远程数据采集实验指导

1、前言kdiafjajfiaj自动化技术是当今举世瞩目的高新技术之一，也是今后实现工业高度自动化重点要发展的一个高科技领域。现代科学技术领域中，计算机技术和自动化技术被认为是发展最为迅速的两个分支，计算机控制技术是这两个分支相结合的产物，是工业自动化的重要支柱。根据应用特点、控制方案、控制目的和系统构成，计算机控制系统大体上可分为集散控制、监督控制系统控制和直接数字控制和数据采集系统等。直接数字控制（DDC）系统是用一台计算机取代模拟控制器，对生产过程中多种被控变量进行巡回检测，并按照预先规定的控制算法（如PID、前馈、解耦等）进行运算，然后发出控制信号，通过输出通道，直接作用在执行机构上，实现

2、对整个生产、实验过程的闭环控制，通常它有几十个控制回路。它的框图如图1-1所示。 图1-1 DDC控制系统方框图计算机按人们预先规定的控制程序，对被测量进行分析、判断、处理，按预定的控制算法（如PID控制）进行运算，从而得到控制量，并以二进制形式输出到D/A转换器变换为420mA或010mA的模拟电信号，此控制信号直接（或经电/气转换器转换为20100kPa的气压信号）送到生产过程现场，去操纵电动或气动控制阀，从而实现对生产过程系统的闭环控制。DDC系统的特点是计算机运算速度快，可分时处理多个控制回路，一台计算机可以取代几十台模拟控制器，实现几十个甚至更多的单回路的PID控制；并且计算机运算能

3、力强，能很方便的实现各种比较复杂的控制规律，如串级控制、前馈控制、比值控制、解耦控制以及大纯滞后补偿控制等。目录第一章 系统概述·······································&#

4、183;·······················4第二章 硬件介绍·························

5、;······································5第一节 7017模拟量输入模块 第二节 7033热电阻输入模块第三节 7024模拟量输出模块第四节 7060D数字量I/O模块第三章 软件介

6、绍··················································

7、;·············7第四章 被控对象特性测试··································

8、3;·················11第一节 单容水箱特性的测试第二节 双容水箱特性的测试 第五章 单回路控制系统实验·························

9、3;·······················15第一节 单容液位定值控制系统第二节 双容液位定值控制系统第三节 三容液位定值控制系统第四节 锅炉内胆水温定值控制系统第五节 锅炉夹套水温定值控制系统第六节 单闭环流量定值控制系统第六章 温度位式控制系统实验·········&

10、#183;···································27第一节 锅炉内胆水温位式控制系统第七章 串级控制系统的实验·········

11、········································29第一节 水箱液位串级控制系统第二节 三闭环液位控制系统第三节 锅炉夹套与内胆水温串级控制系统第四节 锅炉内胆水温与循

12、环水流量串级控制系统第五节 盘管出口水温与锅炉内胆水温串级控制系统第六节 盘管出口水温与热水流量串级控制系统第七节 水箱液位与进水流量串级控制系统 第八章 比值控制系统实验···································

13、3;················43第一节 单（双）闭环流量比值控制系统第二节 流量变比值控制系统第九章 前馈-反馈控制系统实验·························

14、3;···················47第一节 下水箱液位前馈-反馈控制系统第二节 锅炉内胆水温前馈-反馈控制系统第十章 滞后控制系统实验······················&

15、#183;·····························49第一节 温度的滞后控制系统第二节 流量纯滞后控制系统第十一章 解耦控制系统实验·············&#

16、183;···································55第一节 锅炉内胆与夹套水温解耦控制系统第二节 上水箱液位与出口温度解耦控制系统第一章 系统概述 本实验系统是适用于高等院校工业自动化及相近专业的过程控制教学实验、毕业设

