換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計.doc

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吉林化工學(xué)院信控學(xué)院專業(yè)綜合設(shè)計說明書 換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計 學(xué)生學(xué)號： 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 職 稱： 起止日期：2016.08.29～2016.09.18 吉林化工學(xué)院 Jilin Institute of Chemical Technology 專業(yè)綜合設(shè)計任務(wù)書 一、設(shè)計題目 換熱站控制系統(tǒng)設(shè)計 二、適用專業(yè) 測控技術(shù)與儀器專業(yè) 三、設(shè)計目的 1. 了解換熱機組工藝流程； 2. 了解溫度、壓力、液位及流量等工藝參數(shù)的信號測量及傳輸方法； 3. 掌握PLC各種典型信號（二線制、四線制變送器及熱電阻、熱電偶）接線方法； 4. 掌握PID控制算法及其在PLC中的編程和離線仿真及調(diào)試方法； 5. 熟悉自控工程實踐設(shè)計及應(yīng)用的一般步驟和實現(xiàn)方法。 四、設(shè)計任務(wù)及要求 某換熱站工藝流程如下圖所示，一次網(wǎng)進水由熱水鍋爐加熱，經(jīng)板式換熱器與二次網(wǎng)進行換熱后再返回鍋爐。二次網(wǎng)循環(huán)水由循環(huán)泵P201加壓后進行換熱器，加熱后進入管網(wǎng)對居民住戶進行循環(huán)供熱。 控制要求： 1．二次網(wǎng)供水溫度PID控制：通過一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V101進行供水溫度定值控制； 2．二次網(wǎng)供水壓力PID控制：通過循環(huán)泵調(diào)頻進行供水壓力定值控制； 3．補水箱水位限值控制：水箱水位小于低限時開補水閥，大于高限時關(guān)補水閥； 4．二次網(wǎng)回水壓力限值控制：回水壓力小于低限時啟動補水泵，大于高限時停泵； 5．連鎖控制（選做）：水箱水位小于低低限時，補水泵禁止運行；二次網(wǎng)回水壓力小于低低限時，循環(huán)泵禁止運行； 6．流量/熱量累計（選做）：增加一次網(wǎng)流量和回水溫度儀表，實現(xiàn)流量和熱量累計。 五、設(shè)計內(nèi)容 1. 總結(jié)IO點表，并進行PLC系統(tǒng)選型； 2. 設(shè)計控制系統(tǒng)IO信號接線圖紙； 3. 按上述控制要求編寫和設(shè)計PLC控制程序； 4. 設(shè)計上位機操作畫面，包括工藝流程畫面、操作畫面、趨勢及報警等畫面； 5. 撰寫設(shè)計說明書。 六、設(shè)計時間及進度安排 設(shè)計時間共三周,具體安排如下表： 周次 設(shè) 計 內(nèi) 容 設(shè)計時間 第一周 熟悉工藝流程和控制要求，總結(jié)IO點表，查找相關(guān)設(shè)計資料，進行PLC系統(tǒng)選型，循環(huán)泵和補水泵電氣控制原理設(shè)計（選做），儀表選型（選做），IO信號接線設(shè)計?；綪LC程序設(shè)計，掌握二、四線制及熱電阻接線方法，掌握信號傳輸與變換直線轉(zhuǎn)換計算。 2016.8.29- 2016.9.4 第二周 PLC程序設(shè)計；操作畫面設(shè)計；趨勢圖和報警畫面設(shè)計（選做）；仿真調(diào)試。學(xué)習(xí)PID控制器基本工作原理，掌握控制系統(tǒng)離線仿真調(diào)試方法。 