基于组态王655换热器实验控制系统.docx

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基于组态王655换热器实验控制系统

基于组态王6.55换热器实验控制系统

一、系统简介

本设计是以换热器冷水流量和换热器热水出口温度作为被控制量的串级控制系统。

换热器出口温度和冷水流量串级控制的结构是闭环的，有温度控制器、流量控制器、温度传感器、流量传感器和被控对象组成。

温度传感器、流量传感器测量被控流量，并转换成便于利用的信号形式，与给定的值比较产生偏差信号。

偏差信号通过温度控制器、流量控制器，按照消除偏差的方向来改变被测点的温度、流量，将其调节到给定的希望值。

二、控制方案拟定原则

要实现工业生产对过程装备控制的要多方面的，最终可以归纳为三项要求：

1.安全性，安全性是指在整个生产过程中，确保人身和设备的安全，这是最重要也是最基本的要求。

通常采用越限报警、事故报警和连锁保护等措施加以保证。

随着控制技术和计算机技术的不断发展，在线故障预测和诊断、容错控制等技术可以进一步提高系统的安全性。

2.经济性，经济性是指在生产同样质量和数量产品所消耗的能源和原材料最少，也就是要求生产成本低而效率高。

3.稳定性，稳定性是指系统应具有抵抗外部干扰，保持生产过程长期稳定运行能力。

三、控制方案的确定

换热器的温度控制系统工艺流程图如图所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。

热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。

冷流体通过离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回水箱，循环使用。

在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。

在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。

多级离心泵的转速由便频器来控制。

换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。

四、组态王开发应运程序的一般过程

用组态王开发的每个应用程序工程，每个工程都必须在一个独立的目录保存、运行，这个目录成为工程路径。

建立一个新的组态王工程的一般程序是：

1.定义画面

2.定义设备

3.构造数据库，就是建立上位计算机和下位控制器的通讯。

4.建立动画，让获得的数据在屏幕上显示出来

5.运行和调试

五、换热器系统组态软件的实现

1.建立过程

本设计对流量温度进行控制，首先进入组态王6.55工程管理器，在“新建工程向导”中输入“换热器流量温度控制”,设置为当前工程。

2.设备配置

在工程浏览器中选择设备—新建—设备配置向导:

设备驱动/PLC/亚控/仿真PLC/

3.图形对象的创建

图形：

用抽象的图形画面来模拟实际工业现场和相应的工控设备。

组态王6.55采用面向对象的编程，使用户可以方便地建立画面的图形界面。

从图库中选择一些常见的设备：

泵、阀门、反应器、等，建立人机界面，让画面能够真实反映控制系统的工作情况，并且通过画面控制系统的运行。

4.建立实时数据库

描述工控对象的各个属性就是创建一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种属性。

数据库是组态王最核心的部分，是联系上位机和下位机的桥梁。

当数据库中存放的是变量的当前值，变量包括系统变量和用户定义的变量。

变量的集合叫“数据词典”，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。

双击“数据词典”中“新建”图标，出现“定义变量”窗口，定义“设定值”、“手自动”等变量

5.控制系统动画连接

建立画面的图素与数据库变量的对应关系，当变量的值改变时，在画面上以图形对象的动画效果表示出来，或者由软件使用者通过图像对象改变数据变量的值。

这样工业现场的数据，像温度、流量、压力等，当发生变化时，先通过I/O接口，引起实时数据库中的变量发生变化，再通过“动画连接”在画面上反映出来。

双击“换热器出口温度”，出现“动画连接”对话框，单机“模拟值输出”按钮，弹出“模拟值输出连接”对话框。

将“表达式”设置为“\\本站点\热流体出口温度”，确定后完成“温度测量值”动画。

按照此步骤进行其它动画连接，完成后保存画面。

6.建立实时曲线

在工具箱单击“实时曲线”按钮，将鼠标移动到画面上，拖拉出一个合适大小的矩形框，双击它，出现实时曲线对话框，曲线一为测量温度曲线，设为红色，曲线二为流量测量曲线，设为绿色。

将画面保存，即完成“实时曲线”的建立。

7.历史曲线的建立

单击工具箱“插入控件”按钮，弹出“插入控件”对话框，选取“历史趋势曲线”将鼠标移动到画面上，拖拉出一个合适大小的矩形框，双击它，选取“控件属性”，点击“历史工业库”按钮，选取“冷流体流量”颜色设为绿色，同理设置温度并应用保存。

即完成“历史趋势曲线”的建立。

8.报警画面的建立

在工程浏览器中点击“数据词典”，双击“热流体出口温度”弹出“变量定义”对话框，选取“报警定义”，在报警限中选取需要报警的界限值，完成确定。

然后在再新建报警画面上，单击工具箱“报警窗口”将鼠标移动到画面上，拖拉出一个合适大小的矩形框，双击它，出现报警报表，双击表格空白处弹出“报警窗口属性配置页”设置报警窗口各项容，单击报警窗口，选取画面属性，弹出“画面属性”对话框，在类型一栏可以改变报警窗口出现方式。

六、调试和运行

在组态王工程浏览器中单击“运行”按钮，将主画面设置为“换热器温度流量控制”，单击view后，进入组态王系统运行。

基于组态王6.55换热器实验

控制系统

：

顺

学号：

6

班级：

11-01

专业：

过程装备与控制过程

一、系统简介

二、控制方案拟定原则

三、控制方案的确定

四、组态王开发应运程序的一般过程

五、换热器系统组态软件的实现

六、调试和运行