双容水箱液位串级控制系统.docx

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双容水箱液位串级控制系统

《集散控制系统》

实训报告

专业班级：

自动化2011级2班

学生姓名：

XxX

学号：

2011020101XX

合作者：

XXX

2014年11月

目录

一.实训目的……………………………………………………………1

二.实训流程及内容……………………………………………………1

三.实训设备和器材……………………………………………………1

四.实训接线……………………………………………………………1

五.实训步骤……………………………………………………………1

1.工程分析……………………………………………………………1

2.工程建立……………………………………………………………2

3.设备组态步骤………………………………………………………3

4.数据库组态…………………………………………………………4

5.服务器算法组态步骤………………………………………………6

6.控制器算法组态步骤………………………………………………8

7.控制器程序编写步骤………………………………………………9

8.图形组态步骤……………………………………………………10

六．下装程序、运行调试………………………………………………21

七．注意事项……………………………………………………………15

八.实训结果分析……………………………………………………15

九．思考题………………………………………………………………15

十．实训心得……………………………………………………………15

双容水箱液位串级控制系统

一.实训目的

（1）熟悉集散控制系统（DCS）的组成

（2）学习、掌握集散控制系统硬件选型和系统配置方法

（3）掌握MACS组态软件的使用方法

（4）培养灵活组态的能力及系统调试技能

二.实训流程及内容

（1）设备选型及系统配置

（2）数据库组态、设备组态

（3）算法组态

（4）画面组态

（5）系统调试

三.实训设备和器材

（1）THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置

（2）和利时DCS现场控制站

四.实训接线

将过程连接电缆接到和利时DCS控制装置电缆接口。

五.实训步骤

1、工程分析

双容水箱液位定值控制系统需要一个输入测量信号，一个输出控制信号。

因此需要一个模拟量输入模块FM148A和一个模拟量输出模块FM151，分别用于采集中水箱液位信号（LT1）以及控制电动控制阀的开度OP1。

锅炉温度测量定值控制系统需要一个输入测量信号，一个输出控制信号。

其中系统由一个主控单元FM801、一个电源模块FM910和一台计算机（兼作服务器和操作员站）构成。

工程主控单元分配如下表所示：

模块

FM143

通道2

锅炉内胆温度

通道3

锅炉夹套温度

通道4

锅炉夹套温度

通道5

盘管中温度

通道6

盘管下温度

模块

FM148A

通道1

电磁阀开度

通道2

上水箱液位

通道3

中水箱液位

通道4

下水箱液位

通道5:

水箱流量

通道6

锅炉下流量

通道7

盘管左流量

模块FM1151

通道2

中水箱输出OP1

通道3

锅炉内胆输出

通道4

驱动泵输出

2、工程建立

（1）打开：

开始→程序→macsv组态软件→数据库总控。

（2）选择工程/新建工程，新建工程，输入工程名字PLY。

（3）点击“确定”按钮，然后在空白处选择“PLY”工程，显示当前域号为65535

等信息。

（4）选择“编辑>域组号组态”，选择组号为1，选中刚建的工程名，点向右箭头，将刚创建的工程从“未分组的域”移到右边“该组所包含的域”里，点“确认”按钮。

出现当前域号：

0等信息。

如下图所示：

3、设备组态步骤

为系统内的所有设备包括服务器、操作站、控制站、输入输出模块指定地址，从而建立它们之间的联系。

（1）打开“设备组态工具”。

打开“开始→程序→macsv组态软件→设备组态工具”，定义系统设备和I/O设备。

（2）选择打开新建的工程“PLY”后点击“确定”按钮。

（3）设置系统设备，选择菜单栏编辑→系统设备。

打开系统设备组态对话框，设置上层的以太网网络。

点击“下一步”。

出现下面对话框，选择：

单机；点“下一步”，I/O控制站数量：

1；控制站数量：

1出现以下信息，点击“开始”按钮。

（4）出现MACS设备组态。

（5）设置服务器以太网卡地址：

双击服务器0/以太网卡，同上将A网IP地址改为：

128.0.0.1，B网IP地址改为：

129.0.0.1。

关闭当前窗口。

至此，系统设备设置完毕。

（6）设置I/O设备。

选择菜单栏编辑→I/O设备。

点击现场控制站DP，设置下层的DP网络。

选中DP，击右健，在下拉菜单中选添加设备，添加使用到的设备。

分别按照顺序添加两个FM148A一个FM143和一个FM151。

完毕后，选中现场控制站，单击菜单上的“编译”，显示编译成功，保存I/O设备，关闭窗口。

4.数据库组态

数据库组态主要任务是建立现场数据与输入输出设备的联系，或者说指定某变量连接在系统中的哪个模块的哪个通道上。

通过在数据库总控组态中添加变量来实现，步骤如下：

（1）进行数据库总控画面，在菜单栏的“编辑”下，选“编辑数据库”，弹出窗口，输入用户名和口令bjhc/3dlcz。

进入数据库组态编辑窗口。

（2）选择系统→数据操作，或选工具栏数据操作按钮。

因为合成氨工艺控制流程需用到四个个模块，两个通道，所以需要编辑一个AI点号和一个AO点号。

先点击“AI模拟量输入”选项出现下图所示：

（3）点击“全选A”按钮。

将右侧的选择项名选中，点击“确定”按钮。

（4）数据库编辑，按模块设定进行输入。

（5）添加好变量后，选择图表更新数据库。

（6）同样的方式来定义模拟量输出AO。

（7）单击数据库编译→基本编译，若显示数据库编译成功，则数据库组态完毕。

5、服务器算法组态步骤

（1）打开服务器算法组态，在菜单栏中选择文件→新建工程，选择刚才新建的工程。

（2）选择文件→新建站，在新建的工程下新建为服务器和控制站10，新建站保存到默认的安装目录下。

点击“保存”按钮。

（3）选中“服务器”，新建服务器算法方案，如图所示，请选择“FM”类型方案建立服务器算法方案。

保存方案，默认路径。

（4）此时需要在“P1-1”右侧的空白框中键入“getsysper（_FUHE00）”几个字符，添加完毕，请保存方案页。

（5）点击菜单栏“编译”中的“当前方案”实现本方案页编译，如图所示；此时系统会出现错误提示“FUHE00”数据库点类型未定义。

（6）打开“数据库总控”，选择“PLY”工程，在“数据库编辑”下的“AM”项名，全选后确定。

（7）类型数据库里添加“FUHE00”中间量点,更新数据库。

（8）中间量点添加完毕，点击菜单栏“编译”中的“当前方案”，会发现错误提示消失，点击工具栏中保存，再次保存方案页。

在左边一栏选择“工程”。

（9）选中“服务器”点击鼠标右键，编译“服务器”站，如图选择“全部重编”，最终出现“站编译成功”。

（10）选中工程“PLY”点击右键，编译工程，出现提示窗口，选择“是”