2016.9.4- 2016.9.11 第三周 完善程序和畫面，撰寫專業(yè)綜合設(shè)計說明書 2016.9.11- 2016.9.18 七、指導(dǎo)教師評語及學(xué)生成績 指導(dǎo)教師評語： 2016年 月 日 成績 指導(dǎo)教師(簽字)： 目 錄 第1章 摘要 1 第2章 換熱站系統(tǒng)的工藝 2 2.1換熱站系統(tǒng)的構(gòu)成 2 2.2 系統(tǒng)的工藝流程 2 2.3 系統(tǒng)的功能及控制要求 2 第3章 系統(tǒng)硬件選型 4 3.1 PLC的選型 4 3.2 I/O點表 4 3.3 電源選型 4 3.4 CPU選型 5 3.5 數(shù)字量輸入輸出模塊選型 5 3.6 硬件選型表 5 第4章 換熱站的接線設(shè)計 6 4.1 主回路和二次回路 6 4.2 數(shù)字量輸入/輸出回路 6 4.3模擬量輸入/輸出回路 7 第5章 下位機控制系統(tǒng)設(shè)計 8 5.1 分析控制要求 8 5.2硬件組態(tài) 8 5.3 編輯符號表 8 5.4編輯下位機梯形圖程序 9 第6章 上位機監(jiān)控畫面設(shè)計 13 6.1 Wincc組態(tài)軟件簡介 13 6.2 Wincc組態(tài)軟件使用 13 6.3 變量的鏈接 14 6.4 畫面的建立 15 6.5 液位報警畫面的建立 17 6.6 變量記錄與溫度歷史趨勢 17 6.7 壓力實時趨勢 18 6.8 PID仿真調(diào)節(jié)畫面 19 結(jié) 論 20 參考文獻 21 第1章 摘要 隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC中的應(yīng)用，使PLC的功能不斷得到增強，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。由于PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。因此PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的，備受國內(nèi)外工程技術(shù)人員和工業(yè)界廠商的極大關(guān)注。 通過PLC和上位機對二次網(wǎng)供水管道的壓力和二次網(wǎng)回水管道的壓力進行自動監(jiān)控，同時在PLC中采用PID算法，從而可以通過控制循環(huán)泵和補水泵的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)恒壓控制，同時也通過對二次網(wǎng)供水溫度的自動監(jiān)控，從而通過控制一次網(wǎng)進水處的調(diào)節(jié)閥開度來實現(xiàn)恒溫控制，實現(xiàn)了換熱站系統(tǒng)的自動運行與人機交互。 文中介紹了一種基于PLC和WINCC的溫度自動控制系統(tǒng)方案，針對過程控制裝置中的換熱站供水溫度控制系統(tǒng)，通過介紹系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成及其特點。論述了PLC和WINCC如何實現(xiàn)溫度監(jiān)控。實踐證明，該系統(tǒng)具有良好的人機界面，能方便地在線修改參數(shù)，實現(xiàn)對整個換熱系統(tǒng)工藝流程的控制。系統(tǒng)上位機采用西門子WINCC工程組態(tài)軟件，實現(xiàn)系統(tǒng)啟動和停止的控制、參數(shù)設(shè)定、報警組態(tài)、歷史數(shù)據(jù)查詢、報表打印等功能。 第2章 換熱站系統(tǒng)的工藝 2.1換熱站系統(tǒng)的構(gòu)成 （1）換熱站就地監(jiān)控系統(tǒng)：以S7_300控制器為核心，現(xiàn)場的溫度、壓力、流量、熱量、液位、閥門開度、變頻器頻率、泵的起停狀態(tài)等傳到控制器，由其進行判斷和處理，從而實現(xiàn)現(xiàn)場的就地控制。 （2）現(xiàn)場儀表和執(zhí)行機構(gòu)：包括壓力、溫度、液位、流量、熱量等傳感器和變送器、閥門執(zhí)行器等執(zhí)行機構(gòu)。 （3）通訊系統(tǒng)：以遠程數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)中心控制室和換熱站就地監(jiān)控系統(tǒng)的通訊；以雙絞線（以太網(wǎng)）為傳輸介質(zhì)，實現(xiàn)中控室內(nèi)部工作站與廠區(qū)辦公管理系統(tǒng)通訊。 2.2 系統(tǒng)的工藝流程 某換熱站工藝流程如下圖所示，一次網(wǎng)進水由熱水鍋爐加熱，經(jīng)板式換熱器與二次網(wǎng)進行換熱后再返回鍋爐。