ifix課程設(shè)計--溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及鍋爐控制

1、<p>　　《IFIX課程設(shè)計》</p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　學(xué) 部 （系）

2、： 信息學(xué)部 </p><p>　　專 業(yè) 年 級： 09級自動化 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師： 　 </p><p>　　2011年 12 月 22 日</p><p>　　目 錄</p>

3、;<p>　　1.課程設(shè)計目的……………………………………………………3</p><p>　　2.課程設(shè)計要求……………………………………………………4</p><p>　　3.課程設(shè)計內(nèi)容……………………………………………………4</p><p>　　4.課程設(shè)計總結(jié)…………………………………………………15</p><p>

4、　　4.課程設(shè)計體會及建議…………………………………………15</p><p><b>　　參考書目：</b></p><p>　　【1】方康玲《過程控制系統(tǒng)》武漢 武漢理工大學(xué)出版社，2002.6</p><p>　　【2】施仁，劉文江等 《自動化儀表及過程控制》 北京：電子工業(yè)出版社 2003</p><p>　　

5、【3】 邵裕森，戴先中《過程控制工程》</p><p><b>　　一.課程設(shè)計目的</b></p><p>　　IFIX是是全球最領(lǐng)先的HMI/SCADA自動化監(jiān)控組態(tài)軟件，用來全面監(jiān)控和分布管理全廠范圍的生產(chǎn)數(shù)據(jù)。在包括冶金、電力、石油化工、制藥、生物技術(shù)、包裝、食品飲料、石油天然氣等各種工業(yè)應(yīng)用當(dāng)中，iFIX 獨樹一幟地集強大功能、安全性、通用性和易用性于一身，

6、使之成為任何生產(chǎn)環(huán)境下全面的HMI/SCADA解決方案。 利用iFIX各種領(lǐng)先的專利技術(shù)，可以幫助企業(yè)制定出更快、更有效的商業(yè)及生產(chǎn)決策，以使企業(yè)具有更強的競爭力。課程設(shè)計目的是通過對IFIX組態(tài)軟件的使用，訓(xùn)練學(xué)生熟練運用該軟件，獨立進行查找資料、選擇方案、設(shè)計監(jiān)控界面、撰寫報告，進一步加深對下位機PLC與上位機IFIX之間關(guān)系的理解，提高運用基本技能的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅實的基礎(chǔ)。</p><p>

7、　　二．課程設(shè)計的總體要求</p><p>　　（1）熟悉IFIX組態(tài)軟件的功能。</p><p>　?。?）熟練掌握基本IFIX組態(tài)軟件的操作方法。</p><p>　?。?）能夠運用IFIX組態(tài)軟件設(shè)計監(jiān)控界面。</p><p>　?。?）能夠運用IFIX組態(tài)軟件得到實驗數(shù)據(jù)，解釋現(xiàn)象，編寫課程設(shè)計報告。</p><p

8、><b>　　課程設(shè)計內(nèi)容</b></p><p>　　課程名稱 溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及鍋爐控制</p><p>　　2.溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制要求</p><p>　?。?）溫度控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　溫控系統(tǒng)主要由溫度傳感器、溫度調(diào)節(jié)儀、執(zhí)行裝置、被控對象四個部分組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2.1所示。&l

9、t;/p><p><b>　　圖2.1</b></p><p>　?。?）鍋爐的控制要求</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)負荷的不同需要，鍋爐需要提供不同規(guī)格（壓力和溫度）的蒸汽，同時，根據(jù)安全性和經(jīng)濟性的要求，是鍋爐安全運行和完全燃燒，鍋爐設(shè)備的主要控制要求如下。</p><p>　　1、供給蒸汽量適應(yīng)負荷變化需要或者保持給定

10、負荷；</p><p>　　2、鍋爐供給用汽設(shè)備的蒸汽壓力應(yīng)當(dāng)保持在一定的范圍內(nèi)；</p><p>　　3 、過熱蒸汽溫度保持在一定范圍；</p><p>　　4、汽包水位保持在一定范圍；</p><p>　　5、保持鍋爐燃燒的經(jīng)濟性和安全性；</p><p>　　6 、爐膛負壓保持在一定的范圍內(nèi)。</p>

