【正文】 信號，提高控制精度?？刂谱饔玫奈⒎植糠郑苁箍刂破髯R別快速變化的誤差，并且采用額外的作用來解決。此時有一種控制作用的要素與誤差的變化率成正比．新的組成部分在某些條件下時非常重要，例如由于在某處的缺陷導(dǎo)致一個水箱大量進水，可能導(dǎo)致溢出，這時通過采用一個非常大的控制動作，產(chǎn)生過補償，減少逆轉(zhuǎn)系統(tǒng)響應(yīng)趨勢所需要的時間，直至終止這個趨勢。誤差變化率的下降將產(chǎn)生來自積分環(huán)節(jié)的負面的控制作用，更加降低控制作用，它強加一個控制動作，并降低超調(diào)的可能。其原理如11示圖11 DCS原理圖 鍋爐概述鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问?，而?jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換，向外輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐中產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，常簡稱為鍋爐，多用于火電站、船舶、機車和工礦企業(yè)?！短胤N設(shè)備安全監(jiān)察條例》所定義的鍋爐是指利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數(shù)，并對外輸出熱能的設(shè)備。 鍋爐監(jiān)控過程控制系統(tǒng)是由被控對象(被控制的生產(chǎn)過程或機械設(shè)備)和自動控制裝置(測量變送器,控制器,控制閥)，并對高位水箱、供水槽進行液位,。則系統(tǒng)原理總圖12如下： 圖12 總原理圖水從高位水箱流出，通過電磁閥M1調(diào)節(jié)到鍋爐，在通過電磁閥M2到計量水槽，最后通過水泵抽到高位水箱，形成一個閉環(huán)。在對鍋爐液位進行控制時，我們可以通過控制變頻器控制水泵直接向鍋爐送水的速度，也可以在保持高位水箱恒壓供水的情況通過控制進水電動調(diào)節(jié)閥的開度和電磁閥的開關(guān)控制鍋爐進水的速度，鍋爐出水可以通過控制出水電動調(diào)節(jié)閥和電磁閥來控制。通過控制出水電動調(diào)節(jié)閥的開度和電磁閥的開關(guān)控制高位水箱出水的速度。在對鍋爐液位，高位水箱，水槽這三者的控制回路分析時我們分別從靜態(tài)和動態(tài)兩個角度去考慮，由于靜態(tài)分析較簡單所以我們是先從靜態(tài)控制著手的，隨著對鍋爐控制工藝的熟悉我再慢慢步入到控制的動態(tài)分析，而且通過對現(xiàn)場控制對象的觀察，發(fā)現(xiàn)其實控制回路有幾十種。在組態(tài)軟件監(jiān)控鍋爐的正常運行下，維持汽溫和汽壓正常，均勻給水使鍋爐保持正常水位，保持蒸汽品質(zhì)合格，保證鍋爐出口煙溫在正常溫度?，F(xiàn)場和中央控制室的雙重監(jiān)控可以確保鍋爐安全可靠的運行。 儀器儀表簡介1. 傳感器它是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。溫度傳感器：溫度計通過傳導(dǎo)或?qū)α鬟_到熱平衡，從而使溫度計的示值能直接表示被測對象的溫度。在一定的測溫范圍內(nèi)，溫度計也可測量物體內(nèi)部的溫度分布。它們廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等部門。隨著低溫技術(shù)在國防工程、空間技術(shù)、冶金、電子、食品、醫(yī)藥和石油化工等部門的廣泛應(yīng)用和超導(dǎo)技術(shù)的研究，測量120K以下溫度的低溫溫度計得到了發(fā)展，如低溫氣體溫度計、蒸汽壓溫度計、聲學(xué)溫度計、順磁鹽溫度計、量子溫度計、低溫?zé)犭娮韬偷蜏販夭铍娕嫉?。利用多孔高硅氧玻璃滲碳燒結(jié)而成的滲碳玻璃熱電阻就是低溫溫度計的一種感溫元件，～300K范圍內(nèi)的溫度。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動中它們的功能就遠遠不夠了。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到 cm的粒子世界，縱向上要觀察長達數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。可以毫不夸張地說，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。