二次網(wǎng)循環(huán)水由循環(huán)泵P201加壓后進行換熱器，加熱后進入管網(wǎng)對居民住戶進行循環(huán)供熱。 圖2-1 換熱站工藝流程圖 2.3 系統(tǒng)的功能及控制要求 本系統(tǒng)的功能可分為監(jiān)視功能和控制功能： (1)監(jiān)視功能主要包括：數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)顯示兩部分。 (2) 控制功能主要包括：對循環(huán)泵及補水泵的控制，以及一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥開度和二次網(wǎng)補水閥啟停的控制。 控制要求： （1） 二次網(wǎng)供水溫度PID控制：對二次網(wǎng)供水溫度實時監(jiān)控，通過對二次網(wǎng)供水溫度的PID運算，調(diào)節(jié)一次網(wǎng)調(diào)節(jié)閥V101的開度，從而進行供水溫度定值控制； （2） 二次網(wǎng)供水壓力PID控制：對二次網(wǎng)供水壓力實時監(jiān)控，通過對二次網(wǎng)供水壓力的PID運算，控制變頻器輸出頻率，間接地控制水泵的轉(zhuǎn)速，從而進行供水壓力的定值控制； （3） 補水箱水位限值控制：通過液位變送器對水位實時監(jiān)測，水當(dāng)箱水位小于低限時開補水閥，大于高限時關(guān)補水閥； （4） 二次網(wǎng)回水壓力限值控制：通過壓力變送器對二次網(wǎng)回水壓力實時監(jiān)測，當(dāng)回水壓力小于低限時啟動補水泵，大于高限時停泵； （5） 連鎖控制：水箱水位小于低低限時，補水泵禁止運行；二次網(wǎng)回水壓力小于低低限時，循環(huán)泵禁止運行； （6） 流量/熱量累計：增加一次網(wǎng)流量和回水溫度儀表，實現(xiàn)流量和熱量累計。 第3章 系統(tǒng)硬件選型 3.1 PLC的選型 在本控制系統(tǒng)中，所需的開關(guān)量輸入為6點，分別為補水泵的啟動、停止、運行、故障和循環(huán)泵的運行、故障。所需的開關(guān)量輸出為2點，分別為補水泵啟動、補水閥啟動?？紤]到系統(tǒng)的可擴展性和維修方便性，選擇模塊式PLC。S7_300 PLC一般包括CPU（中央處理單元）、存儲器、輸入輸出接口、電源等。 3.2 I/O點表 表3-1 IO點表 序號 IO標(biāo)識 中文說明 IO類型 PLC地址 量程 1 V101 調(diào)節(jié)閥開度控制 AO PQW288 0-100% 2 V101 調(diào)節(jié)閥開度反饋 AI PIW256 0-100% 3 V102 補水閥啟動 DO Q0.0 4 P201 循環(huán)泵頻率控制 AO PQW290 0-50HZ 5 P201 循環(huán)泵頻率反饋 AI PIW258 0-50HZ 8 P201 循環(huán)泵故障 DI I0.2 9 P201 循環(huán)泵運行 DI I0.3 10 P201 循環(huán)泵啟動 DO Q0.1 11 P202 補水泵啟動 DI I0.4 12 P202 補水泵停止 DI I0.5 13 P202 補水泵故障 DI I0.6 14 P202 補水泵運行 DI I0.7 15 P202 補水泵啟動 DO Q0.2 16 PT101 一次網(wǎng)進水壓力 AI PIW260 0-1.0Mpa 17 TT101 一次網(wǎng)進水溫度 AI PIW262 18 PT201 二次網(wǎng)回水壓力 AI PIW264 0-1.0Mpa 19 TT201 二次網(wǎng)回水溫度 AI PIW266 20 PT202 二次網(wǎng)供水壓力 AI PIW268 0-1.0Mpa 21 PT202 二次網(wǎng)供水溫度 AI PIW270 22 LT 補水箱水位 AI PIW272 0-5m 3.3 電源選型 24V直流傳感器電源可以作為CPU本機和數(shù)字量擴展模塊的輸入、擴展模塊（如模擬量模塊）的供電電源以及外部傳感器電源使用。如果容量不能滿足所有需求，則必須增加外部24V直流電源。此系統(tǒng)選用PS307 5A，型號為6ES7 307-1EAO1-0AA0。 