【正文】 效果如圖55所示。在歷史曲線矩形框的下方有一排按鈕，按鈕上有前進、后退、快進、快退、到最后、到最前以及曲線設置和時間設置按鈕。歷史曲線制作：進入MCGS組態(tài)環(huán)境的動畫組態(tài)窗口，在工具箱中單擊歷史曲線按鈕，用已變成十字形的鼠標在動畫組態(tài)窗口的適當位置確定歷史曲線顯示的區(qū)域。數據報表根據實際需要以一定的格式將統(tǒng)計分析的數據記錄、顯示和打印出來，如實時數據報表、歷史數據報表等。——制作歷史報表與歷史曲線在工程應用中，大多數監(jiān)控系統(tǒng)需要對設備采集的數據進行存盤、統(tǒng)計分析，并根據實際情況畫出數據曲線，打印出數據報表。根據設計方案，完成“整體圖”窗口的編輯后，還要創(chuàng)建“制備漿液系統(tǒng)”、“漿液吸收系統(tǒng)”、“煙氣調節(jié)系統(tǒng)”、“石膏脫水系統(tǒng)”以及各系統(tǒng)的歷史數據報表和實時數據報表等用戶窗口，以實現煙氣脫硫系統(tǒng)的顯示與控制功能。最終使用戶界面既能控制系統(tǒng)工藝的啟停，與其他界面的轉換，又能顯示系統(tǒng)數據的變化，以及體現系統(tǒng)的動態(tài)運行。本工程汞定義了45個數據對象，其中包括開關量16個、數值量22個、組對象3個以及4個字符型變量。數據對象是構成實時數據庫的基本單元，建立實時數據庫的過程也就是定義數據對象的過程。保存窗口后，開始定義數據對象。進入MCGS組態(tài)環(huán)境，新建“煙氣脫硫系統(tǒng)”工程，在用戶窗口頁中新建“整體圖”窗口，并對其進行屬性設置及畫面編輯。MCGS中的驅動構件可驅動PLC程序運行，由此檢測并控制煙氣脫硫系統(tǒng)的運行狀況，可實現煙氣脫硫的工藝控制與數據顯示。所設計的程序主要界面有：制備漿液系統(tǒng)、漿液吸收系統(tǒng)、煙氣調節(jié)系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)以及各系統(tǒng)的歷史數據報表和實時數據報表。MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設備窗口、用戶窗口、實時數據庫和運行策略五部分構成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。MCGS組態(tài)軟件（以下簡稱MCGS）由“MCGS組態(tài)環(huán)境”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。這一過程，是將PV（過程變量）和SP（給定值）轉換為標準值的逆過程。/R , AC0 //累加器中的標準化值+R , AC0 //加上偏置，~MOVR AC0, VD100 //標準化的值存入回路表。因此，在設置值送進PID指令之前，~。其中：MPn 是在采樣時間n時的回路輸出的比例項值KC 是回路增益SPn 是在采樣時間n時的設定值的數值PVn 是在采樣時間n時過程變量的數值MIn 是在采樣時間n時的回路輸出積分項的數值TS 是回路采樣時間TI 是回路的積分周期(也稱為積分時間或復位)MX 是在采樣時刻n1時的積分項的數值(也稱為積分和或偏差)MDn 是在采樣時間n時回路輸出微分項的數值TD 是回路的微分周期(也稱為微分時間或速率)SPn 是在采樣時間n時設定點的數值SPn1 是在采樣時間n1時設定點的數值PVn 是在采樣時間n時過程變量的數值PVn1 是在采樣時間n1時過程變量的數[10]在使用PLC的PID指令時，要注意到輸進PID指令的過程變量、。這個改進型算式是：Mn = MPn + MIn + MDn (52)其中：輸出Mn 是在采樣時間n時的回路輸出的計算值比例項MPn 是在采樣時間n時回路輸出比例項的數值MPn = KC * (SPn PVn)積分項MIn是在采樣時間n時回路輸出積分項的數值MI=KC (SPPV)+MI微分項MDn是在采樣時間n時回路輸出微分項的數值MD=KC (PVn1PVn)+MI 為了下一次計算微分項值，必須保存過程變量，而不是偏差。作為數字計算機解決的重復性的結果，可以得到在任何采樣時刻必須計算的方程的一個簡化算式。采樣時間必須通過回路表輸入到PID運算中。這些參數分別是過程變量當前值(PVn)，過程變量前值(PVn1)，設定值(SPn)，輸出值(Mn)，增益(KC)，采樣時間(Ts)，積分時間(TI)，微分時間(TD)和積分項前值(MX)。