17、计及科研开发等。 “THJ-2型远程数据采集过程控制系统”是“THJ-2型高级过程控制系统实验装置”的扩展上位控制系统，该控制系统通过ICP-7000系列智能采集模块将传感器检测到的被控参数标准信号通过A/D转换送入计算机，计算机同时将控制运算发出的控制信号通过D/A转换发送给执行机构（调节阀、变频器、可控调压装置）。 该上位机控制系统实际上属于计算机DDC直接数字控制系统，只不过是将模拟量输入AI模块和模拟量输出AO模块，开关量输入/输出DI，DO模块置于计算机之外，计算机通过RS232/485通讯转换装置同ICP-7000系列模块（自带485通讯接口）通讯。 用户可用MCGS组态软件自己编

18、制算法程序通过智能采集模块对所要控制对象进行相应的控制。第二章 硬件介绍在工控领域内，智能采集模块有着相当重要的地位，它可以通过串口通讯协议（RS232、RS485等）或其他通讯协议与PC机相连，并与外界现场信号直接相连或与由传感器转换过的外界信号相连，由PC机中的程序控制并实现采集现场的模拟信号，并处理采集到的现场信号并输出模拟控制信号、开关量输入输出等功能。因此，智能采集模块在工业控制领域内有着极其广泛的应用。本装置所使用的MCGS工控组态软件为了实现监控、记录现场的情况，将每种智能采集模块作为一个设备构件，挂在MCGS的设备窗口中，用来采集和处理现场信号和输出控制信号。本实验装置采用了台

19、湾威达公司的鸿格智能采集模块。模块的功能介绍鸿格ICP系列智能采集模块通过RS485等串行口通讯协议与PC相连，由PC中的程序控制并实现数据采集模块对现场的模拟量、开关量信号的输入和输出、脉冲信号的计数和测量脉冲频率等功能。1、 ICP7017模块是利用RS485和上位机进行通讯的8通道模拟量输入采集模块。输入类型：电压、电流。输入范围：150150mv,-500500mv,-11v,-55v,-1010v,-2020mA接线方式：2、 ICP7024模块：4路电压型模拟量输出，4路电流型模拟量输出。电流输出范围：020mA,420mA电压输出范围：-10v10v,010v,-55v,05v接

20、线方式：电压型输出接线方式：电流型输出接线方式：3、 ICP7033D模块：3路热电阻输入。输入类型：热电阻或镍电阻接线方式：2线制、3线制、4线制。Pt100输入范围：-100100,0100,0200,0600。Pt1000输入范围:-200600。Ni输入范围:-80100,0100。接线方式：（三线制）第三章 软件介绍本实验装置采用的是北京昆仑通态自动化科技有限公司的MCGS（教育版200点）工控组态软件。1、MCGS组态软件的功能和特点MCGS即“监视与控制通用系统”，英文全称为Monitor and Control Generated System。MCGS是为工业过程控制和实时监

21、测领域服务的通用计算机系统软件，具有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。 MCGS工控组态软件的功能和特点可归纳如下：l         概念简单，易于理解和使用。普通工程人员经过短时间的培训就能正确掌握、快速完成多数简单工程项目的监控程序设计和运行操作。用户可避开复杂的计算机软硬件问题，集中精力解决工程本身的问题，按照系统的规定，组态配置出高性能、高可靠性、高度专业化的上位机监控系统。 l       

22、60; 功能齐全，便于方案设计。MCGS为解决工程监控问题提供了丰富多样的手段，从设备驱动（数据采集）到数据处理、报警处理、流程控制、动画显示、报表输出、曲线显示等各个环节，均有丰富的功能组件和常用图形库可供选用，用户只需根据工程作业的需要和特点，进行方案设计和组态配置，即可生成用户应用软件系统。l         实时性与并行处理。MCGS充分利用了Windows操作平台的多任务、按优先级分时操作的功能，使PC机广泛应用于工程测控领域成为可能。工程作业中，大量的数据和信息需要及时收集，即时处理，在计算机测控技术领

23、域称其为实时性任务关键任务，如数据采集、设备驱动和异常处理等。另外许多工作则是非实时性的，或称为非时间关键任务，如画面显示，可在主机运行周期时间内插空进行。而像打印数据一类的工作，可运行于后台，称为脱机作业。MCGS是真正的32位系统，可同时运行于Microsoft Windows95，98和Microsoft Windows NT平台，以线程为单位进行分时并行处理。l         建立实时数据库，便于用户分步组态，保证系统安全可靠运行。MCGS组态软件由主控窗口、设备窗口、用户窗口、实时数据库和运行策略五部分

