第七章计算机控制系统的设计与应用_PPT格式课件下载.ppt

第七章计算机控制系统的设计与应用_PPT格式课件下载.ppt

《第七章计算机控制系统的设计与应用_PPT格式课件下载.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第七章计算机控制系统的设计与应用_PPT格式课件下载.ppt（45页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

总体方案的设计，工作计划的制订实施总体方案的设计，工作计划的制订实施计算机及仪表的选型、订货、验收计算机及仪表的选型、订货、验收各方面人员的安排、调配各方面人员的安排、调配控制系统的研究、开发、集成、安装、调试控制系统的研究、开发、集成、安装、调试工程的验收和投入使用等。

工程的验收和投入使用等。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术7.2计算机控制系统设计原则和步骤计算机控制系统设计原则和步骤7.2.1计算机控制系统设计原则计算机控制系统设计原则1.安全可靠安全可靠保证系统在恶劣的工业环境下仍能正常运行。

保证系统在恶劣的工业环境下仍能正常运行。

在设计控制方案时考虑各种安全保护措施在设计控制方案时考虑各种安全保护措施:

异常报警、事故预测、故障诊断与处理、安全联锁、不间断电异常报警、事故预测、故障诊断与处理、安全联锁、不间断电源等功能。

源等功能。

采用常规控制仪表或后备计算机作为后备。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术双机系统一般的工作方式双机系统一般的工作方式:

备份工作方式备份工作方式一台作为主机投入系统正常运行，作一台作为主机投入系统正常运行，作为系统的热备份机。

为系统的热备份机。

双工工作方式双工工作方式两台计算机并行工作。

两台计算机并行工作。

主从工作方式主从工作方式一台担任主要工作一台担任主要工作,另一台担任从属工作。

另一台担任从属工作。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术2.操作、维护与维修方便操作、维护与维修方便实时性强实时性强便于掌握、操作简单，显示画面直观形象。

便于掌握、操作简单，显示画面直观形象。

易于查找故障、排除故障。

考虑设计容错程序，在出易于查找故障、排除故障。

考虑设计容错程序，在出现故障时能保证系统的安全。

现故障时能保证系统的安全。

3实时性强实时性强系统处理的事件一般有两类：

系统处理的事件一般有两类：

一类是定时事件，如定时采样、运算处理、输出控制一类是定时事件，如定时采样、运算处理、输出控制量到被控制对象等；

量到被控制对象等；

另一类是随机事件，如事故报警、安全联锁、打印请另一类是随机事件，如事故报警、安全联锁、打印请求等。

对于随机事件，系统应设置中断，保证最先处理紧求等。

对于随机事件，系统应设置中断，保证最先处理紧急故障。

急故障。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术4.通用性好通用性好经济效益高经济效益高硬件与软件的通用性和灵活性硬件与软件的通用性和灵活性:

硬件方面宜采用标准总线结构（如硬件方面宜采用标准总线结构（如PCI总线、总线、STD总线），配置各种通用的接口通道板，。

总线），配置各种通用的接口通道板，。

在系统监控软件和控制算法等软件采用具有易操作在系统监控软件和控制算法等软件采用具有易操作性和通用性组态软件。

性和通用性组态软件。

5.经济效益高经济效益高系统的性能价格比要尽可能的高，投入产出比要尽可系统的性能价格比要尽可能的高，投入产出比要尽可能的低。

能的低。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术7.2.2设计与实施计算机控制系统的步骤设计与实施计算机控制系统的步骤计算机控制系统的总体方案设计计算机控制系统的总体方案设计了解生产过程、分析工艺流程及工作环境、总结了解生产过程、分析工艺流程及工作环境、总结操作工控制经验。

操作工控制经验。

确定整个控制系统的结构和类型。

设计系统的硬件与软件结构方块图。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术硬件总体方案设计硬件总体方案设计系统的构成方式；

现场设备及自动化仪表的选择；

人系统的构成方式；

人机联系方式；

系统的机柜或机箱结构设计；

抗干扰措施机联系方式；

抗干扰措施等。

等。

现场设备量程范围、精度、对环境及安装要求。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术软件总体方案设计软件总体方案设计确定软件平台、软件结构、任务分解，确定软件平台、软件结构、任务分解，建立系统的数学模型、控制策略建立系统的数学模型、控制策略算法的实现。

