水箱水位实验(新)课件.ppt

实验目的：实验目的：通过使用通过使用LN2000LN2000分散控制系统分散控制系统 对水箱水位进行控制，熟悉掌对水箱水位进行控制，熟悉掌 握握DCSDCS控制系统基本设计过程。控制系统基本设计过程。实验设备：实验设备：PCSPCS过程控制实验装置；过程控制实验装置；LN2000 DCSLN2000 DCS系统；系统；上位机（操作员站）上位机（操作员站）基于基于DCSDCS实验平台实现的实验平台实现的水箱液位控制系统综合设计水箱液位控制系统综合设计 实验主要内容实验主要内容一、实验物理系统的总体构成一、实验物理系统的总体构成二、系统工艺流程二、系统工艺流程三、系统控制原理三、系统控制原理四、基于四、基于DCSDCS的控制逻辑设计与组态的控制逻辑设计与组态五、操作员站监控画面组态五、操作员站监控画面组态六、系统运行调试实验六、系统运行调试实验一、实验物理系统的总体构成一、实验物理系统的总体构成1 1、水箱系统、水箱系统2 2、DCSDCS系统系统3 3、上位操作员站系统、上位操作员站系统二、系统工艺流程二、系统工艺流程 采用采用DCSDCS控制，将上水箱液位控制在设定高度。控制，将上水箱液位控制在设定高度。将液位信号输出给将液位信号输出给DCSDCS，根据，根据PIDPID参数进行运算，输参数进行运算，输出信号给电动调节阀，由出信号给电动调节阀，由DDFDDF电动阀来控制水泵的电动阀来控制水泵的进水流量，从而达到控制设定液位基本恒定的目的。进水流量，从而达到控制设定液位基本恒定的目的。系统控制框图如下：系统控制框图如下：三、系统控制原理三、系统控制原理可考虑在现有控制方案基础上，将给水增压泵流量可考虑在现有控制方案基础上，将给水增压泵流量信号引入作为信号引入作为导前微分导前微分或控制器输出或控制器输出前馈补偿前馈补偿信号。信号。控制方案改进控制方案改进四、基于四、基于DCSDCS的控制逻辑设计与组态的控制逻辑设计与组态启动启动StartUp.exeStartUp.exe，出现如下窗口，出现如下窗口数据库的组态一般分为两部分：数据采集测点的配置组态和中数据库的组态一般分为两部分：数据采集测点的配置组态和中间计算点的组态。中间计算点是为了图形数据显示所形成的统计间计算点的组态。中间计算点是为了图形数据显示所形成的统计计算点。计算点。I/O测点清单如下：测点清单如下：1 1、系统全局数据库组态（单击系统数据库按钮进入）、系统全局数据库组态（单击系统数据库按钮进入）硬件连接已接好，数据库已经输入完毕，只能修改中间点。硬件连接已接好，数据库已经输入完毕，只能修改中间点。模块介绍：主要是模块介绍：主要是AIAI、DIDI、AOAO、DODO、AMAM、DMDM、PIDPID控制器、控制器、M/AM/A手操器、设备驱动器，手操器、设备驱动器，RSRS触发器、触发器、比较器模块，包括模块实现的功能及其输入输出中比较器模块，包括模块实现的功能及其输入输出中间参数。间参数。(详见算法手册说明详见算法手册说明)本实验需要组态的有：本实验需要组态的有：（1 1）设备驱动器：电动门、增压泵）设备驱动器：电动门、增压泵（2 2）M/AM/A手操器：水箱水位控制手操器：水箱水位控制DDFDDF阀手操器阀手操器2 2、SAMASAMA图组态（单击图组态（单击SAMASAMA图组态按钮进入）图组态按钮进入）3 3、水箱水位控制逻辑组态、水箱水位控制逻辑组态6s+11AI120上水箱水位高报警上水箱水位高报警-5=AI1-AI2=5PAO页间引用模块页间引用模块增压泵组态增压泵组态要求：要求：实现手自动无扰切换（利用跟踪），偏差大切手动，增实现手自动无扰切换（利用跟踪），偏差大切手动，增压泵只有在压泵只有在DDF电动阀有一定开度时，才允许启动，在给水流电动阀有一定开度时，才允许启动，在给水流量为量为0时跳闸。时跳闸。注意注意：SAMA图组态完成后需保存、编译成功，可在线调试，图组态完成后需保存、编译成功，可在线调试，但不可在线组态。但不可在线组态。AI1=5AI1=0Outm选选2，长信号，长信号（单击图形界面组态进入）（单击图形界面组态进入）本设计要求设计关于上水箱水位的简单流程图画面本设计要求设计关于上水箱水位的简单流程图画面（包含参数显示）、操作画面，并把有关的动态点同控（包含参数显示）、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。制算法连接起来。