3.4 CPU選型 300PLC中CPU作為整個控制系統(tǒng)的核心，主要有運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線構(gòu)成，此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。由于本系統(tǒng)的設(shè)計中用到了變頻器，考慮到變頻器與PLC的PROFIBUS通訊，所以選擇CPU 6ES7 315-2EH14-0AB0。 3.5 數(shù)字量輸入輸出模塊選型 輸入模塊和輸出模塊通常稱為 I/O 模塊或 I/O 單元。PLC 的對外功能主要是通過各種 I/O 接口模塊與外界聯(lián)系而實現(xiàn)的。輸入模塊和輸出模塊是 PLC 與現(xiàn)場 I/O 裝置或設(shè)備之間的連接部件。起著 PLC 與外部設(shè)備之間傳遞信息的作用。通常 I/O 模塊上還有狀態(tài)顯示和 I/O 接線端子排，以便于連接和監(jiān)視。 由于所需的開關(guān)量輸入為6點，所需的開關(guān)量輸出為2點，所以選擇16點輸入的DI模塊和16點輸出的DO模塊即可，多余的I/O點用來備用和擴展。因此選擇數(shù)字量輸入型號為6ES7 321_1BH00_0AA0，數(shù)字量輸出型號為6ES7 322_1BH00_0AA0。 由于所需的模擬量輸入為9路，所需的開關(guān)量輸出為2路，所以選擇兩個8路輸入的DI模塊和一個8路輸出的DO模塊即可，多余的用來備用和擴展。因此選擇模擬量輸入型號為6ES7 331-1KF02-0AB0，數(shù)字量輸出型號為 6ES7 332-5HF00-0AB0。 3.6 硬件選型表 為使系統(tǒng)安全可靠的運行，在進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)充分了解各硬件設(shè)備的工作原理，以便選擇合適的型號，如表3-2所示。 表3-2 硬件選型表 序列 符號 名稱 型號/規(guī)格 個數(shù) 1 CPU CPU 6ES7 315-2EH14-0AB0 1 2 PS 電源模塊(5A) 6ES7 307-1EA01-0AA0 1 3 DI 數(shù)字量輸入模塊16位 6ES7 321-1BH00-0AA0 1 4 DO 數(shù)字量輸出模塊16位 6ES7 322-1BH00-0AA0 1 5 AI 模擬量輸入模塊8路 6ES7 331-1KF02-0AB0 2 6 AO 模擬量輸出模塊8路 6ES7 332-5HF00-0AB0 1 7 QS 三相空氣開關(guān) 1 8 FU 熔斷器 1 9 KM 交流接觸器 CJX2-09 2 10 KH 熱繼電器 AC380V 2 11 KA 繼電器 MY4N-J 4 13 SB 按鈕 LA58 6 14 SA 轉(zhuǎn)換開關(guān) LA39 1 第4章 換熱站的接線設(shè)計 4.1 主回路和二次回路 補水泵和循環(huán)泵都是由三項380V電壓供電，經(jīng)總空開QS1供電，通過交流接觸器KM1控制補水泵的啟停，通過KM2控制變頻器的啟停，通過控制變頻器的頻率來控制循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速。 二次回路中包括：本地的手動操作和遠程PLC控制，手動控制時，即按下SB1，交流接觸器吸合，使補水泵啟動，按下按鈕SB2交流接觸器斷開，補水泵停止工作，循環(huán)泵的控制同理。遠程控制時由PLC程序進行處理，通過Q點輸出給中間繼電器，從而控制泵的啟停。 圖4-1 主控制回路圖 4-2 二次回路 4.2 數(shù)字量輸入/輸出回路 數(shù)字量輸入信號主要包括：補水泵啟動信號I0.0，停止信號I0.1，以及補水泵反饋信號運行及故障，循環(huán)泵運行和故障。數(shù)字量輸出信號主要包括：變頻器的啟動命令Q0.1，補水泵的啟動命令Q0.2，以及補水閥的啟動命令Q0.0。 圖4-3 數(shù)字量輸入輸出回路 4.3模擬量輸入/輸出回路 模擬量輸入主要包括擴：一次網(wǎng)進水壓力及溫度，二次網(wǎng)供水壓力及溫度，二次網(wǎng)回水壓力及溫度，變頻器頻率反饋，以及調(diào)節(jié)閥開度反饋。模擬量輸出主要包括：調(diào)節(jié)閥來讀的控制，以及比拼其頻率的控制。 