11、<p><b>　　3.方案設(shè)計</b></p><p><b>　　（1）燃燒控制原理</b></p><p>　　使用雙交叉燃燒控制，使燃燒更加完善，燃燒質(zhì)量大幅度提高，大大減低了生產(chǎn)成本，減少了廢氣污染，為生產(chǎn)高效奠定可靠的基礎(chǔ)。</p><p>　　在煤粉流量調(diào)節(jié)回路中，爐溫PID的輸出A1與根據(jù)實測

12、空氣流量折算成需要的煤粉流量之后，分別乘以一個偏置系數(shù)K3，得到信號A2，乘以一個偏置系數(shù)K4得到信號A3，A1、A2、A3三者經(jīng)過高低選擇器比較，選中者作為煤粉流量PID的設(shè)定值。空氣流量調(diào)節(jié)回路中，爐溫PID的輸出B1，與根據(jù)實測煤粉流量折算成所須空氣流量之后，分別乘上一個偏置系數(shù)K1得到信號B2，乘上偏置系數(shù)K2得到信號B3，B1、B2、B3三者經(jīng)高低選擇器比較，選中者乘上流量補償系數(shù)，送到空氣PID作為設(shè)定值。</p>

13、;<p>　　其系統(tǒng)組成原理圖如圖4.1所示。</p><p>　?。?）溫度檢測變送器的選擇</p><p>　　熱電偶溫度變送器與各種測溫?zé)犭娕寂浜鲜褂?，可將溫度信號線性地轉(zhuǎn)換成為4～20mADC電流信號或1～5VDC電壓信號輸出，它是由量程單元和放大單元兩部分組成的。熱電偶溫度變送器的主要特點是采用非線性負反饋回路來實現(xiàn)線性變化。這個特殊的性質(zhì)反饋回路能按照熱電偶溫度－

14、毫伏信號間的非線性關(guān)系調(diào)整反饋電壓，以保證輸入溫度t與整機輸出或間的線性關(guān)系。</p><p>　　圖4.2熱電偶溫度變送器</p><p>　　零點調(diào)整、量程調(diào)整電路的工作原理與直流毫伏變送器大致相仿。所不同的是：在熱電偶溫度變送器的輸入回路中增加了由銅電阻等元件組成的熱電偶冷端溫度補償電路；同時把調(diào)零電位器移動到了反饋回路的支路上；在反饋回路中增加了運算放大器等組成的線性化電路起線性化

15、作用。</p><p>　　由于鍋爐爐膛內(nèi)的溫度值較高，所以選用的熱電偶變送器的溫度測量值必須達到要求，這里，我選用的是DBW-1150型熱電偶溫度變送器。</p><p>　　DBW-1150型熱電偶溫度變送器是DDZ-III系列儀表的主要品種。本溫度變送器用熱電偶作為測溫元件，將被測溫度線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號1-5VDC或4-20mADC輸出，供給指示、記錄、凋節(jié)器、計算機等自動化監(jiān)控系

16、統(tǒng)。</p><p>　　4.IFIX課程設(shè)計</p><p><b>　　（1）系統(tǒng)配置</b></p><p>　　iFix啟動之后，軟件尋找一個文件以決定本地的配置。該文件包含特定的</p><p>　　程序和選項方面的內(nèi)容，其對節(jié)點來講是獨一無二的。本節(jié)我們討論一下關(guān)</p><p>　　

17、于這個信息的細節(jié)內(nèi)容。要完成這些設(shè)定必須使用系統(tǒng)配置應(yīng)用。這里我們</p><p>　　主要介紹一下幾個內(nèi)容：</p><p>　　● 文件路徑配置● 網(wǎng)絡(luò)連接● 報警和信息配置● I/O驅(qū)動配置</p><p>　　● 任務(wù)配置● 安全配置</p><p>　　本地節(jié)點名和邏輯節(jié)點名</p><p>　　邏輯節(jié)點用于