不同的PID指令不能使用相同的回路編號。在程序中最多可以用8條PID指令。以確保有合適流量的漿液流入吸收塔，維持吸收塔中漿液的ph值在預定的范圍。吸收漿液ph值的PID控制作為主PID控制。吸收塔的石灰石漿液ph值是影響二氧化硫吸收的一個重要因數，~。本系統(tǒng)的自動控制功能主要分以下幾個部分：、煙氣控制與吸收塔的聯動控制在本系統(tǒng)中，漿液制備系統(tǒng)的攪拌存放的漿液、吸收塔系統(tǒng)中的氧化風機與增壓風機以及煙氣系統(tǒng)中的吹入風機全部實行聯動控制；當漿液制備系統(tǒng)中的漿液制備開始后，制備的漿液滿足吸收塔的漿液要求且輸送到吸收塔中，煙氣系統(tǒng)中的吹入風機和增壓風機才能開啟。邏輯運算及報警處理程序等放在主程序中，系統(tǒng)初始化的一些工作放在初始化程序中完成，這樣可以節(jié)省掃描時間。2%滿量程；溫度范圍：20~225℉（7~107℃）；輸出信號： 4~20mA。同時ph300具有微機接口,可輸出電流4~~% ；電壓1~~%。表41 EM231 4路輸入的DIP開關設置表SW1SW2SW3滿量程輸入分辨率ONONOFF0~5V0~20mA5μAONOFFON0~10V（1）傳感器線盡可能短；（2）傳感器線使用屏蔽的雙絞線；（3）僅在傳感器側將屏蔽接終端；（4）未用通道應短接；（5）通過隔離輸入信號或輸入信號參考于模擬量模塊外部24 V電源的公共端，即電源端子M、輸入通道A、B等相連，確保輸入信號范圍在技術規(guī)范所規(guī)定的共模電壓之內。模擬量擴展模塊EM231電流信號用3個端子并采用四線制接法（例如RC，C+，C，其中RC要與C+端子短接，見附錄圖3）。一般先用信號變送器把模擬信號變換成統(tǒng)一的標準信號（如4~20mA的直流電流信號，1~5V的直流電壓信號等），然后再送入模擬量輸入模塊。理論上，電流信號的傳輸距離受到以下幾個因素的制約：信號輸出端的帶載能力，以歐姆數值表示（如700Ω）；信號輸入端的內阻；傳輸線的靜態(tài)電阻值（來回是雙線）信號輸出端的負載能力必須大于信號輸入端的內阻與傳輸線電阻之和。因為電流輸入端的輸入阻抗較小，所以電流型信號不容易受到傳輸線沿途的電磁干擾，因而在工業(yè)現場獲得廣泛的應用。圖43模擬輸入量雙極性格式：圖44模擬輸出量的電流/電壓格式注意到，電壓型的模擬量信號，由于電壓輸入端的輸入內阻很高（例如S7200的模擬量模塊為10兆歐），極易引入干擾。在單極性格式中，3個連續(xù)的0使得ADC計數值每變化1個單位，數據字中則以8為單位變化。32000，靈敏度0~。S7224 XP的一路模擬量輸出，通過電流接線端（或電壓接線端）選擇模擬量輸出類型。 PLC機的設置S7224 XP的兩路模擬量輸入通道被出廠設置為電壓信號（0~10V）輸入。注意到S7224XPCN PLC上的通信口是RS485標準；如果通信對象是RS232設備，則需要RS232/PPI（多主站）電纜。外加用于擴展的模擬量輸入模塊EM231CN（4路模擬量輸入），和EM222（8路數字量繼電器型輸出，見附錄圖1）。在本系統(tǒng)中的西門子S7224XP CN模塊內置10KB RAM，2個RS485通信口。 PLC設備的選型 PLC機的選擇PLC選用西門子的S7200系列PLC——CPU224XPCN。制備石灰石漿液的流量傳感器與流量信號轉換器相連接，變送器元件——信號轉換器直接與相應的PLC模塊連接，信號轉換器把流量信號轉換成0~20mA的標準信號送到PLC的AI模塊。組態(tài)軟件選用MCGS。 集散控制系統(tǒng)構成硬件構成本設計的硬件設備主要分為三個大部分：PLC部分、現場數據采集設備以及操作員站和工程師控制站部分，主要系統(tǒng)結構選用標準拓撲式環(huán)形結構，現場儀表和設備采集數據連接到PLC的輸入模塊、并接收PLC的命令對現場設備進行控制和調節(jié)；PLC接收現場設備的數據傳輸給計算機并接收計算機下達的控制命令，并內部通過強大的內部運算，進行PLC對現場變量的PID自動調節(jié)。這兩個工作站均連在10M以太網上。個控制站主要負責采集現場實時數據、根據工藝要求控制現場設備，如泵、閥等。后臺數據庫可采用SQL Server、Orcale、Access完成統(tǒng)計報表。本控制系統(tǒng)能很好地完成工業(yè)實時順序控制、條件控制、計數控制、步進控制等功能；能夠完成模數轉換、數據處理、通訊聯網、實時監(jiān)控等基本功能?？