24、构成。其中的“实时数据库”是整个系统的核心。在生成用户应用系统时，每一部分均可分别进行组态配置，独立建造，互不相干；而在系统运行过程中，各个部分都通过实时数据库交换数据，形成互相关联的整体。实时数据库是一个数据处理中心，是系统各个部分及其各种功能性构件的公用数据区。各个部件独立地向实时数据库输入和输出数据，并完成自己的差错控制。l         设立“设备工具箱”，针对外部设备的特征，用户从中选择某种“构件”，设置于设备窗口内，赋予相关的属性，建立系统与外部设备的连接关系，即可实现对该种设备的驱动和控制。不同的设

25、备对应于不同的构件，所有的设备构件均通过实时数据库建立联系，而建立时又是相互独立的，即对某一构件的操作或改动，不影响其它构件和整个系统的结构，从这一意义上讲，MCGS是一个“设备无关”的系统，用户不必因外部设备局部改动，而影响整个系统。l         “面向窗口”的设计方法，增加了可视性和可操作性。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS的组态工作既简单直观，又灵活多变。用户可以使用系统的缺省构架，也可以根据需要自己组态配置，生成各种类型和风格的图形界面，包括DOS风格的图形界面、标准Window

26、s风格的图形界面以及带有动画效果的工具条和状态条。l         利用丰富的“动画组态”功能，快速构造各种复杂生动的动态画面。以图象、图符、数据、曲线等多种形式，为操作员及时提供系统运行中的的状态、品质及异常报警等有关信息。用变化大小、改变颜色、明暗闪烁、移动翻转等多种手段，增强画面的动态显示效果。图元、图符对象定义相应的状态属性，即可实现动画效果。同时，MCGS为用户提供了丰富的动画构件，模拟工程控制与实时监测作业中常用的物理器件的动作和功能。每个动画构件都对应一个特定的动画功能。如：实时曲线构件、历史曲线构

27、件、报警显示构件、自由表格构件等。l         引入“运行策略”的概念。复杂的工程作业，运行流程都是多分支的。用传统的编程方法实现，既繁琐又容易出错。MCGS开辟了“策略窗口”，用户可以选用系统提供的各种条件和功能的“策略构件”，用图形化的方法构造多分支的应用程序，实现自由、精确地控制运行流程，按照设定的条件和顺序，操作外部设备，控制窗口的打开或关闭，与实时数据库进行数据交换。同时，也可以由用户创建新的策略构件，扩展系统的功能。l      

28、0;  MCGS系统由五大功能部件组成，主要的功能部件以构件的形式来构造。不同的构件有着不同的功能，且各自独立。三种基本类型的构件（设备构件、动画构件、策略构件）完成了MCGS系统三大部分（设备驱动、动画显示和流程控制）的所有工作。用户也可以根据需要，定制特定类型构件，使MCGS系统的功能得到扩充。这种充分利用“面向对象”的技术，大大提高了系统的可维护性和可扩充性。l         支持OLE Automation技术。MCGS允许用户在Visual Basic中操作MCGS中的对象，提供了一套开放的可

29、扩充接口，用户可根据自己的需要用VB编制特定的功能构件来扩充系统的功能。l         MCGS中数据的存储不再使用普通的文件，而是用数据库来管理一切。组态时，系统生成的组态结果是一个数据库；运行时，数据对象、报警信息的存储也是一个数据库。利用数据库来保存数据和处理数据，提高了系统的可靠性和运行效率，同时，也使其它应用软件系统能直接处理数据库中的存盘数据。l         设立“对象元件库”，解决了组态结果的积累和重新利用问题。所

30、谓对象元件库，实际上是分类存储各种组态对象的图库。组态时，可把制作完好的对象（包括图形对象，窗口对象，策略对象，以至位图文件等等）以元件的形式存入图库中，也可把元件库中的各种对象取出，直接为当前的工程所用。随着工作的积累，对象元件库将日益扩大和丰富，组态工作将会变得越来越简单方便。l         提供对网络的支持。考虑到工控系统今后的发展趋势，MCGS充分运用现今发展的DCCW(Distributed Computer Cooperator Work)技术，即分布式计算机协同工作方式，来使分散在不同现场之间的采

