dcs第9章3集散控制系统原理与其应用[张德泉主编][电子教案]

dcs第9章3集散控制系统原理与其应用张德泉主编电子教案 第9章集散控制系统实践训练第9章集散控制系统实践训练9.1JX-300X DCS实训9.2MACS组态实训9.3TPS GUS作图实训第9章集散控制系统实践训练知识点?掌握JX-300X实训系统的使用?掌握MACS组态方法?掌握TPS GUS作图方法?熟悉MCGS工控组态软件的组态界面?掌握计算机控制系统的数据库组态?掌握计算机控制系统的设备组态?掌握计算机控制系统的算法组态?掌握计算机控制系统的组态?掌握计算机控制系统系统调试方法?掌握GUS的流程图绘制方法学习目标第9章集散控制系统实践训练技能点?能够根据生产工艺情况确定控制站卡件类型和数量?能够熟练安装系统配置的软件包?能够熟练系统进行控制站、操作站组态?能够结合工艺熟练制作流程图并设置动态参数?能够实现系统实时监控和各种画面的切换?能够在线调整控制器参数?根据生产工艺进行组态?学会计算机控制系统的调试?能够应用GUS的基本流程图绘制方法?能够制作静态流程图?能够对静态流程图进行调试学习目标第9章集散控制系统实践训练9.2MACS组态实训MACS组态实训主要以单容水箱液位定值控制系统和水箱液位串级控制系统为例来介绍MACS组态软件的组态方法。 MACS组态主要包括数据库组态、设备组态、算法组态和画面组态。 组态完成后与装置连接进行系统统调。 99.22.22水箱液位串级控制系统1.实训目的 （1）熟悉集散控制系统的组成（见附录B）。 （2）学习MACS组态软件的使用方法。 （3）培养学生灵活组态的能力。 （4）掌握系统组态与装置调试的技能。 （5）掌握串级控制系统的组态方法。 第9章集散控制系统实践训练2.实训内容 （1）水箱液位串级控制系统数据库组态。 （2）水箱液位串级控制系统设备组态。 （3）水箱液位串级控制算法组态。 （4）水箱液位串级控制系统画面组态。 （5）水箱液位串级控制系统调试。 3.实训设备和器材 （1）THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置。 （2）万用表一个、PC/PPI通信电缆一根。 4.实训接线参照图9.82完成系统接线。 第9章集散控制系统实践训练图9.82水箱液位串级控制系统接线图第9章集散控制系统实践训练5.实训步骤 （1）工程分析水箱液位串级控制系统需要两个输入信号端子和一个输出端子，因此选用一个模拟量输入模块（FM148A）和一个模拟量输出模块（FM151）。 FM148A的通道2采集上水箱液位数据，FM148A的通道3采集中水箱液位数据，控制输出信号由模拟量输出模块（FM151）的通道1送出，去操纵电动控制阀的开度。 （2）建立工程第9章集散控制系统实践训练参照图9.83和图9.84，打开数据库组态工具，进入数据库组态界面。 图9.83数据库组态工具打开步骤第9章集散控制系统实践训练图9.84数据库组态界面第9章集散控制系统实践训练在数据库总控组态界面中工具栏下单击新建工程按钮，弹出如图9.85所示添加工程的对话框，添入工程名称，单击确定。 图9.85添加工程第9章集散控制系统实践训练工程建立之后可以在chs2000macs组态软件下看到新建的工程名称。 （3）数据库。 选择数据库，在弹出的对话框如图9.86所示，输入用户名Bjhc和密码3dlcz，单击确定，进入数据库界面。 图9.86进入数据库界面第9章集散控制系统实践训练参照图9.87(a)选择系统数据操作，单击确定，弹出如图9.87(b)所示窗口。 因为水箱液位串级控制控制系统使用两个模块，三个通道，所以需要三个点号。 图9.87（a）数据库第9章集散控制系统实践训练图9.87（b）数据库第9章集散控制系统实践训练单击数据操作后，选择模拟量输入，在右边选择项名列表框中，选择必须设置的项目名称，见表9.12，单击确定并添加记录。 第9章集散控制系统实践训练选择AO模拟量输出，按表9.13选择项名称，单击确定并添加记录。 第9章集散控制系统实践训练设备号即设备地址，输入通道为2（FM148），输出通道为4FM143，单击更新数据库按钮即可保存。 单击数据库编译基本编译，若显示数据库编译成功，则数据库组态完毕。 （4）设备组态。 按照“开始程序MACS组态软件设备组态工具”的顺序，打开设备组态工具，定义系统设备和I/O设备。 第9章集散控制系统实践训练设置系统设备。 选择打开新建的工程。 选择系统设备，打开系统设备组态对话框。 选中MACS设备组态，右击鼠标，选择添加节点。 在“现场控制站、操作员站、服务站”中选择现场控制站。 选中现场控制站，右击鼠标选择添加设备，分别添加主控单元、以太网卡。 第9章集散控制系统实践训练重复以上步骤分别添加操作员站、服务站，如图9.88所示。 操作员站以太网卡属性设置方法是右击以太网卡选择属性，将它的IP地址改为128.0.0.2；服务站以太网卡属性设置方法是右击以太网卡选择属性，将它的IP地址分别改为128.0.0.1和168.0.0.1。 