反应炉自动控制系统.docx
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反应炉自动控制系统.docx
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反应炉自动控制系统
加热反应炉自动控制系统
一、学习目的
如何应用力控组态软件完成一个工程。
工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项组态操作。
结合工程实例,对力控组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节进行全面的理解学习。
二、工程分析
在开始组态工程之前,先对该工程进行剖析,以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
工程最终效果图如下:
图1加热反应炉监控界面
2.1工程框架:
1个用户窗口:
加热反应炉控制系统。
主要包括:
加热炉、加热电阻丝、四个阀、两个液位传感器、压力传感器、温度传感器、温度计、压力表、加热指示灯、流动管件、六个控制按钮。
定时器构件的使用
3个策略:
启动策略、退出策略、循环策略
2.2数据对象:
2.3流程控制:
按启动按钮后,系统运行;按停止按钮后,系统停止。
两者信号总相反。
第一阶段:
送料控制
1、检测下液面X1、炉内温度X2、炉内压力X4是否都小于给定值(都为“0”)。
若是,则开启排气阀Y1和进料阀Y2。
2、当液位上升到上液面X3时,应关闭排气阀Y1和进料阀Y2。
3、延时10s,开启氮气阀Y3,氮气进入反应炉,炉内压力上升。
4、当压力上升到给定值时,即X4=1,关断氮气阀,送料结束。
第二阶段:
加热反应控制
1、接通加热炉电源Y5。
2、当温度升到给定值时(此时信号X2=1),切断加热电源,加热过程结束。
第三阶段:
泄放控制
1、延时10s,打开排气阀Y1,使炉内压力降到给定值以下(此时X4=0)。
2、打开泻放阀Y4,当炉内溶液降到下液面以下(此时X1=0),关闭泻放阀Y4和排气阀Y1。
系统恢复到原始状态,准备进入下一个循环
三、建立工程
3.1建立画面
3.2编辑画面
选中“加热反应炉控制”窗口图标,单击“动画组态”,进入动画组态窗口,开始编辑画面。
3.3制作文字框图
[1]单击工具条中的“工具箱”按钮,打开基本图元“文本”。
[2]在光标闪烁位置输入文字“加热反应炉监控系统”,按回车键或在窗口任意位置用鼠标点击一下,文字输入完毕。
[3]如果需要修改输入文字,则单击已输入的文字,然后敲回车键
就可以进行编辑。
3.4构件的选取
[1]加热炉的绘制:
单击工程项目中的(图库)图标,弹出对象元件管理对话框,如图:
图2反应炉构建的选择
[2]画其他的构件:
利用“插入元件”工具,分别画出四个阀门、温度传感器、压力传感器、温度计、压力计、指示灯等将大小和位置调整好。
3.5整体画面
最终如图1
四、定义对象
四、动画连接
由图形对象搭制而成的图形画面是静止不动的,需要对这些图形对象进行动画设计,真实地描述外界对象的状态变化,达到过程实时监控的目的。
MCGS实现图形动画设计的主要方法是将用户窗口中图形对象与实时数据库中的数据对象建立相关性连接,并设置相应的动画属性。
在系统运行过程中,图形对象的外观和状态特征,由数据对象的实时采集值驱动,从而实现了图形的动画效果。
本工程需要制作动画的部分包括:
1.炉内液位的变化、各阀门、各传感器的警戒变化、加热指示灯的变化
2.温度计、及压力计的动画设置以及按钮的动画设置
进料阀Y1设置如下
氮气阀Y2设置如下
排气阀Y3设置如下
泄气阀Y4设置如下
反应炉温度表设置如下
反应炉压力表设置如下
五、控制程序的编写
1.进入程序
//重置过程Z3.PV=0;Y1.PV=0;Y2.PV=0;Y3.PV=0;Y4.PV=0;Z1.PV=0;Z2.PV=0;X1.PV=0;X2.PV=20;X3.PV=1;T.PV=0;
2.程序运行周期执行