31、集系统和工作站之间协同工作。通过MCGS，不同的工作站之间可以实时交换数据，实现对工控系统的分布式控制和管理。2、MCGS组态软件的系统需求硬件需求推荐配置MCGS组态软件的设计目标是瞄准高档PC机和高档操作系统，充分利用高档PC兼容机的低价格、高性能来为工业应用级的用户提供安全可靠的服务。l         CPU：使用相当于Intel公司的Pentium 233或以上级别的CPU；l         内存：   

32、  当使用Windows 9X操作系统时内存应在32MB以上；     当选用Windows NT操作系统时，系统内存应在64MB以上；     当选用Windows 2000操作系统时，系统内存应128MB以上；l         显卡：Windows系统兼容，含有1MB以上的显示内存，可工作于800*600分辨率，65535色模式下；l      

33、60; 硬盘：MCGS 5.10通用版组态软件占用的硬盘空间约为80MB。软件需求MCGS组态软件可以在以下操作系统下运行：l         中文Microsoft Windows NT Server 4.0（需要安装SP3）或更高版本；l         中文Microsoft Windows NT Workstation 4.0（需要安装SP3）或更高版本；l      

34、   中文Microsoft Windows 95、98、Me、2000（Windows 95推荐安装IE5.0）或更高版本；说明：在中文Microsoft Windows NT Server 4.0或中文Microsoft Windows NT Workstation 4.0操作系统上安装MCGS 5.10通用版组态软件时。本软件将自动检测是否已安装了SP3。如果未安装，将提示是否安装，选择“是”即可进行安装。如果仍未安装成功，可以在安装光盘的SUPPORTSP3目录下双击运行Updata.exe程序安装SP3。组建工程的一般过程工程项目系统分析：分析工程项目的系统构成、

35、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和测控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。工程立项搭建框架：MCGS称为建立新工程。主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。经过此步操作，即在MCGS组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。设计菜单基本体系：为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调

36、度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。在组态过程中，可根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。制作动画显示画面：动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。前一部分类似于“画画”，用户通过MCGS组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。编写控制流程程序：在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模

37、块实现各种人机交互操作。MCGS还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。完善菜单按钮功能：包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。编写程序调试工程：利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程是否正确。连接设备驱动程序：选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。此项操作在设备窗口内进行。工程完工综合测试：最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作，实施工程交接。第四章 被控对象特性测

38、试第一节 单容水箱特性的测试一、THJ-2实验对象连线将三相电源的输出端U、V、W对应接到三相磁力泵（380V）的U、V、W端，把电动调节阀220V电源输入端L、N接至单相电源的3L、3N端。 并将下水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT3下水箱液位（+、-）端相应接到7017输入模块的第一通道A/I0的（+、-）端，将7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再

39、通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,并将对象上相应的水路打开(打开阀F1-1、F1-2和F1-8，并将F1-11开至一适当开度，其余与本实验无关的阀门均关闭)。2.利用电缆线将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.合上远程数据采集控制台的电源，给7017、7024模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象的总电源，并合上相关电源（三相电源、单相、24V电源），开始进行实验。6. 在实验窗口内把手动输出设为一适当的值，使下水箱的液位处于某一平衡位置。7通过增/减的操作改变其手动输出量的大小

40、，使其输出有一个正或负阶跃增量的变化（此增量不宜过大，以免下水箱中的水溢出），让下水箱的液位进入新的平衡状态。8.在实时曲线窗口观察实时曲线，并分析和计算出下水箱在固定的出水阀开度下的对象参数K及T值。第二节、双容水箱特性的测试一、THJ-2对象连线将三相电源的输出端U、V、W对应接到三相磁力泵（380V）的U、V、W端，把电动调节阀的220V输入端L、N接至单相电源的3L、3N端。并将下水箱液位LT3钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将下水箱液位LT3（+、-）相应接到7017模块第一通道A/I0（+、-），将7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，

