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

1、<p>　　《IFIX課程設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　學(xué) 部 （系）

2、： 信息學(xué)部 </p><p>　　專 業(yè) 年 級(jí)： 09級(jí)自動(dòng)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(jì)目的……………………………………………………3</p><p>　　2.課程設(shè)計(jì)要求……………………………………………………4</p><p>　　3.課程設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………………4</p><p>　　4.課程設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………15</p><p>

4、　　4.課程設(shè)計(jì)體會(huì)及建議…………………………………………15</p><p><b>　　參考書(shū)目：</b></p><p>　　【1】方康玲《過(guò)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(dòng)化儀表及過(guò)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(guò)程控制工程》</p><p><b>　　一.課程設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　IFIX是是全球最領(lǐng)先的HMI/SCADA自動(dòng)化監(jiān)控組態(tài)軟件，用來(lái)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(dú)樹(shù)一幟地集強(qiáng)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(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。課程設(shè)計(jì)目的是通過(guò)對(duì)IFIX組態(tài)軟件的使用，訓(xùn)練學(xué)生熟練運(yùn)用該軟件，獨(dú)立進(jìn)行查找資料、選擇方案、設(shè)計(jì)監(jiān)控界面、撰寫(xiě)報(bào)告，進(jìn)一步加深對(duì)下位機(jī)PLC與上位機(jī)IFIX之間關(guān)系的理解，提高運(yùn)用基本技能的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。</p><p>

7、　　二．課程設(shè)計(jì)的總體要求</p><p>　?。?）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(yùn)用IFIX組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控界面。</p><p>　?。?）能夠運(yùn)用IFIX組態(tài)軟件得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，解釋現(xiàn)象，編寫(xiě)課程設(shè)計(jì)報(bào)告。</p><p

8、><b>　　課程設(shè)計(jì)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>　　（1）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(duì)象四個(gè)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(fù)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(shí)，根據(jù)安全性和經(jīng)濟(jì)性的要求，是鍋爐安全運(yùn)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(fù)荷變化需要或者保持給定

10、負(fù)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(guò)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(jì)性和安全性；</p><p>　　6 、爐膛負(fù)壓保持在一定的范圍內(nèi)。</p>

11、<p><b>　　3.方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?）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(shí)測(cè)

12、空氣流量折算成需要的煤粉流量之后，分別乘以一個(gè)偏置系數(shù)K3，得到信號(hào)A2，乘以一個(gè)偏置系數(shù)K4得到信號(hào)A3，A1、A2、A3三者經(jīng)過(guò)高低選擇器比較，選中者作為煤粉流量PID的設(shè)定值?？諝饬髁空{(diào)節(jié)回路中，爐溫PID的輸出B1，與根據(jù)實(shí)測(cè)煤粉流量折算成所須空氣流量之后，分別乘上一個(gè)偏置系數(shù)K1得到信號(hào)B2，乘上偏置系數(shù)K2得到信號(hào)B3，B1、B2、B3三者經(jīng)高低選擇器比較，選中者乘上流量補(bǔ)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(cè)變送器的選擇</p><p>　　熱電偶溫度變送器與各種測(cè)溫?zé)犭娕寂浜鲜褂茫蓪囟刃盘?hào)線性地轉(zhuǎn)換成為4～20mADC電流信號(hào)或1～5VDC電壓信號(hào)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(diǎn)是采用非線性負(fù)反饋回路來(lái)實(shí)現(xiàn)線性變化。這個(gè)特殊的性質(zhì)反饋回路能按照熱電偶溫度－

14、毫伏信號(hào)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(jī)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(diǎn)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(bǔ)償電路；同時(shí)把調(diào)零電位器移動(dòng)到了反饋回路的支路上；在反饋回路中增加了運(yùn)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(cè)量值必須達(dá)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(cè)溫元件，將被測(cè)溫度線性地轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)1-5VDC或4-20mADC輸出，供給指示、記錄、凋節(jié)器、計(jì)算機(jī)等自動(dòng)化監(jiān)控系

