現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制系統(tǒng)

一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
“現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制系統(tǒng)”為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制柜結(jié)構(gòu)，它是“現(xiàn)場(chǎng)總線高級(jí)過程控制對(duì)象系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置”的控制部分，其控制網(wǎng)絡(luò)的控制流程圖如下：

硬件介紹
    (1) 電氣部分給各種工作部件提供電源
    (2) SIEMENS 315-2DP CPU一個(gè)（含MMC卡）
    (3) CP343-1以太網(wǎng)通訊模塊一個(gè)
    (4) DP LINK 鏈路器一個(gè)
    (5) DP/PA Coupler 耦合器一個(gè)
    (6) 遠(yuǎn)程分布式I/O模塊ET200M一個(gè)
    (7) 模擬量輸入模塊SM331模塊兩個(gè)
    (8) 模擬量輸出模塊SM332模塊一個(gè)
    (9) SIEMENS MICROMASTER 420變頻器一個(gè)
    (10) SIEMENS 變頻器DP通訊模塊一個(gè)
    (11) SIEMENS SITRNS PA 溫度變送器一個(gè)
    (12) 普通網(wǎng)卡一個(gè)
    (13) DP通訊線和DP接頭若干
    (14) 10/100M交換機(jī)一只
軟件介紹
    本套控制系統(tǒng)下位機(jī)編程軟件采用SIEMENS公司的下位機(jī)編程軟件STEP 7。STEP 7是用于SIMATIC S7-300/400站創(chuàng)建可編程邏輯控制程序的標(biāo)準(zhǔn)軟件，可使用梯形邏輯圖、功能塊圖和語(yǔ)句表。它是SIEMENS SIMATIC工業(yè)軟件的組成部分。STEP 7以其強(qiáng)大的功能和靈活的編程方式廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)，總體說來(lái)，它有如下的功能特性：
     (1) 可通過選擇SIMATIC工業(yè)軟件中的軟件產(chǎn)品進(jìn)行擴(kuò)展
     (2) 為功能摸板和通訊處理器賦參數(shù)值
    (3) 強(qiáng)制和多處理器模式
   (4) 全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊
     (5) 使用通訊功能塊的事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)傳送
     (6) 組態(tài)連接
    本套控制系統(tǒng)上位機(jī)監(jiān)控軟件采用SIEMENS公司的上位機(jī)監(jiān)控組態(tài)軟件SIMATIC Wincc。
    Wincc指的是Windows Control Center，它是在生產(chǎn)過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任務(wù)的監(jiān)控系統(tǒng)，它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、消息、歸檔以及報(bào)表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的畫面更新以及可靠的數(shù)據(jù)交換使其具有高度的實(shí)用性。
    Wincc 是基于Windows NT 32位操作系統(tǒng)的，在Windows NT或Windows 2000標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境中，Wincc具有控制自動(dòng)化過程的強(qiáng)大功能，它是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)，同時(shí)具有極高性價(jià)比的操作監(jiān)視系統(tǒng)。Wincc的顯著特性就是全面開放，它很容易結(jié)合用戶的下位機(jī)程序建立人機(jī)界面，精確地滿足控制系統(tǒng)的要求。不僅如此，Wincc還建立了像DDE、OLE等在Windonws程序間交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此能毫無(wú)困難的集成ActiveX控制和OPC服務(wù)器、客戶端功能。
    Wincc軟件是基于多語(yǔ)言設(shè)計(jì)的，這意味著可以在中文、德語(yǔ)、英語(yǔ)等眾多語(yǔ)言之間進(jìn)行選擇。
二、系統(tǒng)特點(diǎn)
    THFCS-1型現(xiàn)場(chǎng)總線過程控制系統(tǒng)從上位機(jī)控制系統(tǒng)到現(xiàn)場(chǎng)儀表之間清晰的分為三層，其中操作員站和服務(wù)器之間，服務(wù)器和主控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，構(gòu)成了整個(gè)控制系統(tǒng)的管理級(jí)；主控制器、遠(yuǎn)程分布式I/O模塊、變頻器、DP/PA耦合器之間通過PROFIBUS-DP協(xié)議進(jìn)行通信，構(gòu)成了控制系統(tǒng)的控制級(jí)；控制級(jí)通過DP/PA鏈路延伸出下一級(jí)PROFIBUS-PA網(wǎng)絡(luò)，壓力傳感器、電磁流量計(jì)、溫度變送器和閥門定位器直接掛接在同一條PROFIBUS-PA總線上，這樣就實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)儀表通過DP/PA鏈路和主控制器之間的數(shù)據(jù)交換。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的組成與認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)
下位機(jī)軟件中的硬件組態(tài)和程序編寫
上位機(jī)軟件中的通信建立和界面組態(tài)
一階單容上水箱對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
二階雙容水箱對(duì)象特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)
上水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
串接雙容下水箱液位PID整定實(shí)驗(yàn)
三容液位定值控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐內(nèi)膽水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐夾套水溫PID控制實(shí)驗(yàn)
單閉環(huán)流量PID控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐內(nèi)膽水溫位式控制實(shí)驗(yàn)
水箱液位串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
三閉環(huán)液位控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐內(nèi)膽水溫與水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
上水箱液位與進(jìn)水流量串級(jí)控制實(shí)驗(yàn)
單閉環(huán)流量比值控制實(shí)驗(yàn)
下水箱液位前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐內(nèi)膽水溫前饋-反饋控制實(shí)驗(yàn)
溫度純滯后控制實(shí)驗(yàn)
流量純滯后控制實(shí)驗(yàn)
鍋爐夾套與內(nèi)膽水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)
上水箱液位與出口水溫解耦控制實(shí)驗(yàn)

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