41、将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,将对象相应的水路打开(打开F1-1、F1-2及F1-7，且将F1-10、F1-11开至适当开度（阀F1-10的开度必须大于阀F1-11的开度），其余与本实验无关的阀门均关闭。2.利用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MC

42、GS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6. 在实验窗口内把手动输出设为一适当的值，使水箱的液位处于某一平衡位置。7通过增/减的操作改变其输出量的大小，使其输出有一个正或负阶跃增量的变化（此增量不宜过大，以免下水箱中的水溢出），让下水箱的液位进入新的平衡状态。8.在实时曲线窗口观察实时曲线，并分析和计算出中下水箱在固定的出水阀开度下的对象参数K、T1及T2值。第五章 单回路控制系统实验第一节 单容液位定值控制系统一、THJ-2对象连线将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V

43、输入L、N接至单相电源的3L、3N端。并将上水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT1上水箱（也可选中水箱或下水箱）液位（+、-）相应接到7017模块第一通道A/I0（+、-），将7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,并将对象相应的水路打开(打开F1-1、F

44、1-2和F1-6，且将F1-9开至一适当开度，其余与本实验无关的阀门均关闭)。2.利用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGD上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6 按单回路调节器参数的整定方法（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）整定好调节器的相关参数。 7设置好系统的给定值后，用手动操作7024模块的输出，通过电动调节阀给上水箱打水，待其液位达到给定量所要求的值，且基本稳定不变时，把输出切换为自动，使系统投入自动运行状

45、态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，启动变频器-磁力泵支路，适量改变阀F2-3开度（加扰动），观察在阶跃扰动作用下液位的变化过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。第二节 双容液位定值控制系统一、THJ-2对象连线将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V输入L、N接至单相电源的3L、3N端。并将下水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT3下水箱液位（+、-）相应接到7017模块第一通道A/I0（+、-），将7024

46、模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,将对象相应的水路打开(打开F1-1、F1-2及F1-7，且将F1-10、F1-11开至适当开度（一般情况下阀F1-10的开度稍大于阀F1-11的开度）。2.利用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相

47、应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6 按单回路调节器参数的整定方法（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）整定好调节器的相关参数。7 设置好系统的给定值后，先用手动操作7024模块的输出，通过电动调节阀给中水箱打水，待中水箱液位基本稳定不变且下水箱的液位等于给定值时，把输出切换为自动，使系统投入自动运行状态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，启动变频器-磁力泵支路，分别适量改变阀F2-4或阀F2-5的开度

48、（加扰动），观察阶跃扰动作用在不同位置时液位的响应过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。第三节 三容液位定值控制系统一、THJ-2对象连线将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V输入L、N接至单相电源的3L、3N端。并将下水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT3下水箱液位（+、-）相应接到7017模块第一通道A/I0（+、-），将7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420m

49、A输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,将对象相应的水路打开(打开F1-1、F1-2及F1-6，且将F1-9、F1-10、F1-11开至适当开度（阀F1-9的开度>阀F1-10的开度>阀F1-11的开度）。2.利用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、2

50、4V电源）打开，进行实验。8 按单回路调节器参数的整定方法（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）整定好调节器的相关参数。9 设置好系统的给定值后，用手动操作7024模块的输出，通过电动阀给上水箱打水，待上、中水箱液位基本稳定不变且下水箱的液位等于给定值时，把输出切换为自动，使系统投入自动运行状态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，启动变频器-磁力泵支路，分别适量改变阀F2-3或阀F2-4或阀F2-5的开度（加扰动），观察阶跃扰动作用在不同位置时液位的响应过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动

51、态性能指标。第四节 锅炉内胆水温定值控制系统一、THJ-2对象连线三相电源输出U、V、W对应接三相SCR移相调压装置的三相电源输入U、V、W，三相SCR移相调压装置的三相调压输出U0、V0、W0接三相电加热管输入端U0、V0、W0，变频器A、B、C对应接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。二、远程数据采集控制台连线内胆温度TT1铂电阻1a、1b、1c端对应接7033输入模块的第一通道的E1、S1、C1-端， 7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到三相电加热管420mA输入正端，三相电加热管420mA输入负端接到24V开关电