圖4-4 模擬量輸入輸出回路 第5章 下位機控制系統(tǒng)設(shè)計 5.1 分析控制要求 通過分析控制任務(wù)要求，本系統(tǒng)要對溫度、壓力、變頻器和調(diào)節(jié)閥的反饋量進行采集，對變頻器和調(diào)節(jié)閥的PID調(diào)節(jié)，以及簡單的離散邏輯控制。所以為了使程序更清晰，編程時調(diào)用了多個功能塊，其中溫度采集FC1，邏輯控制FC2，壓力采集FC3，變頻器和調(diào)劑發(fā)反饋FC4，液位采集FC5，以及模擬量輸出FC6。所以設(shè)計程序時OB1中只對子程序進行調(diào)用，其中的PID要在OB35中進行調(diào)節(jié)。 5.2硬件組態(tài) 根據(jù)選型在SIMATIC300站點進行硬件組態(tài)。如圖5-1所示。 圖5-1 硬件組態(tài) 5.3 編輯符號表 定義符號地址，為相應(yīng)的I/O點編輯符號。如圖5-2所示。 圖5-2 符號表 5.4編輯下位機梯形圖程序 根據(jù)工作過程編輯梯形圖。 （1） 利用FC105，將由模擬量采集模塊采集并轉(zhuǎn)換為0——27648的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為實際的壓力值，程序如下。 圖5-3 壓力采集 （2） 將模擬量采集的溫度值，進行由整形到長整形的變換，再有長整形轉(zhuǎn)變?yōu)楦↑c數(shù)，最后進行浮點數(shù)的運算，即將采集值除以10，得到實際的溫度值。 圖5-4 溫度采集 （3）將PID運算之后的值送到FC106中，經(jīng)過FC106的轉(zhuǎn)換將實際的頻率轉(zhuǎn)換為0——27648的數(shù)字量，再由模擬量輸出模塊將這個數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬信號輸出。 圖5-5 模擬量輸出 （4） 對進水閥的控制分為：通過上微機操作畫面手動控制，和自動控制。 圖5-6 進水閥啟動停止控制 通過對補水箱水位的實時監(jiān)控，將采集的液位值與設(shè)定的液位值上限進行較，如果采集值大于設(shè)定值則關(guān)閉進水閥，同理將采集的液位值與設(shè)定的液位下限比較，如果采集值小于設(shè)定值則打開進水閥。 圖5-7 液位控制 （5）對進水泵的控制分為：通過上位機畫面手動控制，和通過按鈕啟停，和自動控制。 圖5-8 補水泵啟動停止控制 通過對二次網(wǎng)回水壓力的實時監(jiān)控，將采集的壓力值與設(shè)定的壓力值上限進行較，如果采集值大于設(shè)定值則關(guān)閉補水泵，同理將采集的壓力值與設(shè)定的壓力下限比較，如果采集值小于設(shè)定值則打開補水泵。 圖5-9壓力控制 （6）二次網(wǎng)供水壓力和溫度的PID調(diào)節(jié)：PID調(diào)節(jié)要用到PID調(diào)節(jié)塊FB41，將由FC105轉(zhuǎn)換后的壓力、溫度值直接送給FB41的過程值PV，然后將FB41的輸出值送給FC106，F(xiàn)C106轉(zhuǎn)換后經(jīng)模擬量輸出模塊作用到變頻器和調(diào)節(jié)閥上。調(diào)節(jié)過程只需給定一個設(shè)定值SP，通過調(diào)解比例和積分，可將輸出值調(diào)節(jié)到SP。 如圖為一個PID仿真程序。 圖5-10 PID控制 第6章 上位機監(jiān)控畫面設(shè)計 6.1 Wincc組態(tài)軟件簡介 西門子視窗控制中心SIMATIC WinCC（Windows Control Center）是HMI/SCADA軟件中的后起之秀，1996年進入世界工控組態(tài)軟件市場，當(dāng)年就被美國Control Engineering 雜志評為最佳HMI軟件，以最短的時間發(fā)展成第三個在世界范圍內(nèi)成功的SCADA系統(tǒng)；而在歐洲，它無可爭議的成為第一。 WinCC基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心。它包含以下九大部件： 1．變量管理器 變量管理器（tag management）管理WinCC中所使用的外部變量，內(nèi)部變量和通訊驅(qū)動程序。 2．圖形編輯器 圖形編輯器（graphics designer）用于設(shè)計各種圖形畫面。 3．