//送料过程IFZ3.PV==1THENIFY1.PV==1&&Y3.PV==1THENX1.PV=X1.PV+1;ENDIFIFX1.PV==20&&T.PV<10THENY1.PV=0;Y3.PV=0;T.PV=T.PV+1;ENDIFIFT.PV==10&&X3.PV<80&&Y3.PV==0THENY2.PV=1;X3.PV=X3.PV+3;ENDIFIFX3.PV>=80THENY2.PV=0;ENDIF//加热过程IFZ1.PV==1&&X2.PV<80THENX2.PV=X2.PV+5;ENDIFIFZ1.PV==0&&X2.PV>20THENX2.PV=X2.PV-1;ENDIF//泄放过程IFZ2.PV==1THENIFX3.PV>1THENY3.PV=1;X3.PV=X3.PV-9;ENDIFIFX3.PV==1&&X1.PV==20THENT.PV=T.PV+1;Y3.PV=0;ENDIFIFT.PV==20&&X1.PV>0THENY4.PV=1;X1.PV=X1.PV-2;ENDIFIFX1.PV==0THENY4.PV=0;ENDIFENDIFIFZ2.PV==0&&T.PV>0THENY4.PV=0;Y3.PV=0;ENDIF
六、运行界面
七、感想
通过这次实验,我学会了如何应用力控组态软件完成一个工程。
工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项组态操作。
结合工程实例,对力控组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节进行全面的理解学习。
通过自己的努力,我成功的做好了一个反应炉自动控制系统,我对这门课有了更新的认识。
八、作业
1.力控支持多种形式的网络通信,主要有哪几种?
答:
力控支持的网络通信方式包括DDE,OPC,ODBC.
2.什么是网络数据库连接?
答:
网络数据库:
(1)在网络上运行的数据库;
(2)网络上包含其他用户地址的数据库;(3)信息管理中,数据记录可以以多种形式相互关联的一种数据库。
网络数据库是跨越电脑在网络上创建、运行的数据库。
网络数据库中的数据之间的关系不是一一对应的,可能存在着一对多的关心,这种关系也不是只有一种路径的涵盖关系,而可能会有多种路径和从属关系。
网络数据库连接即将网络数据库作为服务器和客户端提供或接收数据。
3.若要自启动力控的WebServe和网络服务器程序,应该如何设置?
答:
双击系统配置导航器中的“系统配置/初始启动程序”,在力控程序启动设置查看Web服务器HttpSvr和NetServer是否已经选中。
如果没有选择,手动选择这个程序。
选择后启动力控程序是否将会自动启动力控的Web服务器程序。
4.解释“系统冗余”和“双机热备”,力控软件冗余系统如何配置?
答:
“系统冗余”:
在一些对系统可靠性要求很高的应用中,需要考虑热备份也就是系统冗余,这是指系统中一些关键模块或网络在设计上有一个或多个备份,当现在工作的部分出现问题时,系统可以通过特殊的软件或硬件自动切换到备份上,从而保证了系统不间断工作。
“双机热备”:
特指基于高可用系统中的两台服务器的设备(或高可用),因两机高可用在国内使用较多,故得名双机热备。
力控冗余系统配置:
假设构成双机冗余系统的两个节点计算机分别为M机和S机。
将M机当做主机,S机当做从机。
将组态好的力控工程分别安装到M机和S机上。
(1)主站配置:
在M机上打开应用工程,在开发系统Draw导航器中选择“系统配置/节点配置”,“本机配置”采用缺省的“默认配置”。
双机“网络节点”,从而增加一个代表从机(S机)的节点配置项。
(2)从机配置:
在S机上打开应用工程,在开发系统Draw导航器中选择“系统配置/节点配置”,“本机配置”采用缺省的“默认配置”。
双机“网络节点”,从而增加一个代表主机(M机)的节点配置项。
在导航器中“系统配置/双机冗余”选项中设置本机类型为从机,主机节点为“M”,其他同主站配置。
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