双容水箱串级控制系统实验报告.docx

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双容水箱串级控制系统实验报告

双容水箱串级控制系统实验报告

所属课程：

《集散控制系统》

院（部）：

电子信息与电气工程学院

学生姓名：

安永军

学号：

201002040062

专业班级：

电气工程及其自动化2010级

指导教师：

邢春芳

双容水箱串级控制系统的设计

一、实训目的

（1）熟悉集散控制系统（DCS）的组成。

（2）掌握MACS组态软件的使用方法。

（3）培养灵活组态的能力。

（4）掌握系统组态与装置调试的技能。

二、实训内容

针对实验室内THSA-1型生产过程自动化技术综合实训设置，以双容水箱为对象设计液位串级控制系统,用和利时的MACS进行组态实训，内容包括：

（1）数据库组态。

（2）设备组态。

（3）算法组态。

（4）画面组态。

（5）系统组态。

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控制系统。

四、实训步骤

1、工程分析

双容水箱液位串级控制系统需要两个输入测量信号，一个输出控制信号。

因此需要一个模拟输出模块FM148A和一个模拟输出模块FM151.采集下水箱液位信号（LT1）控制电动控制发的开度。

2、工程建立

（1）打开：

开始→程序→macsv组态软件→数据库总控。

（2）点击按钮或选择工程/新建工程，新建工程，输入工程名字：

surunmin。

（3）点击“确定”按钮，然后在空白处选择这个工程，此时会显示当前域号为65535等信息。

（4）选择“编辑>域组号组态”，选择组号为1，将刚创建的工程从“未分组的域”移动到右边“该组所包括的域”里，点“确定”按钮。

出现当前域号：

0等信息。

（5）在数据库总控组态中添加变量。

选择菜单栏，编辑→编辑数据库，弹出窗口，输入用户名和口令bjhc/3dlcz。

点击“确定”按钮,进入数据库组态编辑窗口。

（6）选择系统→数据操作，出现一个对话框，点击“确定”。

（7）因为双容水箱定制控制系统用到一个模块，两个通道，所以需要编辑两个点号。

点击“AI模拟量输入”选项出现图1。

图1

（8）在“AI模拟量输入”中选取通道号、设备号、点说明、量程上限、量程下限、点名、信号范围、站号这几项（其中点名是必选，其他变量可以看情况而定），然后点击“确定”按钮。

（9）选择后确定进入编辑数据界面。

（10）数据库编辑，设置它的参数，根据实际情况，设置设备号，通道号，量程上限下限，点名。

按照上面的步骤设置所有的变量，包括模拟量的输入和输出，如图2所示。

图2

（11）添加好变量后，选择

图标更新数据库。

（12）用同样的方法来定义模拟量输出AO，如图3所示。

图3

（13）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。

3、设备组态步骤

（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“surunmin”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，网段A为128，网段B为129，点击“下一步”。

选择单机，点击“下一步”。

I/O控制站数量：

1，点击“下一步”。

控制站数量：

1，点击“下一步”。

（4）出现MACS设备组态，如图4所示：

图4

（5）设置I/O设备—现场控制站DP:

选择菜单栏编辑→I/O设备。

设置下层的DP网络。

分别选择FM148A、FM151加入，如图5所示：

图5

右键单击FM151,选择设备属性，将设备地址改为4，同样的方法，将FM148A的设备地址分别改为2，完毕后，单击下装按键，显示编译成功，保存I/O设备关闭窗口。

4、服务器算法组态组态步骤

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

（2）选择“文件”→“新建站”，或点击

按钮新建站，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”，点击工具栏中的

按钮，新建服务器算法方案，如图6所示，选择“FM”类型方案建立服务器算法方案。

保存方案，默认路径。

图6

（4）此时需要在“P1-1”右侧的空白框中键入“getsysper（_FUHE00）”字符，然后保存方案。

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

（6）类型数据库里添加“FUHE00”中间量点，更新数据库。

（7）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”。

图7

（8）选中工程“surunmin”点击右键，选择编译，出现提示窗口，选择“是”。

（9）最终出现“工程编译成功”。

（10）工程编译成功后，保存工程；点击菜单栏“文件”中“退出”项。

（11）完全编译工程：

打开数据库总控，选择工程“surunmin”，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。

图8

5、控制器算法组态步骤

（1）单击桌面上的“开始”→“程序”→“MACSV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；弹出控制器站选择窗口，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，控制其算法软件即被启动（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“确定”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“MACS配置”，弹出“MACS配置”对话框。

（7）双击“库管理器”。

在库管理器左上角出右键“添加库”。

（8）选择并打开“hsac”文件。

（9）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“全部在编译”。

（10）在下方信息栏窗口可以看到编译信息，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。

图9

6、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，可以新建一个文件夹，重命名为“surunmin”,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POU为SY01。

（2）在资源→全局变量中，如图10所示声明变量。

图10

（3）在主程序中编写程序（注意在主程序中调用SY01）。

首先在工具栏中选择增加块，并根据实验要求增加输入、输出端子。

图11

（4）编写好程序后选择“工程→全部再编译”，编译成功，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”。

选择工程，新建一个画面。

根据实际需要组态画面内容。

如图12所示：

图12

（2）设置显示变量LT1、LT2的动态特性和交互特性，如图13如下：

图13

图14

后设置LV的动态特性，如图15所示：

图15

8、下装程序，运行调试。

（1）打开数据库总控，直接导入名为“surunmin”的工程。

（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。

（4）关闭控制器算法软件，在服务器端重新启动服务器。

在操作员站打开操作员站在线软件。

（5）打开开始→MACSV操作员站软件→操作员站配置工具，配置初始界面。

（6）打开数据库总控，选择文件→域组号组态→选择工程“surunmin”单击确定→联编，生成下装文件。

（7）从“用户管理”中添加用户，然后选择“系统命令”→下装。

（8）先下装服务器，双击128.0.0.1，然后点击下一步，开始下装服务器。

图16

（9）下装操作员站，选择128.0.0.50，点击下一步，开始下装操作员站。

图17

（10）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陆，输入用户名superman/macsv。

进行调试。

图18

五、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。

（8）通讯参数的设定。

六、实训结果分析

在第一次工程下装完成后，调试时图像不能工作。

经过老师的提示知道是因为交互特性中POU的分配不正确，重新分配后，经过一系列的调试、修改，输入通道可以正常采集系统数据。

通过操作页面可以对电动阀的开关量进行控制，将实验前设计的实验数据采集到系统中，可以得到理想的实验结果。

成功显示所采集到的系统数据，并且与实际相匹配，PID控制规律能正常发挥作用，整个系统能按照设计的要求正常工作。

七、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：

计算机是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。

八、实训心得

集散控制系统是一门重要的课程，它集合了控制算法，控制阀门的选择，和利时公司MACS软件的使用，控制系统的设计等许多的知识。

在老师耐心的指导和帮助下，我们完成了这次实训。

通过这次实训加深了我们对DCS控制和MACS系统的组成、功能及应用的了解，让我们能够将理论联系与实际，并且应用与实际，让我们对理论知识的理解得到升华同时也增强了我们的动手能力，同时增强了我们的独立思考能力、动手能力以及团队合作能力，让我们了解到所学的集散控制系统这门课程在现实中的应用方向，为以后更加深入的学习奠定了坚实的基础，能将现在学习知识在以后的工作中实践。

九、参考文献

1、《集散控制系统实验指导书》

2、何衍庆，俞金寿《集散控制系统原理及应用,第二版》北京：

化学工业出版社,2003.