè)計(jì)，我遇到過很多問題，發(fā)現(xiàn)自己的理論知識(shí)掌握的不牢固。這次課程設(shè)計(jì)，我翻閱了很多的書籍和畢業(yè)論文，并上網(wǎng)搜索了很多關(guān)于鍋爐水溫定值系統(tǒng)的設(shè)計(jì)材料。 老師把任務(wù)布置下來時(shí)我有很多的疑惑和不解。參考文獻(xiàn)[1]：機(jī)械工業(yè)出版社，1981[2]潘永湘，楊延西，：機(jī)械工業(yè)出版社，2007[3]：化學(xué)工業(yè)出版社，2005[4]. 北京：中央廣播電視大學(xué)出版社，1984[5]劉翠玲,[M].北京:北京大學(xué)出版社，2006[6]何衍慶,[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[7]（第三版）[M].北京:清華大學(xué)出版社，2004[8]王樹青，戴連奎，[M].北京：化工工業(yè)出版社，2008[9][M].上海：華東理工大學(xué)出版社，2008[10]：機(jī)械工業(yè)出版社，2006[11]：清華大學(xué)出版社，2006[12][M]，2009[13]HOLLiASMACS組態(tài)手冊(cè)[M].北京:北京和利時(shí)集團(tuán)公司，2001[14]：北京郵電大學(xué)出版社，2000[15]：國(guó)防工業(yè)出版社,2005[16] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 致 謝本設(shè)計(jì)利用THJ—3型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置為硬件基礎(chǔ)做鍋爐內(nèi)膽水溫控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)分析，采用MACSV組態(tài)軟件在上位機(jī)實(shí)現(xiàn)顯示和控制。比例調(diào)節(jié)能快速抵消干擾的影響，同時(shí)利用積分調(diào)節(jié)消除殘差，故當(dāng)比例度小些，最后穩(wěn)態(tài)誤差較小。 圖28 內(nèi)膽水溫的響應(yīng)過程曲線 6 結(jié)束語這次設(shè)計(jì)鍋爐內(nèi)膽作為被控對(duì)象，內(nèi)膽的水溫為系統(tǒng)的被控制量,將鉑電阻TT1檢測(cè)到的鍋爐內(nèi)膽溫度信號(hào)作為反饋信號(hào)，在與給定量比較后的差值通過調(diào)節(jié)器控制三相調(diào)壓模塊的輸出電壓（即三相電加熱管的端電壓），以達(dá)到控制鍋爐內(nèi)膽水溫的目的。由此可以看出δ=40， I=60s，D=4s時(shí)，水溫趨于穩(wěn)定。（9）δ=40，I=60s ，D=4s，如圖27所示。8）δ=40，I=60s ，D=2s 如圖26所示。（7）δ=40，I=60s ，D=10s ，如圖25所示。圖24 水溫控制曲線由圖24可以看出δ=40， I=60s時(shí)，積分時(shí)間適合，此時(shí)的積分作用適中，過渡過程振蕩不劇烈，消除穩(wěn)態(tài)誤差很快（11：14加上的階躍信號(hào)）。圖23 水溫控制曲線由圖23可以看出δ=40， I=10s時(shí)，積分時(shí)間過小，此時(shí)的積分作用太強(qiáng)，過渡過程振蕩劇烈，消除穩(wěn)態(tài)誤差很快。圖22 水溫控制曲線由圖22可以看出δ=40， I=80s時(shí)，積分時(shí)間過大，此時(shí)的積分作用太弱，過渡過程平緩，消除穩(wěn)態(tài)誤差過慢。比例系數(shù)調(diào)好后，試著加入積分時(shí)間。（3）δ=40 ，10：27加上的階躍信號(hào)，如圖21所示。（2）δ=60，如圖20所示。步驟：δ：比例度，I：積分時(shí)間，D：微分時(shí)間紅線： 給定值 綠線：測(cè)量值 調(diào)試結(jié)果步驟：δ：比例度，I：積分時(shí)間，D：微分時(shí)間紅線：給定值 綠線：測(cè)量值（1）δ=1 ，如圖19所示。 圖18 控制系統(tǒng)界面（8）設(shè)置好溫度的給定值，先把調(diào)節(jié)器輸出設(shè)為手動(dòng)，待溫度趨于給定值且不變后，把手動(dòng)切換為自動(dòng)，使系統(tǒng)進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)。將控制屏上的直流24V電源（+、－）端對(duì)應(yīng)接到FM模塊電源輸入（+、－）端。（6）保存文件將剛才繪制的鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)流程圖保存，圖形文件名為L(zhǎng)LDZ，圖形組態(tài)完畢。（5）設(shè)置在線修改交互特性單擊電動(dòng)閥調(diào)節(jié)開度的文字特性XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。