【正文】 CGS 工程的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理中心。 安全機(jī)制 :過用戶權(quán)限管理、工程安全管理、腳本程序?qū)崿F(xiàn)。 歷史曲線窗口 :歷史曲線 ,通過歷史 曲線構(gòu)件實(shí)現(xiàn) . 報(bào)警顯示窗口：報(bào)警數(shù)據(jù)，通過報(bào)警顯示構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。 圖形制作 噴霧干燥 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)窗口 [3]： 干燥塔 、調(diào)節(jié)閥、流量傳感器、溫度傳感器：由對(duì)象元件庫引入； 管道：通過流動(dòng)塊構(gòu)件實(shí)現(xiàn)； 溫度、流量控制：通過輸入框輸入實(shí)現(xiàn)；顯示通過標(biāo)簽構(gòu)件實(shí)現(xiàn)； PID設(shè)定和給定值，通過標(biāo)簽、輸入框構(gòu)件實(shí)現(xiàn)。 噴霧干燥過程 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)人機(jī)界面 MCGS 的設(shè)計(jì) 工程分析 通過上兩章對(duì) 噴霧干燥過程 控制的分析和設(shè)計(jì)，整體上對(duì)工程的結(jié)構(gòu)、流程、需實(shí)現(xiàn)的功能及如何實(shí)現(xiàn)這些功能有了詳細(xì)的了解，下面為具體的框架組成。此項(xiàng)操作在設(shè)備窗口內(nèi)進(jìn)行。 編寫程序調(diào)試工程 利用調(diào)試程序產(chǎn)生的模擬數(shù)據(jù)，檢查動(dòng)畫顯示和控制流程是否正確。 MCGS 還為用戶提供了編程用的功能構(gòu)件（稱之為“腳本程序”功能構(gòu)件），使用簡單的編程語言，編寫工程控制程序。后一部分則設(shè)置圖形的動(dòng)畫屬性，與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中定義的變量建立相關(guān)性的連接關(guān)系，作為動(dòng)畫圖形的驅(qū)動(dòng)源。 制作動(dòng)畫顯示畫面 動(dòng)畫制作分為靜態(tài)圖形設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)屬性設(shè)置兩個(gè)過程。編制菜單分兩步進(jìn)行，第一步首先搭建菜單的框架，第二步再對(duì)各級(jí)菜單命令進(jìn)行功能組態(tài)。封面窗口和啟動(dòng)窗口也可等到建立了用戶窗口后，再行建立。主要內(nèi)容包括：定義工程名稱、封面窗口名稱和啟動(dòng)窗口（封面窗口退出后接著顯示的窗口）名稱，指定存盤數(shù)據(jù)庫文件的名稱噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 21 以及存盤數(shù)據(jù)庫，設(shè)定動(dòng)畫刷新的周期。 組建 MCGS 工程的一般過程 工程項(xiàng)目系統(tǒng)分析 分析工程項(xiàng)目的系統(tǒng)構(gòu)成、技術(shù)要求和工藝流程，弄清系統(tǒng)的控制流程和測(cè)控對(duì)象的特征，明確監(jiān)控要求和動(dòng)畫顯示方式，分析工程中的設(shè)備采集及輸出通道與軟件中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分清哪些變量是要求與設(shè)備連接的，哪些變量是軟件內(nèi)部用來傳遞數(shù)據(jù)及動(dòng)畫顯示的。 運(yùn)行策略 運(yùn)行測(cè)略窗口主要完成工程運(yùn)行流程的控制。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是工程各個(gè)部分的數(shù)據(jù)交換與處理中心，它將 MCGS 工程的各個(gè)部分連接成有機(jī)的整體。在本窗口內(nèi)配置數(shù)據(jù)采集與控制輸出設(shè)備，注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，定義連接與驅(qū)動(dòng)設(shè)備用的數(shù)據(jù)變量。主要的組態(tài)操作包括：定義工程的名稱，編制工程菜單，設(shè)計(jì)封面圖形，確定自動(dòng)啟動(dòng)的窗口，設(shè)定動(dòng)畫刷新周期，指定數(shù)據(jù)庫存 盤文件名稱及存盤時(shí)間等。