刂葡到y(tǒng)的控制層為DCS（分散式控制系統(tǒng)）架構，現場層為PLC（可編程控制器），系統(tǒng)最為主要特點具有分散控制系統(tǒng)DCS的分散控制、集中管理的優(yōu)點和可編程控制器PLC的分散性和靈活性：由于控制層采用了DCS系統(tǒng)，本控制系統(tǒng)具有功能全、可靠性高，系統(tǒng)開放易擴展，采用了安全可靠的網絡通訊技術，具有綜合性和專業(yè)性、人機對話功能強，管理能力強等特點。設置由PID控制組成的串級前饋系統(tǒng)見圖33。主PID函數塊輸出的給定漿液流量，即為它的流量給定值。用它做為副控制回路的給定值。主PID函數塊的給定值為目標ph值，按煙氣的二氧化硫濃度、流量等信息選定的。主回路是一個定值控制系統(tǒng)，主控制器必須具有積分作用，一般都采用PI控制；而副回路是一個隨動系統(tǒng)，副控制器為了能快速的跟蹤一般不帶積分作用，同時微分作用也是不需要的。由圖可寫出串級控制系統(tǒng)的特征方程式為 （33）可得此時等效控制對象為 （34）然后根據單回路系統(tǒng)的整定方法求出副控制器的參數，[GT2] 2。由圖可寫出串級控制系統(tǒng)的特征方程式： （31）可得此時等效控制對象的傳遞函數為 （32）記作[GT1] 1 。GmGm2 是主副變送器的傳遞函數，G0G02是主副對象的傳遞函數。a)先整定副控制器GT2。；在串級控制系統(tǒng)中，因為兩個控制器串在一起，互相之間或多或少有些影響，因此串級系統(tǒng)的整定要比簡單系統(tǒng)復雜一些。改善了系統(tǒng)品質特性，調節(jié)過程加快，具有超前控制的作用，并且具有一定的自適應能力。副調節(jié)器的輸出值與前饋信號（進入吸收塔的二氧化硫質量流量）疊加控制漿液供給閥的開度。主調節(jié)器接收漿液ph測量值，副調節(jié)器接收送進吸收塔的石灰石漿液流量測量值。ph測量仍構成主反饋回路。使吸收塔內漿液ph值維持在設定值上為防止依據ph測量可能造成的過調。前饋與反饋控制共同作用產生一個調節(jié)信號。圖31吸收塔漿液ph串級前饋控制系統(tǒng)前饋控制器起前饋控制作用，用來克服由于煙氣量與煙氣二氧化硫濃度的變化對被控制的ph值造成的影響。采用前饋反饋系統(tǒng)。被控量為吸收塔內的ph值，調節(jié)量為輸入吸收塔的石灰石漿液流量。輸入吸收塔的新石灰石漿液量取決于原煙氣量、煙氣二氧化硫濃度（二者乘積運算結果為送入吸收塔的二氧化硫質量流量）及實時檢測的吸收塔石灰石漿液ph值。 控制原理的分析與選擇由上述系統(tǒng)工藝分析可知，煙氣脫硫的工藝質量受煙氣溫度、煙氣顆粒、堿性漿液的ph值以及煙氣的含水量等因數影響。雖然脫硫裝置的運行控制遠不如火電廠熱力設備的控制復雜；但是，在運行參數檢測，控制指標上有其特殊性，更具有化工過程控制的特點[4]。根據課題要求，分別完成如下具體任務：（1）組成煙氣脫硫工藝過程控制系統(tǒng)；（2）設計出滿足工藝要求的系統(tǒng)方框圖；（4）利用組態(tài)軟件對煙氣脫硫系統(tǒng)的組態(tài)；（5）進行煙氣脫硫控制系統(tǒng)的連接，；。 本設計主要任務本設計的課題是煙氣脫硫工藝過程控制系統(tǒng)的設計，其目的是設計煙氣脫硫的控制方案實現煙氣脫硫，并設計硬件搭建與軟件編寫?！翱刂茟密浖庇砂惭b有 PLC 系統(tǒng)軟件的PC機上設計，完成后下載到 PLC ，構成控制站。另一方面把操作人員的各種指令傳送給控制站對控制方案進行調整，以優(yōu)化生產過程或對特殊情況的緊急處理。另外還要與操作站進行實時通訊，將采集到的各種生產信息傳送到操作站供操作人員使用，同時接收操作人員通過操作站發(fā)出的各種指令實時調整自動控制方案、優(yōu)化生產過程。現場控制站擔當現場裝置的控制級。操作人員對自動控制過程的管理則由中央控制室的操作站來完成，從而將各種故障限制在局部范圍內，極大地提高了自動控制系統(tǒng)總體的安全性和可靠性。 集散控制系統(tǒng)（DCS）簡述集散控制系統(tǒng)(Total Distributed Control System)是利用計算機技術對生產過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制的一種集中分散型控制系統(tǒng)[8]。④設計，安裝，調試周