系统设备设置完毕。 第9章集散控制系统实践训练图9.88系统设备第9章集散控制系统实践训练单击按钮，弹出如图9.89所示检查类型对话框，选择单以太网结构，单击确定。 图9.89检查类型第9章集散控制系统实践训练设置I/O设备。 选择I/O设备，打开I/O设备组态对话框。 选择菜单“查看/自定义链路”，选择DP链路，关连主卡选择“HSFM121.hsg。 选择菜单“查看/自定义设备”在DP链路下添加新的设备，引入所使用的设备，FM148选用hsfm145.hsg，FM151选用hsfm151.hsg。 选择“现场控制站”右键添加DP链路如图9.90所示。 第9章集散控制系统实践训练图9.90I/O设备第9章集散控制系统实践训练选择DP，右键添加新的设备FM145，FM151如图9.91所示。 图9.91I/O设备第9章集散控制系统实践训练选中FM145，更改属性将地址设置为2，选用通道的信号量程为05VDC，FM151，更改属性将地址设置为4，选用通道的信号量程为420mADC。 组态结果如图9.92所示。 图9.92I/O设备第9章集散控制系统实践训练单击按钮，显示编译成功如图9.93所示。 图9.93I/O设备第9章集散控制系统实践训练将组态数据保存到数据库。 至此，设备组态完毕。 （5）算法组态按照“开始程序MACS组态软件算法组态”的顺序打开算法组态界面。 选择文件新建工程，打开新建的工程文件。 选择文件新建站，在新建的工程下新建站为服务器和控制站10，如图9.94所示。 第9章集散控制系统实践训练图9.94新建站第9章集散控制系统实践训练参照图9.95，选中控制站10，右击鼠标选择新建方案，在弹出的新建方案对话框中输入方案的名称“串级控制”。 图9.95新建方案(a)第9章集散控制系统实践训练选择FBD的编程方式，写入方案如图9.96所示。 图9.96新建方案(b)第9章集散控制系统实践训练参照9.97，选择“功能模块控制算法PID模块”，设置PID属性。 图9.97(a)PID设置第9章集散控制系统实践训练图9.97（b）PID属性设置第9章集散控制系统实践训练图9.97（c）PID属性设置第9章集散控制系统实践训练参照图9.98，将PID功能模块放在合适的位置上。 图9.98放置控制模块第9章集散控制系统实践训练重复步骤，将PID2放在相应的位置上。 选择“功能模块四则运算乘法”，将乘法功能模块放在相应的位置上。 选择“输入输出端子输入端子”，连接到PID模块的PV端。 参照图9.99，选择“输入输出端子输出端子”，连接到PID模块的AV端，设置结果如图9.100所示。 图9.99PID属性设置第9章集散控制系统实践训练图9.100（a）输入端子设置第9章集散控制系统实践训练第9章集散控制系统实践训练控制方案总图如图9.101所示。 第9章集散控制系统实践训练单击编译当前方案，编译成功后，再单击编译基本编译，退出算法组态。 （6）图形组态。 按照“开始程序MACS组态软件MACS图形组态工具”的顺序打开图形组态组态界面；选择文件打开项目，打开新建的工程文件。 选择文件打开文件，在工具栏中单击打开文件夹的按钮，系统有一个自带的图形文件$main，打开系统自带的图形，选择图形，在右键中选择交互特性，将切换底图的特性，切换为菜单.hsg的图形。 新建一个两级水箱上下串联的图形文件。 参照图9.102，利用绘图工具绘制两级水箱上下串联的图形。 第9章集散控制系统实践训练第9章集散控制系统实践训练单击中水箱液位的文字特性“xxx.x mm”，右击鼠标，参照图9.103选择动态特性。 第9章集散控制系统实践训练单击中水箱液位的文字特性“xxx.x mm”，右击鼠标，参照图9.104选择交互动态特性。 第9章集散控制系统实践训练单击下水箱液位的文字特性“xxx.x mm”，右击鼠标，参照图9.105选择动态特性。 第9章集散控制系统实践训练单击下水箱液位的文字特性“xxx.x mm”，右击鼠标，参照图9.106选择交互动态特性。 第9章集散控制系统实践训练单击电动控制阀开度的文字特性“xxx.x”，右击鼠标，选择动态特性，在文字标签中选择有文字特性，点名为01，域号为0，项名为AV，其他选择默认。 保存文件，图形组态完毕。 （7）组态结果与装置调试。 打开两台电脑和工控机的电源，按照实训步骤接线和打开或关闭阀门。 顺序打开控制屏的电源，打开服务器SERV-U程序。 在操作员站上打开数据库总控，在空白的菜单下选择要做的实训工程，选择域组号组态参照图9.107选择要做的实训工程，单击确定。 第9章集散控制系统实践训练第9章集散控制系统实践训练如图9.108所示选择要做的工程。 第9章集散控制系统实践训练选择工具栏中的完全编译，稍后显示编译成功，如图9.109所示第9章集散控制系统实践训练关闭数据库组态，在服务器端启动服务器如图9.110所示。 第9章集散控制系统实践训练在操作员站打开工程师在线下装,输入用户名和密码hzdcs/hzdcs如图9.111所示。 