溫度傳感器和液位傳感器分別如圖1與2圖13 溫度傳感器圖14液位傳感器2. 水泵水泵是輸送液體或使液體增壓的機械。衡量水泵性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、揚程、軸功率、水功率、效率等；根據(jù)不同的工作原理可分為容積水泵、葉片泵等類型。具體用途：水泵具有不同的用途，不同的輸送液體介質(zhì)，不同的流量、揚程的范圍，因此，它的結(jié)構(gòu)形式當(dāng)然也不一樣，材料也不同，概括起來，大致可以分為： 1 、城市供水 2 、污水系統(tǒng) 3 、土木、建筑系統(tǒng) 4 、農(nóng)業(yè)水利系統(tǒng) 5 、電站系統(tǒng) 6 、化工系統(tǒng) 7 、石油工業(yè)系統(tǒng)等。用于流體控制系統(tǒng)的閥門，從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門，其品種和規(guī)格相當(dāng)繁多。閥門根據(jù)材質(zhì)還分為鑄鐵閥門，鑄鋼閥門，不銹鋼閥門，鉻鉬鋼閥門，鉻鉬釩鋼閥門，雙相鋼閥門，塑料閥門，非標(biāo)訂制等閥門材質(zhì)。用于流體控制的閥門，從最簡單的截止閥到極為復(fù)雜的自控系統(tǒng)中所用的各種閥門，其品種和規(guī)格繁多， 閥門的公稱通徑從極微小的儀表閥大至通徑達10m的工業(yè)管路用閥。閥門的控制可采用多種傳動方式， 如手動、電動、液動、氣動、渦輪、電磁動、電磁液動、電液動、氣液動、正齒輪、傘齒輪驅(qū)動等；可以在壓力、溫度或其它形式傳感信號的作用下， 按預(yù)定的要求動作，或者不依賴傳感信號而進行簡單的開啟或關(guān)閉，閥門依靠驅(qū)動或自動機構(gòu)使啟閉件作升降、滑移、旋擺或回轉(zhuǎn)運動， 從而改變其流道面積的大小以實現(xiàn)其控制功能。隨著科技的進步，機械式報警器越來越多地被先進的電子報警器代替，經(jīng)常應(yīng)用于系統(tǒng)故障、安全防范、交通運輸、醫(yī)療救護、應(yīng)急救災(zāi)、感應(yīng)檢測等領(lǐng)域，與社會生產(chǎn)密不可分。提高了軟件的安全性和穩(wěn)定性。14第2章 組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。力控監(jiān)控組態(tài)軟件主要網(wǎng)絡(luò)特點：1．率先在國產(chǎn)組態(tài)軟件中推出完整的軟件冗余和熱備體系，支持分布式網(wǎng)絡(luò)訪問，支持多層網(wǎng)絡(luò)冗余，極大的提高了軟件的安全性和穩(wěn)定性；2．在支持網(wǎng)絡(luò)冗余體系的國內(nèi)組態(tài)軟件開發(fā)商中，是性能價格比最高的軟件；3．在國產(chǎn)軟件廠家中最適合DCS、PLC、RTU、DDC等控制器廠家進行監(jiān)控軟件配套，可以在過程自動化、制造自動化項目中廣泛應(yīng)用；4．分布在網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點的力控軟件，節(jié)點之間可以任意通訊，構(gòu)成了完整的分布式網(wǎng)絡(luò)體系，由力控軟件組成的C/S和B/S網(wǎng)絡(luò)體系都支持雙網(wǎng)容錯切換；5．重新設(shè)計開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)管理程序，能有效的管理多個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點狀態(tài)，數(shù)據(jù)采用變化傳輸，節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)開銷，故障和容錯機制更完善；6．適合企業(yè)信息化的信息集成,軟件不但大數(shù)據(jù)量處理功能，同時組態(tài)更便捷；軟件冗余和熱備的特點：7．支持控制設(shè)備冗余：如集散系統(tǒng)DCS中的控制站冗余、支持國外主流PLC設(shè)備冗余方式，比如SIEMENS公司的S7400H系列、通用公司的GE9070系列等支持冗余的控制器，支持控制硬件的軟冗余切換和硬冗余切換；8．支持雙機冗余解決方案：由力控組成的雙機SCADA系統(tǒng)可以進行冗余配置,力控在控制網(wǎng)絡(luò)中支持普通的2348以太網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)，雙機“心跳”可以采用雙網(wǎng)配置來進行數(shù)據(jù)傳輸，同時主、從機切換支持手動切換；9．