16、統(tǒng)。</p><p>　　4.IFIX課程設(shè)計(jì)</p><p><b>　?。?）系統(tǒng)配置</b></p><p>　　iFix啟動(dòng)之后，軟件尋找一個(gè)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(xiàng)方面的內(nèi)容，其對(duì)節(jié)點(diǎn)來(lái)講是獨(dú)一無(wú)二的。本節(jié)我們討論一下關(guān)</p><p>　　

17、于這個(gè)信息的細(xì)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(gè)內(nèi)容：</p><p>　　● 文件路徑配置● 網(wǎng)絡(luò)連接● 報(bào)警和信息配置● I/O驅(qū)動(dòng)配置</p><p>　　● 任務(wù)配置● 安全配置</p><p>　　本地節(jié)點(diǎn)名和邏輯節(jié)點(diǎn)名</p><p>　　邏輯節(jié)點(diǎn)用于

18、冗余SCADA服務(wù)器以組成邏輯節(jié)點(diǎn)對(duì)</p><p>　　- - iFix實(shí)際的物理節(jié)點(diǎn)稱為本地節(jié)點(diǎn)</p><p>　　-- 邏輯節(jié)點(diǎn)是引用其他iFix節(jié)點(diǎn)</p><p>　　計(jì)算機(jī)名與iFix節(jié)點(diǎn)可以設(shè)置為一樣</p><p>　　在Workspace的目錄樹(shù)中，顯示實(shí)際的物理節(jié)點(diǎn)名</p><p><b&

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

20、p><p>　　包括設(shè)備的定義和報(bào)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(jī)（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等），它們一般通過(guò)串行口和上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；其他Windows應(yīng)用程序，它們之間一般通過(guò)DDE交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫(kù)是iFIX系統(tǒng)的核心，從硬件中獲取或給硬件發(fā)送過(guò)程數(shù)據(jù)。過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)由標(biāo)

21、簽（塊）組成。開(kāi)發(fā)和編輯數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)簽的工具稱為數(shù)據(jù)庫(kù)編輯器。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)庫(kù)屬性</b></p><p>　　查找數(shù)據(jù)庫(kù)中特定的信息、顏色、字體、排序等</p><p>　　在數(shù)據(jù)庫(kù)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(xì)信息。<

22、/p><p><b>　　設(shè)計(jì)圖形界面</b></p><p>　　在上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)工藝流程圖的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)處理是通過(guò)可編程控制器操作站系統(tǒng)軟件和組態(tài)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。組態(tài)軟件主要對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行定義，定義過(guò)程參數(shù)、趨勢(shì)、流程圖、報(bào)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(shì)畫(huà)、報(bào)表管理以及趨勢(shì)打印、報(bào)表生成打印輸出、操作調(diào)整等</p&

23、gt;<p><b>　　建立動(dòng)畫(huà)連接</b></p><p>　　動(dòng)畫(huà)：為使圖形對(duì)象更加有趣，常對(duì)屬性進(jìn)行動(dòng)畫(huà)定義動(dòng)畫(huà)是根據(jù)數(shù)據(jù)源的變化動(dòng)態(tài)地改變對(duì)象的屬性，數(shù)據(jù)源包括：iFIX 數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)簽、畫(huà)面或?qū)ο蟮膶傩灾怠?I/O 地址采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、全局變量、VBA事件、預(yù)定義的表達(dá)式</p><p>　　動(dòng)畫(huà)是如何工作的：動(dòng)畫(huà)是用于在iFIX 中傳遞數(shù)據(jù)的

24、；動(dòng)畫(huà)實(shí)際上也是對(duì)象- -當(dāng)為一個(gè)對(duì)象定義動(dòng)畫(huà)時(shí)，動(dòng)畫(huà)對(duì)象被加入原對(duì)象的屬性中；數(shù)據(jù)是用來(lái)完成動(dòng)畫(huà)的值；由于動(dòng)畫(huà)改變了對(duì)象的屬性，所以只有在屬性接收數(shù)據(jù)后，才能用于動(dòng)畫(huà)對(duì)象的屬性；所有動(dòng)畫(huà)都可用 腳本完成。</p><p><b>　　動(dòng)畫(huà)專家</b></p><p>　　填充專家：用來(lái)向上、向下或上下組合填充對(duì)象的前景顏色</p><p>　