在主控窗口中可以放置一個(gè)設(shè)備窗口 MCGS 用戶窗口 主控窗口 設(shè)備窗口 運(yùn) 行策略 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 系統(tǒng)菜單 系統(tǒng)參數(shù) 啟動(dòng)參數(shù) 設(shè)備構(gòu)件 1 MCGS 組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進(jìn)行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同 的特性。兩部分互相獨(dú)立，又緊密相關(guān)。 MCGS 具有操作簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高性能、高可靠性等突出特點(diǎn)，經(jīng)過各種現(xiàn)場(chǎng)的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 程序調(diào)試 將程序在編程軟件中反復(fù)調(diào)試，檢查是否有語法錯(cuò)誤，觀看各步是否順利實(shí)現(xiàn)，通過模擬調(diào)試， PLC 控制程序初步完成，之后可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。 4AD的模塊初始化程序如下： 4DA的主要緩沖區(qū)定義： 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 ① 0： 輸出模式選擇， 寫入十六進(jìn)制 4位數(shù)字 HOOOO 使各通道初始化， 其中： 0代表設(shè)定輸出范圍 10+10V 1代表設(shè)定輸出范圍 +4+20mA 2代表設(shè)定輸出范圍 20+20mA 3代表關(guān)閉該通道 將 BFM0=H1111，其中： CH1：設(shè) 定輸出范圍 +4+20mA，用來控制 蒸汽 流量閥 CH2 設(shè)置同 CH1， 用來控制冷空氣流量閥 CH CH4 設(shè)置同 CH1 ② 1～ 4：通道 D/A 值 ③ 5：數(shù)據(jù)保持模式 ④ 29：錯(cuò)誤狀態(tài) ⑤ 30：特殊功能模塊的識(shí)別碼（ K3020） 4DA 的模塊初始化程序?yàn)椋? 指標(biāo) 溫度 PID 控制 16 流量 PID 控制 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 手自動(dòng)切換控制 如上圖溫度、流量的 PID 控制程序中， M50、 M51 實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的手自動(dòng)切換。在 BFM0 中寫入十六進(jìn)制四位數(shù)字 HOOOO 使各通道初始化。 噴霧干燥過程 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC 控制流程圖 為了達(dá)到 干燥過程間接指標(biāo)溫度 的控制要求，通過對(duì)控制過程的分析，建立 PLC 控制程序的流程圖。 在 噴霧干燥過程雙重 控制系統(tǒng)中，將溫度測(cè)量值和流量測(cè)量值分別通過溫度傳感器和流量傳感器變送成為 4－ 20mA 的模擬信號(hào)，將此模擬信號(hào)接入到模擬量輸入模塊中，轉(zhuǎn)換成 0－ 1000 的數(shù)字量信號(hào)。圖說明模擬量處理的流程。 （ 2）輸出設(shè)備 :由溫度控制器和流量控制器來控制調(diào)節(jié)閥動(dòng)作，同時(shí)由報(bào)警燈來觀測(cè)安全軟限。 PLC 的選擇 選擇三菱 FX2N48MR 的 PLC，及其 4AD 和 4DA 模塊。 (9)交付使用。 (7)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)機(jī)調(diào)試用戶程序。 (5)編制用戶程序，并借助用戶程序裝入 PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器。 噴霧干燥過程雙重控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 (3)建立 I/O 分配表，繪制 PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出接線圖。 另外，在性價(jià)比不大的情況下，盡可能選用同類型中功能強(qiáng)的新一代 PLC。 圖 21 PLC硬件系統(tǒng)簡化框圖 Block diagram of PLC connection PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟： (1)根據(jù)被控對(duì)象的控制要求，確定整個(gè)系統(tǒng)的輸入、輸出設(shè)備的數(shù)量，從而確定 PLC 的 I/O點(diǎn)數(shù)，包括開關(guān)量 I/O、模擬量 I/O 以及特殊功能模塊等。