在冗余配置中，由力控軟件組成的主從機可以達到快速的切換，切換時間為2秒！10．由力控軟件組成的服務(wù)器、客戶端方式的管理網(wǎng)絡(luò)體系支持服務(wù)器的故障切換、雙網(wǎng)切換；11．支持完整的網(wǎng)絡(luò)備份和切換,做為監(jiān)控操作站的軟件支持控制網(wǎng)絡(luò)的冗余切換,同時由力控軟件作為服務(wù)器和客戶端的網(wǎng)絡(luò)體系中,服務(wù)器和客戶端也支持網(wǎng)絡(luò)冗余切換。力控行業(yè)版石油版：安全容錯的體系是國產(chǎn)軟件中最適合流程行業(yè)的解決方案，具備油井的遠程監(jiān)控示功圖專用組件，為三次采油助力；機房版：基于SNMP代理的解決方案，在鐵路、銀行、電信廣泛應(yīng)用；樓宇版：樓宇I(lǐng)BMS集成的有力平臺，支持樓宇的BACNET、LON總線；環(huán)保版：推出基于嵌入式的遠程環(huán)保無人職守解決方案。界面運行系統(tǒng)（View）： 界面運行系統(tǒng)用來運行由開發(fā)系統(tǒng)Draw創(chuàng)建的畫面。它負責(zé)實時數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理、報警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。它將I/O設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到力控的數(shù)據(jù)庫，然后在界面運行系統(tǒng)的畫面上動態(tài)顯示。 開發(fā)系統(tǒng)（Draw）、界面運行系統(tǒng)（View ）和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（DB）都是組態(tài)軟件的基本組成部分。Web服務(wù)器程序（Web Server）：Web服務(wù)器程序可為處在世界各地的遠程用戶實現(xiàn)在臺式機或便攜機上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實時監(jiān)控現(xiàn)場生產(chǎn)過程。提供包括：變量、數(shù)學(xué)運算、邏輯功能和程序控制處理等在內(nèi)的十幾類基本運算塊，內(nèi)置常規(guī)PID、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算法。建立工程打開工程管理器，選擇“新增應(yīng)用”，在應(yīng)用名稱對話框中輸入一個應(yīng)用程序的名稱 “基于組態(tài)軟件的鍋爐控制系統(tǒng)設(shè)計”，按“確定”按鈕。如圖31所示圖31新建工程新建窗口如圖32所示:圖32新建窗口2. 組態(tài)主畫面如圖33所示：圖33主界面3. 專家報表界面如圖34所示：圖34報表界面：圖35歷史曲線在工程項目導(dǎo)航欄中雙擊“I/O”設(shè)備組態(tài)在彈出的窗口中點擊“力控”前面的“+”，再點擊“仿真驅(qū)動”前面的“+”，然后雙擊“SIMULATOR（仿真），在彈出的畫面中定義設(shè)備的名稱及設(shè)備的地址號，如圖36所示圖36 I/O連接在“設(shè)備名稱”輸入框內(nèi)鍵入一個自己定義的名稱，這里輸入一個“gl”。在“數(shù)據(jù)更新周期”輸入框內(nèi)鍵入1000毫秒。在工程項目導(dǎo)航欄中，雙擊“數(shù)據(jù)庫組態(tài)”啟動組態(tài)程序DBMANAGER。單擊菜單條的“點”選項新建或雙擊單元格，出現(xiàn)“請將指定區(qū)域”，在“點名”輸入框內(nèi)鍵如點名“temp”。單擊“確定”按鈕返回，在點名單元格中增加了一個點名為temp。具體步驟如下：然后雙擊“數(shù)據(jù)庫組態(tài)”彈出如下窗口，啟動組態(tài)程序DBMANAGER如圖38所示：圖38 點設(shè)置初始界面雙擊“點名”彈出如下窗口如圖39所示：圖39 I/O點設(shè)置選擇“繼續(xù)”出現(xiàn)如下窗口，如圖310圖310 模擬點設(shè)置然后再選擇“數(shù)據(jù)連接”如下圖所示：圖311圖311 數(shù)據(jù)連接I/O設(shè)置寄存器地址：寄存器地址有唯一性，不能與其他同類型寄存器的地址重復(fù)。點擊“確定”，直到完成所有的模擬“I/O”和數(shù)字“I/O”的組態(tài)，如下圖所示：3