報警記錄 報警記錄（alarm logging）負責(zé)采集和歸檔報警消息。 4．變量歸檔 變量歸檔（tag logging）負責(zé)處理測量值，并長期存儲所記錄的過程值。 5．報表編輯器 報表編輯器（report designer）提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報表，也可以設(shè)計各種格式的報表，并可按照預(yù)定的時間進行打印。 6．全局腳本 全局腳本（global script）是系統(tǒng)設(shè)計人員用ANSI-C及Visual Basic 編寫的代碼，以滿足項目的需要。 7．文本庫 文本庫（text library）編輯不同語言版本下的文本消息。 8．用戶管理器 用戶管理器（user administrator）用來分配，管理和監(jiān)控用戶對組態(tài)和運行系統(tǒng)的訪問權(quán)限。 9．交叉引用表 交叉引用表（cross-reference）負責(zé)搜索在畫面，函數(shù)，歸檔和消息中所使用的變量，函數(shù)，OLE對象和ActiveX控件。 6.2 Wincc組態(tài)軟件使用 第一步，新建單用戶項目，如圖6-1所示。 第二步，選擇存儲位置，項目命名后完成創(chuàng)建。 圖6-1 新建單用戶項目 在變量管理處右鍵添加新的驅(qū)動，找到SIMATIC S7 Protocol Suite添加，在屬性里面選擇MPI的地址寫下，這樣就能與下位機實現(xiàn)仿真連接，如圖6-2。 圖6-2 添加驅(qū)動 6.3 變量的鏈接 右鍵MPI添加新的驅(qū)動鏈接，為了能與下位機建立連接，如圖6-3、6-4點擊屬性設(shè)置插槽號為2，然后建立與下位機實現(xiàn)通訊仿真的變量，根據(jù)下位機的符號表，一次建立變量，如果變量較多，為了方便實用也可以建立變量組，如DI(代表數(shù)字量輸入變量組)，DO（代表數(shù)字量輸出組），M(代表中間標(biāo)志位或者中間變量)等，然后針對不同類型的變量按照符號表就行變量的建立。建立結(jié)果如下圖6-5。 圖6-3 圖6-4設(shè)置插槽號 圖6-5 變量建立 6.4 畫面的建立 在圖形編輯器下，分別建立所需的畫面，此系統(tǒng)需要一個主界面，一個工藝流程畫面，一個報警畫面，一個溫度歷史趨勢畫面，一個壓力實時趨勢畫面，兩個PID調(diào)節(jié)畫，面畫面顯示如下圖6-6。 圖6-6 工藝畫面 現(xiàn)場采集的信號經(jīng)過轉(zhuǎn)換后進行PID運算，過程值和設(shè)定值進行比較、調(diào)節(jié)，使PID的輸出值接近或等于設(shè)定值。PID分自動和手動兩種模式，在手動模式下，使用手動選擇的值更正操作變量；自動模式下依據(jù)相關(guān)設(shè)置進行自動調(diào)節(jié)。以PID溫度調(diào)節(jié)畫面為例，如圖6-7所示。 圖6-7 PID壓力調(diào)節(jié) 手動點擊泵或閥，會彈出手動操作對話框，點擊手自動切換開關(guān)，切換到手動，通過啟停按鈕可以控制泵或閥的啟停。 圖6-8 補水泵和進水閥手動操作畫面 6.5 液位報警畫面的建立 首先雙擊打開<報警記錄>，在<工具>欄中選中<附加項>，在<附加項>中勾選<模擬量報警>添加<模擬量報警>，然后在<模擬量報警>下新建，選擇要監(jiān)視的變量，此工程為補水箱液位、二次網(wǎng)供水溫度溫度、二次網(wǎng)供水溫度壓力，最后在液位、溫度、壓力下建立上、下限報警，當(dāng)高于上限或低于下限時都會產(chǎn)生報警。 圖6-9 報警畫面 6.6 變量記錄與溫度歷史趨勢 雙擊<變量記錄>，右鍵單擊歸檔向?qū)В凑諝w檔向?qū)б来谓M態(tài)一次網(wǎng)進水溫度、二次網(wǎng)供水溫度、二次網(wǎng)回水溫度這三個變量，建立好變量記錄后，組態(tài)歷史趨勢如圖。 圖6-10 溫度趨勢 6.7 壓力實時趨勢 組態(tài)實時趨勢曲線時，只要將在線變量連接組態(tài)趨勢中即可，其中主要對一次網(wǎng)進水壓力的、二次網(wǎng)供水壓力、二次網(wǎng)回水壓力的組態(tài)。 圖6-11 壓力趨勢 6.8 PID仿真調(diào)節(jié)畫面 如下圖以二次網(wǎng)供水溫度為例，手動設(shè)定一個溫度值SP，過程值PV會向設(shè)定值設(shè)定值SP調(diào)節(jié)，通過設(shè)定比例和積分，調(diào)出合理曲線。 