模塊式 PLC包括 CPU模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電 源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 PLC 的結(jié)構(gòu) 從結(jié)構(gòu)上分， PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì) [2]。專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 2 噴霧干燥過程 控制系統(tǒng) PLC 控制的實(shí)現(xiàn) [2] 可編程控制器簡介 PLC 的概述 可編程控制器（ PROGRAMMABLE CONTROLLER，簡稱 PC）。調(diào)節(jié)過程如下： 圖中， 1V 是進(jìn)料量控制閥，由于它受前工序來料的影響，一般不能控制； 2V 是旁路冷風(fēng)量控制閥，它具有快速響應(yīng)的特性，但經(jīng)濟(jì)性較差； 3V 是蒸汽量控制閥，它具有工藝合理的優(yōu)點(diǎn)，但動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。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，采用圖示的雙重控制系統(tǒng) ，取得良好的控制效果。由 于雙重控制系統(tǒng)較好的解決 了動(dòng)靜的矛 盾，達(dá)到了操作優(yōu)化的目的 8 圖 13 雙重控制系統(tǒng)響應(yīng)曲線 Fig13 Response curve of a dual control system 噴霧干燥過程 計(jì)算機(jī) 雙重 控制系統(tǒng)方案 本畢業(yè)設(shè)計(jì)的噴霧干燥過程的雙重控制系統(tǒng)如 圖 14 所示。由于雙回路的存在， 使雙重控制系統(tǒng)能先用主控 制的作用使 1y 盡快回復(fù)到 設(shè)定值 1R ，保證了系統(tǒng)具有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，達(dá)到了“急則治標(biāo)“的功效。 （ 3）動(dòng)靜結(jié)合，快慢結(jié)合，“急則治標(biāo)，緩則治本”。當(dāng) 21TT時(shí)，有 11= 1 +CS C O SKK??（ ） 21111 1= 1 + 2COKK T??（ ） （ 19） 這時(shí)，衰減比一定條件下，隨著快響應(yīng)對(duì)象時(shí)間常數(shù) 1T 的減小，雙重控制系統(tǒng)的工作頻率增大。這表明，雙重控制系統(tǒng)的工作效率提高了，且隨著 11COKK值的增大而增大。雙重控制系統(tǒng)的特征方程是： 39。而他們的位置可由 2 sCG（ ） 參數(shù)的改變而得到調(diào)整，所以品質(zhì)得到改善，穩(wěn)定性得到提高。由圖 12b 所示，假設(shè) 1 pss=qsCG （ ）（ ） ；（ ） （ 11） 11 1pss=qsOG （ ）（ ） ；（ ） （ 12） 22 2pss=qsOG （ ）（ ） （ ） （ 13） 式中， 1ps（ ） 、 2ps（ ） 、 ps（ ） 、 1qs（ ） 、 2qs（ ） 、 qs（ ） 分別是 s 的 1m 、2m 、 m、 12nnn、 、 階多項(xiàng)式，一般有 1 1 2 2n m n m n m???； ；。 a) 1 sCG（ ） 2 sCG（ ） 2 sGo（ ） 1 sGo（ ） 1r + _ _ + 2r 21y=u 2u + + 1y 1 sCG（ ） 1 sGo（ ） 2 sCG（ ） 39。它們都有“急則治標(biāo)，緩則治本”的功能， 但解決的問題不同。 與串級(jí)控制系統(tǒng)相比，雙重控制系統(tǒng)少用了一個(gè)變送器，而多用了一個(gè)控制閥。圖 12b中 39。通常主對(duì)象是具有快速響應(yīng)的過程。圖中 1 sOG（ ） ， 39。 雙重 控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù) 圖 11 雙重 控制的基本結(jié)構(gòu) dual control of the basic structure 圖 11 是雙重控制系統(tǒng)的框圖。而兩者又常常在一個(gè)生產(chǎn)過程中同時(shí)存在。 系統(tǒng)操縱變量的選取需從操作優(yōu)化的要求 綜合考慮。 一個(gè)被控變量采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的操縱變量進(jìn)行控制。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。 保證生產(chǎn)安全，注意改善勞動(dòng)條件。 經(jīng)濟(jì)上要合理。同