算法的实现。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术系统总体方案包括：

系统总体方案包括：

系统的主要功能、技术指标、原理性方框图及文字系统的主要功能、技术指标、原理性方框图及文字说明；

说明；

控制策略与算法；

系统的硬件结构与配置，主要的软件功能、结构、系统的硬件结构与配置，主要的软件功能、结构、平台及实现框图；

平台及实现框图；

方案的比较与选择；

抗干扰措施与可靠性设计；

机柜或机箱的结构与外形设计；

经费和进度计划的安排；

对现场条件的要求等。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术硬件的工程设计与实现硬件的工程设计与实现系统总线与主机机型系统总线与主机机型I/O接口接口选择现场设备选择现场设备第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术软件的工程设计与实现软件的工程设计与实现程序结构规划程序结构规划程序的流程，模块接口条件。

程序的流程，模块接口条件。

资源分配资源分配列出资源的详细分配清单，作为编程的依据。

列出资源的详细分配清单，作为编程的依据。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术实时控制软件设计实时控制软件设计数据采集及数据处理数据采集及数据处理时时钟与中断处理时时钟与中断处理控制算法控制算法可以选择这些控制算法现成的软件模块，可以选择这些控制算法现成的软件模块，也可自己编制。

也可自己编制。

控制量输出控制量输出生产管理生产管理这部分程序用于生产的管理（或监控）。

这部分程序用于生产的管理（或监控）。

数据通信数据通信第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术控制系统的调试与投运控制系统的调试与投运离线仿真和调试离线仿真和调试在线调试和投运在线调试和投运第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术7.3计算机控制系统设计举例计算机控制系统设计举例7.3.1燃油加热炉燃油加热炉IPC系统设计系统设计1.燃油加热炉的工艺及技术要求燃油加热炉的工艺及技术要求为达到最佳燃烧控制，必须解决三个方面的问题：

为达到最佳燃烧控制，必须解决三个方面的问题：

1）风油比调节风油比调节2）废气中的残氧量控制废气中的残氧量控制3）炉膛压力调节及参数补偿炉膛压力调节及参数补偿第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术2.燃油加热炉微机控制系统组成原理燃油加热炉微机控制系统组成原理图图7.1燃油加热炉控制系统总体框图燃油加热炉控制系统总体框图第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术下位机作为下位机作为DDC控制级，由控制级，由STD工业控制机来完成对工业控制机来完成对高温区和中温区温度的控制，并根据上位机计算的风油高温区和中温区温度的控制，并根据上位机计算的风油比实现最佳燃烧。

比实现最佳燃烧。

上位机作为监督、管理级，由微型计算机完成。

除上位机作为监督、管理级，由微型计算机完成。

除了实现现场参数的显示、记录、打印和报警等功能外，了实现现场参数的显示、记录、打印和报警等功能外，还可对风油比值进行优化计算，以提高燃烧效率和控制还可对风油比值进行优化计算，以提高燃烧效率和控制质量。

质量。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术3.上位机监测及管理系统的设计上位机监测及管理系统的设计上位机主程序框图如图上位机主程序框图如图7.2所示。

所示。

主菜单自动控制手动控制系统管理温度给定风油比给定系统管理风油比优化温度显示流量显示压力显示数据输入图形显示数据返回报表打印系统检测图图7.2上位机主程序菜单上位机主程序菜单第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术4.下位控制机的设计下位控制机的设计STD下位机控制系统结构如图下位机控制系统结构如图7.3所示。

燃烧控制过程可由图所示。

燃烧控制过程可由图7.4说明。

说明。

图图7.3STD控制系统结构图控制系统结构图第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术图图7.4燃烧控制系统原理图燃烧控制系统原理图第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术7.3.2循环流化床锅炉循环流化床锅炉DCS系统设计系统设计某热电厂采用按福斯特某热电厂采用按福斯特惠勒公司技术由东方锅炉惠勒公司技术由东方锅炉厂生产的厂生产的DG450/9.81-l型循环流化床锅炉是目前国内容量型循环流化床锅炉是目前国内容量最大的最大的CFB锅炉。

整个锅炉。

整个2450t/h循环流化床、循环流化床、2100MW双抽汽轮发电机组采用了新华公司的双抽汽轮发电机组采用了新华公司的XDPS-400系统。

包系统。

包括数据采集、模拟量控制、顺序控制、炉膛安全保护、括数据采集、模拟量控制、顺序控制、炉膛安全保护、电气控制、厂用公用控制、热网控制等，单台机组的电气控制、厂用公用控制、热网控制等，单台机组的I/O接近接近5000点。

点。

第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算机控制技术1.循环流化床锅炉控制的特点循环流化床锅炉控制的特点图图7.5显示了显示了CFB锅炉对象的输入输出特性。

锅炉对象的输入输出特性。

给水喷水燃煤燃油引风一次风二次风底灰汽包水位出口温度主汽压力炉膛压力氧量/床温料层差压CFB锅炉图图7.5CFB锅炉的对象特性锅炉的对象特性第第9章章计算机控制系统的设计与应用计算机控制系统的设计与应用计算机控制技术计算