（11）最终出现“工程编译成功”。

（12）工程编译成功后，保存工程；点击菜单栏“文件”中“退出”项。

（13）完全编译工程：

打开数据库总控，选择工程PLY，并且保证当前的域号为0。

选择工具栏里“完全编译”。

直到编译成功，生成下装文件成功，关闭数据库。

6、控制器算法组态步骤

（1）单击桌面上的“开始”→“程序”→“MACV组态软件”→“控制器算法组态”，弹出工程选择窗口。

（2）选中工程后，点击“选择”按钮；弹出控制站选择窗口，选择“10站”进行算法组态的控制站。

（3）选中控制站后点击“确定”按钮，控制器算法软件即被启动（注意此前一定要先进行目标安装，安装后在C盘根目录下会生成有TARGET文件夹）。

（4）单击左下角“资源”按钮后，双击选择“目标设置”，“控制器类型”选择“HollysysCoDeSysSPforQNX”。

（5）具体设置可参照MACSV组态手册，点击“确认”按钮双击“任务配置”，可弹出“任务配置”窗口，在这里可以设置程序运行类型及程序循环周期，默认值为250ms。

（6）双击“库管理器”。

在库管理器左上角出右键“添加库”。

（7）选择“hsac”文件，打开。

Hsac.lib是PID功能块的库文件名。

（8）设备组态里定义的设备信息可以在“MACS配置”窗口里看到。

在菜单栏里选择“工程”下的“全部再编译”如图下图所示：

（9）在下方信息栏窗口可以看到编译信息，如果系统不需要SOE报警，可以在主程序中将“SOE”语句删除。

删除后再选择“工程”→“全部再编译”，系统无错误提示。

7、控制器程序编写步骤

（1）如下图所示，在对象组织器中，选中POUs,可以新建一文件夹，重命名为“PLY”，然后选中文件夹，单击鼠标右键，选中“增加对象”，弹出创建POU窗口，命名新的PLY。

将下图中的PLC_PRG重命名为WNDU、YEWEI并按下图选择。

（2）在资源→全局变量中，如图所示声明变量。

注意：

一条声明要写在一行中。

PID01:

HSPID:

=（SP:

=0,CP:

=0.5,DL:

=100,MC:

=0,RM:

=0,PT:

=100,TI:

=30,KD:

=10,AD:

=1,ME:

=1,AE:

=1,CE:

=0,PU:

=200,PD:

=0）;

PID02:

HSPID:

=（SP:

=0,CP:

=0.5,DL:

=100,MC:

=1,RM:

=0,PT:

=100,TI:

=30,KD:

=10,AD:

=1,ME:

=1,AE:

=1,CE:

=0,PU:

=200,PD:

=0）;

PID03:

HSPID:

=（SP:

=0,CP:

=0.5,DL:

=100,MC:

=2,RM:

=0,PT:

=100,TI:

=30,KD:

=10,AD:

=1,ME:

=1,AE:

=1,CE:

=0,PU:

=200,PD:

=0）;

（3）在POU中编写主程序，可根据具体情况编写。

（4）编写子程序。

选中程序名SY1，右键，添加→程序，出现对话框，选CFC，出现下图。

此时要注意工具栏上的图标。

在工具栏中选择增加块，它可随鼠标移动，在合适位置时击左键，插入成功。

可根据需要改变功能块的名称，将AND改为HSPID。

修改其PID点名为PID1，为PID模块增加输入、输出端子。

按照以上步骤，依次为SY2、SY3添加子程序。

并分别修改其PID点名为PID2、PID3。

编写好后选择“工程→全部再编译”，检查是否有错误。

保存工程。

7、图形组态步骤

（1）打开“开始→程序→macsv组态软件→图形组态工具”。

（2）选择工程，新建一画面，取一文件名如PLY，这时将生成一个PLY.hsg在文件。

根据实际需要组态画面内容。

如图下图所示：

选择具有动态功能部分和变量连接起来，如要显示上水箱液位，右键选XXX.X，选择动态特性，设置其文字特性；如需要实现弹出窗口功能，则选择交互特性，设置推出窗口特性。

注意：

1.图形组态里用到的点名都应为在控制器算法组态里定义过的点。

2.编辑好之后，在当前窗口可进行模拟显示。

六．下装程序、运行调试

（1）打开数据库总控，直接导入你组态好的工程；（启动服务器）

（2）进行基本编译→联编→完全编译，生成下装文件；

（3）关闭数据库总控，打开控制算法组态软件，进行控制站下装。

步骤：

工程→编译→全部清空，点“在线”→登录→若通讯正常，则提示下装信息，确定就可以了，否则，通讯错误，要设置通讯参数。

方法：

“在线”→通讯参数，在弹出的界面中，两个地址均为128.10，若不是，则REMOVE它，NEW一个，NAME为128.10，选项为TCP/IP，点OK；再将Value值中Localhost改为128.0.0.10,并在页面的空白处单击一下，点OK。

再次做“在线”→登录。

（4）关闭控制器算法软件，停止服务器程序。

（5）打开开始→MACSV操作员站软件→操作员站配置工具，配置操作员在线启动时的初始界面：

选底图个数为1→高级配置：

输入你绘制的操作界面图名（该图在D:

\MACSV_ENG\你的工程目录\graph\中）。

点击确认，退出。

如图：

在“窗口打开文件”一栏换成你在画面组态时所做的流程图文件，PLY.hsg。

（6）打开数据库总控，选择文件→域组号组态→选择要做的工程名，单击确定（域号0，组号1）→完全编译，成功生成下装文件。

（7）关闭数据库总控，启动服务器。

（8）打开工程师在线，初次进入时用superman/macsv登录，选择你的工程，确定，进入工程师站界面，

（9）从“用户管理”中添加用户qwe123，然后选择“系统命令”→下装。

（10）先下装服务器，双击128.0.0.1，此时128.0.0.1将出现在IP地址一栏中，击下一步，开始下装服务器。

（11）再装操作员站，选128.0.0.50，下一步即可。

（12）关闭工程师在线下装，在服务器端重启服务器程序，在操作员站打开操作员在线软件，在工程师功能中选择登录，输入用户名superman/macsv。

查看各个测量点是否有数据，设置过交互特性的点点击是否有PID弹窗。

弹窗中是否能够修改各个参数。

经过查看各个测量点都有数据，相应的PID弹窗中参数也都工作正常，如下图所示；至此完成整个实训的内容。

七．注意事项

（1）各项组态完毕必须编译通过。

（2）组态一定要按步骤进行。

（3）磁力驱动泵的正反转。

（4）磁力驱动泵严禁无水运转。

（5）220V和380V的接线不得接错。

（6）注意设备的接线。

（7）组态结果与装置调试时，一定要按步骤进行，编译成功后要启动服务器,否则下装不会成功。

八.实训结果分析

（1）输入通道是否正常采集数据并显示数据。

答：

经过调试数据均能正确的采集并显示。

（2）输出通道是否正常驱动控制阀。

答：

通过调节参数，控制阀会随着输入参数的变化而变化。

（3）PID控制规律是否正常发挥作用。

答：

通过交互的特性使能够弹出PID控制窗口，调节PID的参数，输出会

相应的发生变化，能够正常的工作。

九．思考题

（1）计算机通过什么方式接受现场的模拟信号？

答：

计算机通过以太网从数据采集模块FM148A获得现场模拟信号并转换成1~5V标准信号通过网络送给计算机。

（2）计算机控制系统是如何实现常规控制功能的？

答：

计算机通过采集过来模拟信号，根据一定的控制要求计算，处理数据后，发出控制信号给输出模块，从而控制系统按控制要求工作。

十．实训心得

本次实训做的时间比较长，在这次实训中我也遇到了很多问题，比如在开始定义输入、输出变量时，由于当时对通道号和设备号的不理解，和忘记对设备组态的输入模块FM148A和输出模块FM151的地址修改，导致初次基本编译失败。

后面的还算顺利。

但在老师的细心指导和帮助下，整个实训还是顺利完成了。

通过这次实训，我对DCS控制和MACS系统的组成、功能及应用都有了进一步的了解。

实训过程中我遇到了一些问题，主要是由于当时我对和利时软件操作不熟悉，但通过老师的指导，和同学们之间的交流，大部分问题还是很快的得到了解决。

同时也有一些问题是我与同学的讨论和查阅资料解决的。

在解决这些问题的过程中，让我感觉到自己在这次实训中学到了很多东西。

如怎样在错误提示中找的自己的错误所在，去了解每一个参数所代表的含义，怎样通过软件去控制一些设备的正常运行。

还有就是不管做什么都必须要按照步骤进行，顺序不一样可能结果就会发生很大的变化。

软件也是一样。

通过这次实训，更深一步的让我明白了理论和实践是缺一不可的，必须保证学好理论知识的同时也要是适当的动手实践一下。

只有理论和实践相结合，才能够真正的把一门课学好。

要想把书本上的知识和实践动手相结合是需要不断地专研和探索的。

最后再次感谢邢老师和自动化教研室给我们安排了这样的一个特别的实训机会，让我们学到了集散控制的精髓。