计算机集散控制实验.docx
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计算机集散控制实验
《计算机集散控制实验报告》
姓名:
刘传超
学号:
1245533114
班级:
12电气1班
专业:
电气工程及其自动化
学院:
电气与信息工程学院
江苏科技大学(张家港)
2015年12月
前言
集散控制系统(DCS,TotalDistributedControlSystem)是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。
DSC也叫分布式控制系统,是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统,它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。
本课程实验主要从集散控制系统的基本性能和基本操作出发,培养学生分析和设计集散控制系统的能力。
本课程实验是从一个简单的工程项目来学习和掌握集散控制JX—300X系统以及相应的组态软件。
设置的具体实验项目如下:
实验1:
硬件系统熟悉与操作:
了解集散控制系统的组成和结构;熟悉系统规模、控制站规模;掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数;掌握控制站卡的地址设置。
实验2:
(设计性实验)JX-300系统的组态设计:
了解JX-300X系统组态软件包;掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置;掌握I/O设备、信号参数的设置。
实验3:
(设计性实验)流程图及报表的操作与设计:
学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包;掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制;掌握如何用报表制作软件来自动生成报表。
实验4(设计性实验):
加热炉控制系统的设计:
进一步加深对集散控制系统的了解;了解一个工程项目实现的过程;学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。
实验一:
硬件系统熟悉与操作
一、实验目的:
1、了解集散控制系统的组成和结构;
2、熟悉系统规模、控制站规模;
3、掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数;
4、掌握控制站卡的地址设置。
二、实验内容:
硬件简介:
1、JX-300XDCS系统网结构如图1.1所示:
图1.1JX-300XDCS系统网结构示意图
通讯网分为三层:
信息管理、过程控制(SCnetII)和控制站内部I/O控制总线(SBUS)。
2、控制站卡件
控制站卡件位于控制站卡件机笼里,主要由主控卡、数据转发卡和I/O卡组成。
卡件按一定的规则组合在一起,完成信号采集、信号处理、信号输出、控制、计算、通讯等功能。
控制站卡件一览表如表1.1所示:
表1.1控制站卡件一览表
硬件选型:
1、根据测点性质确定系统I/O卡件的类型及数量(适当留有余量),对于重要的信号点要考虑是否进行冗余配置;
2、根据I/O卡件数量和工艺要求确定控制站和操作站的个数;
3、根据上述设备的数量配置其它设备,如机柜、机笼、电源、操作台等;
4、对于开关量,根据其数量和性质要考虑是否选配相应的端子板、转接端子和继电器。
ScnetII网络组件地址设置:
对TCP/IP协议地址采用如表1.2所示的系统约定:
表1.2系统约定的参数
类别
地址范围
备注
网络码
IP地址
控制站地址
128.128.1
2~31
每个控制站包括两快互为冗余主控制卡。
两个冗余主控制卡享用不同的IP地址,两个网络码
128.128.2
2~31
操作站地址
128.128.1
129~160
每个操作站包括两快互为冗余的网卡。
两两块网卡享用不同的IP地址,但应设置不同的网络码
128.128.2
129~160
网络码128.128.1和128.128.2代表两个互为冗余的网络。
在控制站表现为两个互为冗余的通讯口,上为128.128.1,下为128.128.2。
在操作站表现为两块网卡,每块网卡所代表的网络号由IP地址设置决定。
三、实验结果:
控制站、操作站设置:
I/O卡件设置:
四、思考题:
1、硬件选型时,I/O卡件选型的主要依据是什么?
答:
根据《测点清单》中测点性质确定系统I/O卡件的类型及数量(适当留有余量),对于重要的信号点考虑是否进行冗余设置。
通过上面的分析,实现测点清单的所有信号的采集与控制需要的I/O卡件为:
SP313卡件1块,SP314卡件2块,SP316卡件1块,SP322卡件1块,SP362卡件1块,SP363卡件1块,共计7块卡件。
以上统计数据中,如果考虑到将来的系统扩展及备品备件等要求,各种卡件还需做相应的增加。
实验二:
JX-300系统的组态设计
一、实验目的:
1、了解JX-300X系统组态软件包;
2、掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置;
3、掌握I/O设备、信号参数的设置。
二、实验内容:
参考实验四加热炉控制系统进行硬件设备、系统所需采集的信号、控制方案、操作时需显示的数据和如何操作等完成系统组态。
三、实验步骤:
对于一个项目的组态设计,主要是指利用JX-300XDCS系统组态软件包,在工程师站上完成的设计、配置工作,组态设计基本上按照以下步骤进行:
1、整理硬件及I/O信息,测点分配表如表2.1
测点分配图
序号
卡件型号
卡件通道
00
01
02
03
00
SP316
TI-101
备用
备用
备用
02
SP314
TI-106
TI-107
TI-108
TI-111
04
SP314
TI-102
TI-103
TI-104
备用
06