圖6-12 PID調(diào)節(jié)畫面 結(jié) 論 應(yīng)用PLC作為主控制器設(shè)計換熱站控制系統(tǒng)，完成二次網(wǎng)供水恒壓和恒溫的工藝。通過專業(yè)綜合設(shè)計，使我們的綜合素質(zhì)和動手能力有所提高，能夠真正做到自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。通過本課程設(shè)計的使我們掌握PLC的軟、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理、指令系統(tǒng)和梯形圖編程的基本方法，以及開發(fā)PLC控制生產(chǎn)過程的基本方法。使我們能初步對生產(chǎn)過程或設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)進行開發(fā)、設(shè)計并了解PLC與PC之間的網(wǎng)絡(luò)化通信控制，為畢業(yè)后從事工業(yè)生產(chǎn)過程自動化打下良好的基礎(chǔ)。 本設(shè)計主要闡述換熱站系統(tǒng)的自動控制，實現(xiàn)供水溫度恒定，到供水壓力恒定與液位限制控制。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整，運行穩(wěn)定可靠。使用了西門子 S7-300 型號 PLC，設(shè)計了控制程序。完成了基于PLC液體混合裝置以及WinCC組態(tài)軟件的系統(tǒng)設(shè)計。通過WinCC來組態(tài)人機界面，建立WinCC與PLC的通信連接，完成對控制系統(tǒng)的監(jiān)控。 PLC與計算機的聯(lián)網(wǎng)通信應(yīng)用越來越廣泛，它綜合了計算機和PLC的長處，計算機作為上位機提供良好的人機界面，進行系統(tǒng)的監(jiān)控和管理，作為基礎(chǔ)級的PLC執(zhí)行可靠有效的分散控制。利用工控組態(tài)軟件WinCC實現(xiàn)PLC與計算機通信的方法簡單易行，大大縮短了設(shè)計周期，且系統(tǒng)的兼容性較好，可靠性高，能適應(yīng)大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求，其在現(xiàn)代工業(yè)自動化控制領(lǐng)域有著良好的應(yīng)用前景。 這三個星期的實習(xí)已經(jīng)結(jié)束，在此感謝曹玉波老師的嚴(yán)格監(jiān)督與細心指導(dǎo)，通過這次專業(yè)綜合設(shè)計，使我認識到了自己對知識結(jié)構(gòu)的欠缺，確定了自己今后應(yīng)該努力的方向；同時也十分感謝同學(xué)的熱心幫忙。實習(xí)雖然結(jié)束了，但這種互幫互助的精神不會結(jié)束，這將是以后學(xué)習(xí)、生活和工作中的寶貴經(jīng)驗很美好的回憶。 參考文獻 [1] 譚會生，張昌凡．EDA技術(shù)及應(yīng)用[M]． 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2001.9 [2] 趙曙光，郭萬有，楊頌華．可編程邏輯器件原理、開發(fā)與應(yīng)用[M]．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2000.8 [3] 潘松，黃繼業(yè)．EDA技術(shù)實用教程[M]．北京：科學(xué)出版社，2002.10 [4] 李洋，張曉燕，田曉平編．EDA技術(shù)實用教程[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [5] 李國洪，沈明山，胡輝．可編程器件EDA技術(shù)與實踐[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [6] 趙雅興．FPGA原理、設(shè)計與應(yīng)用[M]．天津：天津大學(xué)出版社，1999.4 [7] 翟玉文．Altera可編程邏輯器件設(shè)計與實驗[M]．吉林化工學(xué)院校內(nèi)講義. 2001.12