（4）設(shè)置Tip顯示交互特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。（3）設(shè)置推出窗口交互特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標(biāo)選擇交互特性。單擊電動(dòng)閥調(diào)節(jié)開度的文字特性XXX . X％，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。 圖17 鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制系統(tǒng)的靜態(tài)圖形（2）設(shè)置文字動(dòng)態(tài)特性單擊鍋爐內(nèi)膽溫度的文字特性XXX . X℃，右擊鼠標(biāo)選擇動(dòng)態(tài)特性。直至編譯成功，保存工程，退出。（4）編寫子程序子程序如圖16所示。IF SINGLE03 THENS03_LOOP()。GetSysInfo()。P_H_TC()。P_H_RTD()。PID04:HSPID:=(SP:=0,CP:=,DL:=100,MC:=0,RM:=0,PT:=100,TI:=30,KD:=10,OT:=100,OB:=0,PK:=0,OM:=0,AD:=1,ME:=1,AE:=1,CE:=0,PU:=100,PD:=0)。注意：一條聲明要寫在一行中。（1）創(chuàng)建POU在對(duì)象組織器中，選中POUs，新建一文件夾，重命名為“LHF”，然后選中文件夾，單擊鼠標(biāo)右鍵，選中“添加”，彈出創(chuàng)建POU窗口，新POU命名為“S03_LOOP”、POU類型選“程序”、POU語言選“CFC”。直到編譯成功，生成下裝文件成功，關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)，如下圖15所示。（13）完全編譯工程：打開數(shù)據(jù)庫(kù)總控，選擇工程 LLDZ ，并且保證當(dāng)前的域號(hào)為0。（11）最終出現(xiàn)“工程編譯成功”。 圖14 編輯完成圖（9）選中“服務(wù)器”點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，編譯“服務(wù)器”站，選擇“全部重編”，最終出現(xiàn)“站編譯成功”。圖13 更新數(shù)據(jù)庫(kù)（8）中間量點(diǎn)添加完畢，點(diǎn)擊菜單欄“編輯”中的“當(dāng)前方案”，會(huì)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤提示消失，點(diǎn)擊工具欄中保存，再次保存方案頁(yè)。（6） 打開“數(shù)據(jù)庫(kù)總控”，選擇“LLDZ ”工程，在“數(shù)據(jù)庫(kù)編輯”下的“AM” 項(xiàng)名，全選后確定。（4）此時(shí)需要在“P11”右側(cè)的空白框中鍵入“getsysper（_FUHE00）”幾個(gè)字符，添加完畢，請(qǐng)保存方案頁(yè)，如圖12所示。（3）選中“服務(wù)器”，點(diǎn)擊工具欄中的按鈕，新建服務(wù)器算法方案，請(qǐng)選擇“FM”類型方案建立服務(wù)器算法方案，如圖11所示。圖10 服務(wù)器算法組態(tài)選擇工程圖（2）選擇文件→新建站，獲點(diǎn)擊按鈕新建站，在新建的工程下新建為服務(wù)器和控制站10，新建站保存到默認(rèn)的安裝目錄下。需要手動(dòng)配置IPA網(wǎng)IP地址：B網(wǎng)IP地址：(3）完成工程 鍋爐內(nèi)膽水溫定值控制的設(shè)備組態(tài)。A網(wǎng)IP地址：B網(wǎng)IP地址：后兩塊網(wǎng)卡為系統(tǒng)網(wǎng)，系統(tǒng)網(wǎng)不必配置IP地址。 圖9 工程的系統(tǒng)圖 (2）在設(shè)備組態(tài)時(shí)仍按照“標(biāo)準(zhǔn)工程”組態(tài)，由于該工程采用單以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)，因此需要手動(dòng)配置服務(wù)器前兩塊網(wǎng)卡和操作站兩塊網(wǎng)卡的IP地址。 表3 模擬量輸入設(shè)置 記錄序號(hào) 通道號(hào) 采樣周期 設(shè)備號(hào) 點(diǎn)說明 量程下限 量程上限 輸出格式 點(diǎn)名 信號(hào)范圍 站號(hào) 1 1 1 3 溫度 0 100 XXXXX TT1 PT100_RTD 10 表4 模擬量輸出設(shè)置記錄序號(hào) 當(dāng)前值 通道號(hào) 采樣周期 設(shè)備號(hào) 點(diǎn)說明 量程下限 量程上限 輸出格式 點(diǎn)名 站號(hào) 2 0 3 1 4 調(diào)壓模
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