SP313
PI-102
LI-101
FI-001
FI-104
08
SP322
PV-102
FV-104
LV-1011
LV-1012
10
SP363
KI-301
备用
备用
备用
12
SP362
KO-302
备用
备用
备用
表2.1测点分配图
2、建立组态文件
电脑开机,开机密码为:
supcondcs。
进入系统后,双击桌面JX-300X组态图标,新建文件名“加热炉”,指定保存路径,点击保存。
新建组态文件时,系统会生成(文件名).sck的组态文件,同时,在同一目录下系统会自动生成一个和组态文件同名的文件夹。
该文件夹下包含着一些小文件夹:
control:
存放图形化组态文件;flow:
存放流程图文件;lang:
存放SCX语言文件;report:
存放报表文件;run:
存放运行文件;temp:
存放临时文件。
3、主机设置
点击组态软件界面上的主机按钮,在弹出的对话框中设置主机。
这时对话框中出现“主控卡”选项,在这里可以进行主控卡设置,点击增加按钮,即增加一个控制站。
接下来填写相应控制站的参数。
IP地址:
JX—300X系统主控卡在ScnetII网络中的地址,对TCP/IP协议地址采用表1.2所示的系统约定。
点击“操作站”标签,可对操作站进行配置,点击增加按钮,即增加操作站。
填写相应操作站的参数。
4、控制站I/O组态
主机设置完成后,可进行控制站I/O组态:
包括数发卡、I/O卡、信号点设置。
点击工具栏I/O按钮,在弹出的对话框中设置数发卡。
这时对话框中出现“数据转发卡”选项,在这里可以进行数发卡设置,点击增加按钮,即增加一个数发卡。
接下来填写相应的参数。
完成数发卡设置后点击退出按钮。
点击“I/O卡件”标签,可对I/O卡件进行组态,点击增加按钮,即增加I/O卡件。
填写相应I/O卡件的参数。
地址设置参考机笼卡件布置表,如表2.2。
I/O卡件全部设置完毕后点击退出按钮。
点击“I/O点”标签,可对I/O信号点进行组态,通过下拉菜单选择I/O卡件设置中的任意I/O卡件下地某信号点进行设置。
参考测点分配图设置。
当I/O信号点全部设置完毕后点击退出按钮,至此,I/O组态全部完成。
表2.21#机笼卡件布置图
1
2
3
4
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
冗余
冗余
冗余
冗余
冗余
冗余
S
P
2
4
3
S
P
2
4
3
S
P
2
3
3
S
P
2
3
3
S
P
3
1
3
S
P
3
1
3
S
P
3
1
3
S
P
3
1
3
S
P
3
1
4
S
P
3
1
4
S
P
3
1
4
S
P
0
0
0
S
P
3
1
6
S
P
3
1
6
S
P
3
2
2
S
P
3
2
2
S
P
0
0
0
S
P
0
0
0
S
P
3
6
2
S
P
3
6
3
5、控制方案组态
本实验的控制要求中,回路控制的前两个要求都是标准常规回路。
加热炉烟气压力PI-102与PV-102构成一个单回路PIC-102,参见图2.1。
原料加热炉出口温度TI-101控制是一个串级控制其中副回路是流量控制,流量测量信号为FI-104,输给调节阀的信号是FV-104,回路号为FIC-104,主回路是温度控制,温度测量位号为TI-101,回路号为TIC-101。
图2.1PI-102与PV-102构成单回路
点击工具栏常规按钮,在弹出的对话框中设置控制方案。
点击增加按钮,即增加一个控制方案。
选择相应的控制方案。
完成控制方案设置后点击退出按钮。
6、操作站组态
点击工具栏操作小组按钮,在弹出的对话框中设置操作小组。
点击增加按钮,即增加一个操作小组。
填写相应的参数。
完成操作小组参数设置后点击退出按钮。
趋势画面组态:
点击工具栏趋势按钮,在弹出的对话框中设置标准趋势画面。
在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”,选择好操作小组后点击增加按钮,在该操作小组中增加趋势画面。
设置画面内容(?
按钮提供位号的查询功能)。
完成趋势画面设置后点击退出按钮。
分组画面组态:
点击工具栏分组按钮,在弹出的对话框中设置标准分组画面。
在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”,选择好操作小组后点击增加按钮,在该操作小组中增加分组画面。
设置画面内容(?
按钮提供位号的查询功能)。
完成分组画面设置后点击退出按钮。
一览画面组态:
点击工具栏一览按钮,在弹出的对话框中设置标准一览画面。
在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”,选择好操作小组后点击增加按钮,在该操作小组中增加一览画面。
设置画面内容(?
按钮提供位号的查询功能)。
完成一览画面设置后点击退出按钮。
总貌画面组态:
点击工具栏总貌按钮,在弹出的对话框中设置标准总貌画面。
在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”,选择好操作小组后点击增加按钮,在该操作小组中增加总貌画面。
设置画面内容(?
按钮提供位号的查询功能)。
完成总貌画面设置后点击退出按钮。
提示:
组态顺序必须是:
先操作小组,后操作画面。
四、实验结果:
I/O卡件设置:
I/O卡件[2]的I/O点设置:
I/O卡件[8]的I/O点设置:
五、思考题:
1、I/O卡件的组态和I/O卡件的硬件排布有何联系?
答:
在系统中I/O卡件的地址范围在00--15之间,I/O卡件的组态地址应与它在控制站机笼中的排列编号相匹配,并要求遵循冗余规则。
实验三:
流程图及报表的操作与设计
一、实验目的:
1、学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包;
2、掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的