五、操作员站监控画面组态五、操作员站监控画面组态1 1、工艺流程画面组态、工艺流程画面组态 按照下面给出的水箱系统流程图按照下面给出的水箱系统流程图在在LN2000LN2000上设上设计简单形象的流程图，并在图中能够显示需要监计简单形象的流程图，并在图中能够显示需要监视的数据。视的数据。要求要求：界面上显示所有的测点数值（共：界面上显示所有的测点数值（共4 4个），个），例如水位、开度、流量等；执行机构运行时为红例如水位、开度、流量等；执行机构运行时为红色色，停止时为绿色；阀门手动时为绿色，自动时，停止时为绿色；阀门手动时为绿色，自动时为红色。为红色。上水箱水位上水箱水位下水箱水位下水箱水位DDF电动阀开度电动阀开度增压泵流量增压泵流量填充：上水箱水位填充：上水箱水位填充：下水箱水位填充：下水箱水位2 2、操作器画面组态、操作器画面组态 与与SAMASAMA图对应，需要设计的操作器包括增压泵及图对应，需要设计的操作器包括增压泵及水箱水位控制水箱水位控制DDFDDF阀手操器阀手操器 设备驱动器的组态过程：设备驱动器的组态过程：添加启动、停止、确认按钮（启动时为红色，停止和确认时为添加启动、停止、确认按钮（启动时为红色，停止和确认时为绿色）绿色）添加启停状态开关量显示（已启时为红色，已停时为绿色）添加启停状态开关量显示（已启时为红色，已停时为绿色）M/AM/A手操器的组态过程：手操器的组态过程：PVPV（测量值）、（测量值）、SPSP（设定值）、（设定值）、OUTOUT（输出值）的动态数据显（输出值）的动态数据显示，标明单位，以上三个量的棒状图动态显示，设好最大填充示，标明单位，以上三个量的棒状图动态显示，设好最大填充值和最大值；手、自动按钮（手动时为值和最大值；手、自动按钮（手动时为1 1，显示绿色；自动时，显示绿色；自动时为为0 0，显示红色），以及，显示红色），以及SPSP、OUTOUT的增减按钮；的增减按钮；SPSP（设定值）、（设定值）、OUTOUT（输出值）的直接给值（用数字键盘）（输出值）的直接给值（用数字键盘）上水箱水位上水箱水位设定值设定值上水箱水位上水箱水位填充：上填充：上水箱水位水箱水位填充：上填充：上水箱水位水箱水位设定值设定值PU操作：数操作：数字键盘，块字键盘，块号和号和SAMA图图M/A块号块号对应对应DDF电动阀开度电动阀开度填充：上填充：上水箱水位水箱水位设定值设定值PU操作：数字操作：数字键盘，块号和键盘，块号和SAMA图图M/A块号对应块号对应PU操作：直接操作，操作：直接操作，块号和块号和SAMA图图M/A块号对应块号对应PU操作：直接操作，操作：直接操作，块号和块号和SAMA图图DEVICE块号对应块号对应3 3、趋势画面组态趋势画面组态趋势显示趋势显示-新建实时趋势新建实时趋势添加三个观察数据点：上水箱水位、上水箱水位设定值和添加三个观察数据点：上水箱水位、上水箱水位设定值和DDF电动阀开度电动阀开度电动阀投自动后设给定值电动阀投自动后设给定值SP，上水箱水位，上水箱水位PV应逐渐逼近设定值应逐渐逼近设定值SP上水箱水位设定值上水箱水位设定值SP上水箱水位上水箱水位PVDDF电动阀开度电动阀开度系统调试实验主要包括以下内容：系统调试实验主要包括以下内容：（1 1）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常，是否按要求变化；正常，是否按要求变化；（2 2）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；自动运行；（3 3）系统扰动实验（水位给定值扰动、给水（上水系统扰动实验（水位给定值扰动、给水（上水/下水）阀门扰动）下水）阀门扰动）；（4 4）增压泵流量信号：导前微分、前馈补偿扰动实验；增压泵流量信号：导前微分、前馈补偿扰动实验；（4 4）控制回路参数在线整定，）控制回路参数在线整定，PIDPID参数可在线整定；参数可在线整定；（5 5）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，不能在线修改，应重新离线组态、编译、增加测点等，不能在线修改，应重新离线组态、编译、下装。下装。六、系统运行调试实验六、系统运行调试实验组态逻辑下装步骤（组态逻辑下装步骤（2 2号站号站）：）：过程站操作过程站操作选择需要下装的站选择需要下装的站下装备站下装备站执行操作执行操作切换主备站切换主备站执行操作执行操作从主站复制到备站从主站复制到备站执行操作执行操作关闭关闭1号站直接下装主站号站直接下装主站-执行操作执行操作