52、源的负端。用通讯电缆线并联接到7033、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1按上述要求连接实验系统，并打开阀F2-1、 F1-12和 F1-13,用变频器-磁力泵支路给锅炉内胆和夹套均打满水。待实验投入运行以后，用变频器-磁力泵支路再以固定的小流量使锅炉夹套的水处于循环状态。2用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7033、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将三相电源电源打开，进行实验。6 手动操作调节器的输出，并根据实

53、时曲线求得K、T和值 ，据此查表（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）确定PI调节器的参数和TI，并整定之。7设置好温度的给定值，先把调节器的输出设为手动，通过三相移相调压模块给锅炉内胆加热,等锅炉水温趋于给定值且不变后，由手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，适量增大或减小变频器的输出频率（加扰动），观察在阶跃扰动作用下锅炉内胆水温的响应过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。第五节 锅炉夹套水温定值控制系统一、THJ-2对象连线三相电源输出U

54、、V、W对应接三相SCR移相调压装置的三相电源输入U、V、W，三相SCR移相调压装置的三相调压输出U0、V0、W0接三相电加热管输入端U0、V0、W0，变频器A、B、C对应接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。 二、远程数据采集控制台连线夹套温度TT2铂电阻2a、2b、2c端对应接7033输入模块的第一通道的E1、S1、C1端， 7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到三相电加热管420mA输入正端，三相电加热管420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7033、7024的485通讯接口，再通过485/

55、232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1按上述要求连接实验系统，并打开阀F2-1、 F1-12 和F1-13,用变频器-磁力泵支路给锅炉内胆及夹套打满水。待实验投入运行以后，用变频器-磁力泵再以固定的小流量使锅炉内胆的水处于循环状态。2用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7033、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5. 启动对象总电源，将三相电源电源打开，进行实验。6手动操作调节器的输出，并根据实时曲线求得K、T和值 ，据此查表（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）确定PI

56、调节器的参数和TI，并整定之。7设置好温度的给定值，先把调节器的输出设为手动，通过三相移相调压模块给锅炉内胆加热,等锅炉夹套水温趋于给定值且不变后，把手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，适量增大或减小变频器的输出频率（加扰动），观察在阶跃扰动作用下锅炉夹套水温的响应过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。第六节 单闭环流量定值控制系统一、THJ-2对象连线将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V输入L、N

57、接至单相电源的3L、3N端。流量计电源24V+、COM-对应接24V开关电源的+、-端，并将FT1电动调节阀支路流量钮子开关拨到“ON”的位置。二、远程数据采集控制台连线将FT1电动阀支路流量（+、-）相应接到7017模拟输入模块第一通道A/I0（+、-）， 7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7033、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1按上述要求连

58、接实验系统。 2用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5. 启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6手动操作调节器的输出，并根据实时曲线求得K、T和值 ，据此查表（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）确定PI调节器的参数和TI，并整定之。7设置好流量的给定值，先把调节器输出设为手动，通过电动调节阀给下水箱打水,待管道流量趋于给定值且不变后，把手动切换为自动，使系统进入自动运行状态。8当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增

59、/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。9待系统进入稳态后，适量打开电动阀两端的旁路阀，观察在阶跃扰动作用下管道流量的响应过程。10. 通过反复多次调节PI的参数，使系统具有较满意的动态性能指标。 第六章 温度位式控制系统实验第一节 锅炉内胆水温位式控制系统一、THJ-2对象连线三相电源输出U、V、W对应接三相SCR移相调压装置的三相电源输入U、V、W，三相SCR移相调压装置的三相调压输出U0、V0、W0接三相电加热管输入端U0、V0、W0，变频器A、B、C对应接三相磁力泵（220V）的A、B、C端。 二、远程数据采集控制台连线内胆温度TT1铂电阻1a、1b、1c端对应接7033输入模块的第

60、一通道的E1、S1、C1端， 7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到三相电加热管420mA输入正端，三相电加热管420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7033、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1按上述要求连接实验系统, 利用变频调速磁力泵支路给锅炉内胆打水至最大容量的三分之二（即玻璃管红色的警戒位置）左右时停止。2用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7033、7024相应模块加上24V电源

