《计算机控制技术实验指导书.docVIP

绪 论 过程控制通常是指石油、化工、电力、冶金、轻工、建材、核能等工业生产中连续的或按一定周期程序进行的生产过程自动控制，它是自动化技术的重要组成部分。在现代化工业生产过程中，过程控制技术正在为实现各种最优的技术经济指标、提高经济效益和劳动生产率、改善劳动条件、保护生态环境等方面起着越来越大的作用。 “TkJ-2型高级过程控制系统实验装置”是为了配合过程控制工程与自动化仪表、计算机控制等相关课程的教学而设计开发的。 该系统设计本着工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人才的培养原则出发。实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉。控制装置分别采用智能仪表、研华的模块、西门子PLC，上位机监控软件采用WINCC组态软件。学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境进入角色。同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开发平台。 实验过程的基本程序： 1、明确实验任务； 2、提出实验方案； 3、画实验接线图； 4、进行实验操作，做好观测和记录； 5、整理实验数据，得出结论，撰写实验报告。 在进行本书中的综合实验时，上述程序应尽量让学生独立完成，老师给予必要的指导，以培养学生的实验动手能力，要做好各主题实验，就应做到：实验前有准备；实验中有条理，实验后有分析。 TkJ-2型高级过程控制系统 一 系统简介 “TkJ-2型高级过程控制系统实验装置”是基于工业过程物理模拟对象，它集自动化仪表技术，计算机技术，通讯技术，自动控制技术为一体的多功能实验装置，该装置是本企业根据自动化及相关专业教学的特点，吸收了国内外同类实验装置的特点和长处，经过精心设计，多次实验和反复论证，推出了一套全新的实验装置，该系统包括流量、温度、液位、压力等热工参数，可实现系统参数辨识，单回路控制，串级控制，前馈—反馈控制，比值控制，解耦控制等多种控制形式。 本装置还可根据用户的需要设计构成DDC，DCS，PLC，FCS 等多种控制系统。该实验装置既可作本科，专科，高职过程控制课程的实验装置，也可为研究生及科研人员复杂控制系统、先进控制系统研究提供物理模拟对象和实验手段。 本实验装置由被控对象和控制柜两部分组成。系统动力支路分两路：一路由单相磁力驱动泵、电动调节阀、电磁流量计、压力变送器及手动调节阀组成；另一路由日本三菱变频器、单相磁力驱动泵、涡轮流量计及手动调节阀组成。 1、现场系统对象 TKJ－2 型高级过程控制系统的控制对象主要有水箱、锅炉、热交换、变频器、调节阀以及水泵管道等。 图1.2.1现场系统对象结构示意图 表1.2.1整体流程测点清单 序号 位号或 代号 设备名称 用途 原始信号类型 工程量 1 TE-101 热电阻 锅炉水温 Pt100 AI 0～100℃ 2 TE-102 热电阻 锅炉回水温度 Pt100 AI 0～100℃ 3 TE-103 热电阻 换热器热水出口水温 Pt100 AI 0～100℃ 4 TE-104 热电阻 换热器冷水出口水温 Pt100 AI 0～100℃ 5 TE-105 热电阻 储水箱水温 Pt100 AI 0～100℃ 6 LSL-105 液位开关 锅炉液位极低联锁 干接点 DI NC 7 LSH-106 液位开关 锅炉液位极高联锁 干接点 DI NC 8 XV-101 电磁阀 一支路给水切断 光电隔离 DO NC 9 XV-102 电磁阀 二支路给水切断 光电隔离 DO NC 10 AL-101 告警 光电隔离 DO NC 11 FT-101 涡轮流量计 一支路给水流量 4～20mADC AI 0～3m3/h 12 FT-102 电磁流量计 二支路给水流量 4～20mADC AI 0～3m3/h 13 PT-101 压力变送器 给水压力 4～20mADC AI 150kPa 14 LT-101 液位变送器 上水箱液位 4～20mADC AI 2.5kPa 15 LT-102 液位变送器 中水箱液位 4～20mADC AI 2.5kPa 16 LT-103 液位变送器 下水箱液位 4～20mADC AI 2.5kPa 17 LT-104 液位变送器 锅炉/中水箱右液位 4～20mADC AI 0～5kPa 18 FV-101 电动调节阀 阀位控制 4～20mADC AO 0～100％ 19 GZ-101 调压模块 锅炉水温控制 4～20mADC AO 0～100％ 20 U-101 变频器 频率控制 4～20mADC AO 0～100％ 注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4～20mA。一般两线制信号在IO面板上已经连接了24V和GND，可以按