水处理超滤装置控制系统的设计样本

目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 IAbstract ………………………...II1DCS系统在水解决中应用 11.1DCS控制系统简述 11.2DCS在水解决中应用 42工艺流程及控制规定 62.1课题设计工程背景及动态 62.2工艺流程及控制规定 63系统控制程序设计 103.1组态软件 103.2控制程序设计及规定 174系统运营及调试 224.1人机界面设计 224.2

运营及调试 255总结 32道谢 33参照文献 34附录 35水解决超滤装置控制程序设计摘要：超滤原理也是一种膜分离过程原理，超滤运用一种压力活性膜，在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高物质,而水和小溶质颗粒透过膜分离过程。当被解决水借助于外界压力作用以一定流速通过膜表面时，不不大于膜孔微粒、大分子等由于筛分作用被截留，从而使水得到净化。也就是说，当水通过超滤膜后，可将水中具有大某些胶体硅除去，同步可去除大量有机物等。本设计为水解决超滤装置控制程序设计，重要是采用运用Wonderware公司InTouch软件来设计人机界面以显示阀门阀检状态和开车/停车等按钮，通过组态设计实现操作员对下位机操作，以达到预定控制规定。并运用4-mation组态软件编写顺序控制程序（SFC）对系统进行控制，实现了装置中阀门有序开/停。本设计阐明书一方面简介了DCS系统在过程控制，特别是在水解决中应用，另一方面重点依照本设计课题工艺流程及控制规定，对系统使用4-mation软件进行组态来完毕预定控制规定（运用顺序功能语言SFC），然后论述了用InTouch设计好人机界面后对系统进行运营和调试，调试运营成果表白了系统运营以便灵活。核心词：超滤装置；水解决；顺序控制；程序设计ControlProgrammingforUltrafiltrationWaterTreatmentDeviceAbstract：Ultrafiltrationmembraneseparationprocessprincipleisalsoaprincipleactivityofmembraneultrafiltrationusingapressureintheexternaldrivingforce(pressure)interceptthewaterundertheactionofcolloidalparticlesandtherelativelyhighmolecularweightmaterial，whilewaterandsmallsoluteparticlesthroughhadmembraneseparation.Whendealingwiththeroleofthewaterbymeansofexternalpressuretoacertainflowratethroughthemembranesurface，largerthanthemembraneparticles，largemoleculessuchasscreeningeffectsareinterception，sothatthewaterisclean.Thatis，whenthewaterthroughthemembrane，thewatercanberemovedwithmostofthecolloidalsilica，eliminatingthelargeamountoforganicmatter，etc..ThisisadesignofcontrollingsystemforreverseUltrafiltration(UF)deviceofwaterdisposing.MainlyadopttheSequentialFunctionChartslanguage(SFC)controlthesystem，whichdesignedin4-mationconfigurationsoftware.Itrealizethatvalvesisonandoffinsequenceinthereverseosmosisdevice.AndIdesigntheMan-Machineinterface(MMI)torevealthestatusofvalvechecked，thebuttonofbeginningmachineorstoppingmachineusingInTouchsoftware(designedbyWonderwarecompany).Operatoralsocanhandlethesubordinatecomputerusingthoseconfigurationdesigns，soastoarriveatthecontroldemand.ThemanualofthisdesignintroducestheDCSsystem，whichisappliedintheprocesscontrol，especiallyinthewaterdisposing.Andthenitspecifyaccordingtothesystemreachatthecontroldemandusing4-mationsoftwaretomaketheconfiguration(usingtheSequentialFunctionChartslanguageSFC).Finally，itexplainstheMan-Machineinterfacecanbedesignedtorunanddebug，usingInTouchsoftware.Theresultsofrunninganddebuggingindicatethesoftwaresystemrunwell.Keywords：Ultrafiltrationdevice；Watertreatment；SequentialControl；ProgramDesign1DCS系统在水解决中应用1.1DCS控制系统简述随着计算机技术、通讯技术发展，DCS产品不断升级换代，至今最新一代DCS由高速实时数据网络和人机接口站(MMI)与分散解决单元(DPU)三大某些构成，是一套融计算机、网络、数据库、信息技术和自动控制技术为一体工业信息技术系列产品[1]。