水箱水位实验(新).ppt

实验目的：通过使用LN2000分散控制系统 对水箱水位进行控制，熟悉掌 握DCS控制系统基本设计过程。 实验设备：PCS过程控制实验装置； LN2000 DCS系统； 上位机（操作员站） 基于DCS实验平台实现的 水箱液位控制系统综合设计 实验主要内容 一、实验物理系统的总体构成 二、系统工艺流程 三、系统控制原理 四、基于DCS的控制逻辑设计与组态 五、操作员站监控画面组态 六、系统运行调试实验 一、实验物理系统的总体构成 1、水箱系统 2、DCS系统 3、上位操作员站系统 二、系统工艺流程 采用DCS控制，将上水箱液位控制在设定高度。将液位信号输出给DCS，根据PID参数进行运算，输出信号给电动调节阀，由DDF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。系统控制框图如下： 三、系统控制原理 可考虑在现有控制方案基础上，将给水增压泵流量信号引入作为导前微分或控制器输出前馈补偿信号。 控制方案改进 四、基于DCS的控制逻辑设计与组态 启动StartUp.exe，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。I/O测点清单如下： 1、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。 模块介绍：主要是AI、DI、AO、DO、AM、DM、PID控制器、M/A手操器、设备驱动器，RS触发器、比较器模块，包括模块实现的功能及其输入输出中间参数。(详见算法手册说明) 本实验需要组态的有： （1）设备驱动器：电动门、增压泵 （2）M/A手操器：水箱水位控制DDF阀手操器 2、SAMA图组态（单击SAMA图组态按钮进入） 3、水箱水位控制逻辑组态 6s+1 1 AI120 上水箱水位高报警 -5=AI1-AI2=5 比例带0.7 积分100 上水箱水位设定值 手自动切换 AI1=0 AI1=5 PAO页间引用模块 增压泵组态 要求：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DDF电动阀有一定开度时，才允许启动，在给水流量为0时跳闸。 注意：SAMA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。 AI1=5 AI1=0 Outm选2，长信号 （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（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。 五、操作员站监控画面组态 1、工艺流程画面组态 按照下面给出的水箱系统流程图在LN2000上设计简单形象的流程图，并在图中能够显示需要监视的数据。 要求：界面上显示所有的测点数值（共4个），例如水位、开度、流量等；执行机构运行时为红色，停止时为绿色；阀门手动时为绿色，自动时为红色。 上水箱水位 下水箱水位 DDF电动阀开度 增压泵流量 填充：上水箱水位 填充：下水箱水位 2、操作器画面组态 与SAMA图对应，需要设计的操作器包括增压泵及水箱水位控制DDF阀手操器 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/A手操器的组态过程： PV（测量值）、SP（设定值）、OUT（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，设好最大填充值和最大值；手、自动按钮（手动时为1，显示绿色；自动时为0，显示红色），以及SP、OUT的增减按钮；SP（设定值）、OUT（输出值）的直接给值（用数字键盘） 上水箱水位 设定值 上水箱水位 填充：上水箱水位 填充：上水箱水位设定值 PU操作：数字键盘，块号和SAMA图M/A块号对应 DDF电动阀开度 填充：上水箱水位设定值 PU操作：数字键盘，块号和SAMA图M/A块号对应 PU操作：直接操作， 块号和SAMA图M/A块号对应 PU操作：直接操作， 块号和SAMA图DEVICE块号对应 3、 趋势画面组态 趋势显示--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DDF电动阀开度 电动阀投自动后设给定值SP，上水箱水位PV应逐渐逼近设定值SP 上水箱水位设定值SP 上水箱水位PV DDF电动阀开度 系统调试实验主要包括以下内容： （1）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； （2）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； （3）系统扰动实验（水位给定值扰动、给水（上水/下水）阀门扰动）； （4）增压泵流量信号：导前微分、前馈补偿扰动实验； （4）控制回路参数