第9章集散控制系统实践训练单击工具栏中的P，选择要做的实训工程，如图9.112所示。 第9章集散控制系统实践训练如图9.113所示选择菜单中的系统命令下装，选择服务器下装，双击128.0.0.1，单击下一步直到下装成功。 第9章集散控制系统实践训练参照步骤，选择菜单中的系统命令下装，选择操作员下装，双击128.0.0.2，选择下一步，直到下装成功。 关闭工程师在线下装，在服务器端重新启动服务器。 在操作员站打开操作员站在线软件，在工程师功能中选择登陆，输入用户名superman和口令zy.，服务器启动成功后就可以用新组态的工程做实训了。 第9章集散控制系统实践训练6.注意事项 （1）各项组态完毕必须编译通过。 （2）组态一定要按步骤进行。 （3）磁力驱动泵的正反转。 （4）磁力驱动泵严禁无水运转。 （5）220VAC和380VAC的接线不得接错。 （6）注意两个输出的模块的接线。 （7）组态结果与装置统调时，一定要按步骤进行，编译成功后要启动服务器,否则下装不成功。 第9章集散控制系统实践训练第9章集散控制系统实践训练7.实训结果分析 （1）输入通道是否正常采集数据并显示数据。 （2）输出通道是否正常驱动控制阀。 （3）PID控制规律是否正常发挥作用。 （4）串级控制作用能否正常实现。 8.思考题 （1）串级控制系统组态与简单控制系统组态有何异同？ （2）如何完成图形组态？第9章集散控制系统实践训练9.3TPS GUS作图实训99.33.11Display Builder流程图绘制1.Display builder介绍Display builder是绘制GUS用户流程图的专用软件Display builder在Window NT平台上开发，采用目前流行的绘图界面，提供多种基本图形工具，可嵌入位图文件以及OLE对象。 TPS BaseSystemGUS基本软件包；Display Server支持GUS流程图运行软件包；Multiple Display支持多幅GUS流程图显示软件包（可选）。 第9章集散控制系统实践训练 (1)GUS作图常用的术语常用的GUS作图术语有属性、GUS脚本、事件、全局变量、局部变量等 (2)GUS流程图作图一般可以参照如下基本步骤进行。 运行GUS流程图作图软件GPB.EXE，打开DISPLAY BUILDER。 画静态图形，设置属性、脚本、检查脚本语法。 运行（DIPLAY-RUN）流程图，进行测试。 用SAVE WITH VALIDATION或SAVE ASWITHVALIDATION保存文件，文件扩展名PCT。 关闭文件和DISPLAY BUILDER。 运行流程图，从开始（START）进入运行（RUN），键入如CHONEYWELLGUSBINRUNPIC CSTUDENTSAMPLE.PCT。 第9章集散控制系统实践训练2.Display Builder作图的基本步骤打开Display builder菜单StartProgramsHoneywell TPSDisplay builder。 图9.114Display builder窗口第9章集散控制系统实践训练3.绘制GUS静态图形 (1)基本绘图工具基本绘图工具包括线段、矩形、圆形矩形、椭圆、非封闭多边形、封闭多边形、非封闭多边曲线、封闭多边曲线、弧、文本等，其工具栏如图9.115所示。 图9.115工具栏 (2)图形工具图形时可根据需要选择以下方式改变大小方式（SIZE）、旋转方式（ROTATE）、改变形状方式（SHAPE）、拷贝（COPY）、移动（MOVE）、剪切/粘贴（CUT/PASTE）、取消（DELETE）。 第9章集散控制系统实践训练4.GUS流程图的对象及其属性图9.116对象的属性第9章集散控制系统实践训练5.定义GUS动态显示GUS DISPLAY图形的属性菜单中提供了旋转角度、填充百分比、棒状图、数据等可填写动态表达式的属性，使之与过程数据相关联。 动态表达式以对象、属性形式填写，并支持简单的数学运算。 6.脚本脚本是附着于图形对象上的由特定事件触发执行的一组代码，通过编写脚本代码定义流程图对过程变化的实时显示以及过程操作接口，如图9.117所示。 第9章集散控制系统实践训练图9.117编写脚本代码第9章集散控制系统实践训练7.GUS流程图的运行 (1)运行环境在NCF组态时，GUS节点需定义外部External LoadModules装载模件项，包括UPBASE、MSCHEM、CSCHEM。 在装载GUS Personality后，GUS LP主板状态为OK。 (2)运行GUS流程图在W NT环境下运行GUS流程图，RUNPIC C:S101test.pct;gpb-r C:S101test.pct。 第9章集散控制系统实践训练9.3.2Picture Editor流程图绘制1.概述 (1)屏幕格式 (2)字符尺寸 (3)字符图形的优先级 (4)设定画面的颜色属性 (5)设定屏幕位置 (6)光标移动方式 (7)屏幕网格的设置第9章集散控制系统实践训练2.画