25、　2.歷史數(shù)據(jù)及趨勢(shì)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(diǎn)）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(dòng)采集定義一個(gè)數(shù)字量標(biāo)簽</p><p>　　-- 歷史數(shù)據(jù)文件的采集時(shí)間大?。ㄒ孕r(shí)為單位）</p><p>　　-- 歷史數(shù)據(jù)文件在硬盤(pán)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(duì)話框</p><p>　　下圖為啟動(dòng)

27、歷史數(shù)據(jù)采集的對(duì)話框</p><p>　　通過(guò)任務(wù)控制器 通過(guò)任務(wù)配置</p><p><b>　　趨勢(shì)圖</b></p><p><b>　　圖表對(duì)象</b></p><p>　　圖表對(duì)象用來(lái)顯示實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)添加圖表對(duì)象：從“插入”菜單中選

28、擇“圖表”，則在畫(huà)面中添加 一個(gè)圖表對(duì)象</p><p><b>　　實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功能</b></p><p>　　控制器的輸入信號(hào)為1～5V的測(cè)量信號(hào)。設(shè)定信號(hào)有內(nèi)設(shè)定和外設(shè)定兩種。內(nèi)設(shè)定信號(hào)為1～5V，外設(shè)定信號(hào)為4～20mA。測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)通過(guò)輸入電路進(jìn)行減法運(yùn)算，輸出偏差到比例積分微分電路進(jìn)行比例積分微分運(yùn)算后，由輸出電路轉(zhuǎn)換為4～20mA信號(hào)輸出。</

29、p><p>　　如果是全刻度指示控制器，測(cè)量信號(hào)的指示電路和設(shè)定信號(hào)的指示電路分別把1～5V電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為1～5mA電流信號(hào)用雙針指示器分別指示測(cè)量信號(hào)和設(shè)定信號(hào)。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(shí)，可以把便攜式手動(dòng)操作器插入手動(dòng)操作插孔，以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作。</p><p><b>　　動(dòng)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(hào)：1-5VDC或4-20mADC?？刂凭葹?lt;0.5%。負(fù)載電阻250～750Ω。比例度2％～500％。積分時(shí)間0.01～2.5min與0.1～25min。微分時(shí)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(shí)間0.0—99.9%分 （4）微分時(shí)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(jī)軟件上安裝好MBE驅(qū)動(dòng)</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(gè)</p><p>　?。?）打開(kāi)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(kāi)modsim32</p><p><b>　　建立連接</b></p><p><b>　　五．課程設(shè)計(jì)總結(jié)：</b></p><p>　　在本次的課程設(shè)計(jì)中雖然只是設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的控制系統(tǒng)，但是我們可以從中學(xué)到很多關(guān)于過(guò)程控制的知識(shí)。在此期間我對(duì)組態(tài)王軟件有了很大的理解，不僅加深了對(duì)課本知識(shí)的理解，也提高了對(duì)課外知識(shí)的認(rèn)

34、知，這對(duì)于我們以后的發(fā)展有好的影響。雖然在制作簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)了一些錯(cuò)誤和一些不理解，但通過(guò)請(qǐng)教同學(xué)和觀看相關(guān)的視頻，我可以將這些問(wèn)題都處理掉。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)體會(huì)及建議：</p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力

35、和獨(dú)立思考的能力，這一點(diǎn)對(duì)于我們走上工作崗位很重要。</p><p>　　在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題，可以說(shuō)得是困難重重，但有以前一些相關(guān)課程的課程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，面對(duì)各種問(wèn)題，最終還是成功解決了。在設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)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(shí)點(diǎn)。總而言之，在這次課程設(shè)計(jì)中，是自己的能力又有了進(jìn)一步的提高。</p><