18、冗余SCADA服務(wù)器以組成邏輯節(jié)點對</p><p>　　- - iFix實際的物理節(jié)點稱為本地節(jié)點</p><p>　　-- 邏輯節(jié)點是引用其他iFix節(jié)點</p><p>　　計算機名與iFix節(jié)點可以設(shè)置為一樣</p><p>　　在Workspace的目錄樹中，顯示實際的物理節(jié)點名</p><p><b&

19、gt;　　文件路徑配置</b></p><p>　　文件路徑配置是用來指定iFix目錄的路徑和名稱</p><p>　　使用這個對話框路徑改變時</p><p>　　-- SCU文件自動生成新的目錄</p><p>　　-- 舊文件不會拷貝到新的目錄</p><p>　?。?）定義外部設(shè)備和數(shù)據(jù)庫</

20、p><p>　　包括設(shè)備的定義和報警、變量的定義等。組態(tài)王把那些需要與之交換數(shù)據(jù)的設(shè)備或程序都作為外部設(shè)備。外部設(shè)備包括：下位機（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過串行口和上位機交換數(shù)據(jù)；其他Windows應(yīng)用程序，它們之間一般通過DDE交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫是iFIX系統(tǒng)的核心，從硬件中獲取或給硬件發(fā)送過程數(shù)據(jù)。過程數(shù)據(jù)庫由標(biāo)

21、簽（塊）組成。開發(fā)和編輯數(shù)據(jù)庫標(biāo)簽的工具稱為數(shù)據(jù)庫編輯器。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)庫屬性</b></p><p>　　查找數(shù)據(jù)庫中特定的信息、顏色、字體、排序等</p><p>　　在數(shù)據(jù)庫中存放的是變量的當(dāng)前值，變量包括系統(tǒng)變量和用戶定義的變量。變量的集合形象地稱為數(shù)據(jù)詞典，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細信息。<

22、/p><p><b>　　設(shè)計圖形界面</b></p><p>　　在上位機上實現(xiàn)工藝流程圖的實時監(jiān)測、數(shù)據(jù)處理是通過可編程控制器操作站系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件來實現(xiàn)的。組態(tài)軟件主要對系統(tǒng)的構(gòu)成進行定義，定義過程參數(shù)、趨勢、流程圖、報表等。監(jiān)控軟件由各種監(jiān)視界面和操作界面組成，主要包括總貌界面、流程圖界面、趨勢畫、報表管理以及趨勢打印、報表生成打印輸出、操作調(diào)整等</p&

23、gt;<p><b>　　建立動畫連接</b></p><p>　　動畫：為使圖形對象更加有趣，常對屬性進行動畫定義動畫是根據(jù)數(shù)據(jù)源的變化動態(tài)地改變對象的屬性，數(shù)據(jù)源包括：iFIX 數(shù)據(jù)庫標(biāo)簽、畫面或?qū)ο蟮膶傩灾怠?I/O 地址采集的實時數(shù)據(jù)、全局變量、VBA事件、預(yù)定義的表達式</p><p>　　動畫是如何工作的：動畫是用于在iFIX 中傳遞數(shù)據(jù)的

24、；動畫實際上也是對象- -當(dāng)為一個對象定義動畫時，動畫對象被加入原對象的屬性中；數(shù)據(jù)是用來完成動畫的值；由于動畫改變了對象的屬性，所以只有在屬性接收數(shù)據(jù)后，才能用于動畫對象的屬性；所有動畫都可用 腳本完成。</p><p><b>　　動畫專家</b></p><p>　　填充專家：用來向上、向下或上下組合填充對象的前景顏色</p><p>　

25、　2.歷史數(shù)據(jù)及趨勢圖</p><p>　　歷史數(shù)據(jù)：把數(shù)據(jù)從SCADA服務(wù)器（或者SCADA節(jié)點）采集到歷史數(shù)據(jù)文件中 </p><p>　　歷史數(shù)據(jù)定義（HTA）</p><p><b>　　數(shù)據(jù)定義（HTA）</b></p><p>　　定義以下內(nèi)容：-- 需要采集的標(biāo)簽名和域</p><p&g