61、。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5. 启动对象总电源，同时将三相电源电源打开，进行实验。6设置好内胆水温的给定值，让系统投入自动运行。6当系统进入等幅振荡后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察系统的输出响应曲线。第七章 串级控制系统的实验第一节 水箱液位串级控制系统一、THJ-2对象连线将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V输入L、N接至单相电源的3L、3N端。并将中、下水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT3下水箱液位（+、-）相应接到7017模拟输入模块第一通道A/I0（+、-），

62、 LT2中水箱液位（+、-）相应接到7017模拟输入模块第二通道A/I1（+、-），7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤1.按上述要求连接实验系统,将对象相应的水路打开(打开F1-1、F1-2及F1-7，且将F1-10、F1-11开至适当开度（阀F1-10的开度>阀F1-11的开度）。2.利用电缆将对象

63、和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6按经验数据预先设置好副调节器的比例度。7 调节主调节器的比例度，使系统的输出响应出现4：1的衰减度，记下此时的比例度S和周期TS。据此，按经验表（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）查得的PI参数对主调节器进行参数整定。8 手动操作主调节器的输出，以控制电动调节阀支路给中水箱送水的大小，等中、下水箱的液位相对稳定，且下水箱的液位趋于给定值时，把主调节器切换

64、为自动。 9当系统稳定运行后，突加阶跃扰动（将给定量增/减5%15%），观察并记录系统的输出响应曲线。10启动变频器-磁力泵支路，适量打开阀F2-4，观察并记录阶跃扰动作用于副对象（中水箱）时，系统被控制量（下水箱液位）的响应过程。11将阀F2-4关闭，去除副对象的阶跃扰动，且待系统再次稳定后，再适量打开阀F2-5，观察并记录阶跃扰动作用于主对象时对系统被控制量的影响。12通过反复对主、副调节器参数的调节，使系统具有较满意的动、静态性能。第二节 三闭环液位串级控制系统一、THJ-2对象连线：将三相电源输出U、V、W对应接三相磁力泵（380V）的U、V、W，将电动调节阀的220V输入L、N接至单

65、相电源的3L、3N端。并将上、中、下水箱液位钮子开关拨到“ON”位置。二、远程数据采集控制台连线将LT3下水箱液位（+、-）相应接到7017模拟输入模块第一通道A/I0（+、-）， LT2中水箱液位（+、-）相应接到7017模拟输入模块第二通道A/I1（+、-），LT1上水箱液位（+、-）相应接到7017模拟输入模块第三通道A/I2（+、-）， 7024模块第一输出通道A/O0的正端接到24V开关电源的正端，将7024模块第一输出通道A/O0的负端接到电动调节阀420mA输入正端，电动调节阀420mA输入负端接到24V开关电源的负端。用通讯电缆线并联接到7017、7024的485通讯接口，再通

66、过485/232转换器连接到计算机COM2口上。三、系统结构图四、实验步骤：1.按上述要求连接实验系统,将对象相应的水路打开(打开F1-1、F1-2及F1-6，且将F1-9、F1-10、F1-11开至适当开度（阀F1-9的开度>阀F1-10的开度>阀F1-11的开度）。2.利用电缆将对象和远程数据采集控制台连接起来。3.打开远程数据采集控制台电源，给7017、7024相应模块加上24V电源。4.打开MCGS上位机组态软件，并进入相应的实验。5.启动对象总电源，将相关电源（三相电源、单相、24V电源）打开，进行实验。6为保证本系统无静差，故主调节器采用PI控制；两个副调节器均可采用比例控制，它们的比例度可参考实验“水箱液位的串级控制系统”来设定。7调节主调节器的比例度，使之由大逐渐减小，直到系统的输出响应出现4：1衰减度为止，记下此时的比例度S和周期TS，据此，按经验表（具体见THJ-2高级过程控制系统实验指导书）计算出主调节器的比例度和积分时间常数TI。8用手动操作主调节器的输出，使电动调节阀给