26、t;　　-- 定義指定標(biāo)簽的采集速率</p><p>　　-- 為觸發(fā)事件驅(qū)動采集定義一個數(shù)字量標(biāo)簽</p><p>　　-- 歷史數(shù)據(jù)文件的采集時間大?。ㄒ孕r為單位）</p><p>　　-- 歷史數(shù)據(jù)文件在硬盤上保存的天數(shù)</p><p>　　下圖為歷史數(shù)據(jù)定義及采集組配置的對話框</p><p>　　下圖為啟動

27、歷史數(shù)據(jù)采集的對話框</p><p>　　通過任務(wù)控制器 通過任務(wù)配置</p><p><b>　　趨勢圖</b></p><p><b>　　圖表對象</b></p><p>　　圖表對象用來顯示實時和歷史數(shù)據(jù)添加圖表對象：從“插入”菜單中選

28、擇“圖表”，則在畫面中添加 一個圖表對象</p><p><b>　　實現(xiàn)動態(tài)功能</b></p><p>　　控制器的輸入信號為1～5V的測量信號。設(shè)定信號有內(nèi)設(shè)定和外設(shè)定兩種。內(nèi)設(shè)定信號為1～5V，外設(shè)定信號為4～20mA。測量信號和設(shè)定信號通過輸入電路進行減法運算，輸出偏差到比例積分微分電路進行比例積分微分運算后，由輸出電路轉(zhuǎn)換為4～20mA信號輸出。</

29、p><p>　　如果是全刻度指示控制器，測量信號的指示電路和設(shè)定信號的指示電路分別把1～5V電壓信號轉(zhuǎn)化為1～5mA電流信號用雙針指示器分別指示測量信號和設(shè)定信號。當(dāng)控制器出現(xiàn)故障需要把控制器從殼體中取出檢查時，可以把便攜式手動操作器插入手動操作插孔，以實現(xiàn)手動操作。</p><p><b>　　動態(tài)圖</b></p><p><b>　

30、　技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)信號：1-5VDC或4-20mADC?？刂凭葹?lt;0.5%。負載電阻250～750Ω。比例度2％～500％。積分時間0.01～2.5min與0.1～25min。微分時間0.04～10min。電源：220±10%AC，0.2A。PID參數(shù)范圍： （1）給定值-6.9%—106.9% （2）比例帶0.0—799.9%

31、（3）積分時間0.0—99.9%分 （4）微分時間0.0—99.9%分 （5）采樣周期200毫秒</p><p>　　5.IFIX 的MBE仿真操作</p><p>　　（1）首先在ifix上位機軟件上安裝好MBE驅(qū)動</p><p>　　添加配置好通道和數(shù)據(jù)塊IP填電腦IP</p><p>　　設(shè)置I/O地址范圍，不可超出范圍，下圖模擬

32、量地址有26個</p><p>　　（4）打開modscan32</p><p>　　“connection”→ “connect”出現(xiàn)下圖</p><p>　　“connect using”選擇“TCP/IP”，“IP Address”填入電腦IP，“Service Port” 與modsim32里設(shè)置一樣。然后OK</p><p>　　打

33、開modsim32</p><p><b>　　建立連接</b></p><p><b>　　五．課程設(shè)計總結(jié)：</b></p><p>　　在本次的課程設(shè)計中雖然只是設(shè)計一個簡單的控制系統(tǒng)，但是我們可以從中學(xué)到很多關(guān)于過程控制的知識。在此期間我對組態(tài)王軟件有了很大的理解，不僅加深了對課本知識的理解，也提高了對課外知識的認

34、知，這對于我們以后的發(fā)展有好的影響。雖然在制作簡單控制系統(tǒng)時出現(xiàn)了一些錯誤和一些不理解，但通過請教同學(xué)和觀看相關(guān)的視頻，我可以將這些問題都處理掉。</p><p>　　課程設(shè)計體會及建議：</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力

35、和獨立思考的能力，這一點對于我們走上工作崗位很重要。</p><p>　　在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，但有以前一些相關(guān)課程的課程設(shè)計經(jīng)驗，面對各種問題，最終還是成功解決了。在設(shè)計方案的過程中，發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，最后不得不重新拿起課本自習(xí)閱讀相關(guān)的知識點。總而言之，在這次課程設(shè)計中，是自己的能力又有了進一步的提高。</p><