从70年代中期,第一代集散控制系统问世至今，由于它出从优越性,被广泛应用在石油化工冶金、炼油、电子等各行各业，发展前景辽阔。集散控制系统发展至今经历了四个时期：1975~1980年为初创期，1980~1985年为成熟期，1985年后来为扩展期,90年代进入网络开放期。初创期DCS已具备集散控制系统三大构成某些，即分散控制装置，操作装置和数据通信系统，并融入4C技术。DCS通信系统只是轮流询问方式。当时产品有HONEWWLL公司TDC，TAYLOR公司MOD3，FOXBORO公司SPECTROM，横河公司YEWPACKMARKⅡ等等。进入80年代，随着半导体技术、显示技术、网络技术和软件技术等高新技术发展，集散控制系统发展进入成熟期。第二代集散控制系统重要是系统硬件和软件不断更新，体当前系统功能得到扩大或增强，如控制算法扩充，常规与顺序控制、批量控制互相结合；操作、管理及监视范畴扩大，提高了综合管理信息能力；显示屏辨别率及色彩提高；各种微解决器技术和冗余技术应用发展；特别在数据通信方面采用局域网络，由主从式星型网络转变为对等式总线网络通信或环网通信，扩大了通信范畴，提高了转送速率。第二代DCS产品有HONEYWELL公司TDC3000、TAYLOY公司MOD300、日本横河公司CENTOM系统（A型、B型、D型）等等[2]。1987年美国FOXBORO公司推出I/AS集散控制系统，标志着集散控制系统由成熟期进入扩展期。它重要变化是局域网络方面，I/AS系统采用光带网和窄宽网符合国际原则组织ISOOSI开放系统互联参数模型，因而，符合开放系统各个制造厂产品可以互连、互通信以及进行数据转换，第三方软件也可应用，变化了过去DCS各厂自成系统封闭构造，集散控制系统由本来仅能应用发展到不但能应用并且能开发。第三代DCS产品有HONEWELL公司带有UCN网TDC3000，日本横河公司带SV-NET网CENTUMCS、CENTUMXL、CENTUMµXL等。进入扩展期集散控制系统，其网络通信功能增强了，并将过程控制、监督控制和管理调度更有机结合起来，在控制功能方面不但有常规、顺序很批量控制综合，并且增长了自适应、自整定、优化等控制算法，同步采用了专家系统、MAP（制造自动化技术）原则以及表面安装技术，为顾客提供了辽阔开发场合。90年代世界进入信息与智能时代，微电子技术、计算机技术、通信网络技术和控制技术等高新技术不断地高速发展，带来了集散控制系统突飞猛进奔腾。开放性、可靠性、互相联系、共享资源以及运营第三方软件等已成为各制造厂商生产集散控制系统原则。这时期集散控制系统一改过去工程操作站为原则PC工作站，采用通信操作软件，即WINDOWSNT/WINDOWS95或UNIX作为其软件平台，增强了DCS网络化、开放性、综合性、安全性及可靠性。这时期重要产品有大型集散控制系统，如横河公司CENTUMCS3000、三武公司INDUSTRIAL-DEC等，中、小型集散控制系统，如横河公司CENTUMCS1000、HONEWELL公司TPS系统以及三武公司HARMONAS系统等。由于时代规定和支撑集散控制系统发展自身内部冲击,即计算机应用技术发展创造必要性和第五代计算机发展，随着控制技术、计算机技术、网络通信技术、人工智能、智能仪表、集成技术等高新技术发展和各种理论完善，将来集散控制系统特点如下：A人工智能系统引入。B具备三维显示操作。这种新操作环境采用全息光显示和仿真立体装置，用激光技术和全息光显示接触空间相结合，采用集中特大扫描显示系统产生图像和信息，运用音频输入技术，操作人员可以用发言方式直接和控制系统对话，同步也采用了光轨迹辨认系统。这些高科技应用更加充实了DCS系统。C其通信技术采用光纤技术。光纤技术已广泛应用于集散控制系统通信网络，预测随着光电器件不断发展，除光纤通信技术普遍采用外，光学计算机浮现也会被竟先使用。DCS不局限于控制(Controlling)，它强调是过程解决(Processing)，包括了控制及其他某些信息解决功能。DCS可以构成各种独立控制装置、分散控制系统DCS、监控和数据采集系统(SCADA)，它可以完毕实时数据采集、过程控制、顺序控制、高档控制、报警检测、监视、操作，可以对数据进行记录、记录、显示、打印等解决。集散控制系统（DCS）分散应用于过程控制，所有信息经通讯网络由上位计算机监控，对生产过程实现最佳控制:通过CRT装置、通讯总线、键盘、打印机等对生产过程高度集中地操作、显示和报警。整个装置继承了常规模仿仪表分散控制和计算机集中控制长处，并且克服了单台微机控制系统危险性高度集中以及常规仪表控制功能单一、人一机界面差缺陷[3]。此后集散控制系统将向两个方向发展，一种方向是向大型化CIPS（ComputerIntegratedProcessorSystem）计算机集成过程系统、CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)计算机集成控制系统发展、现场总线FCS（Fieldbuscontrolsystem）控制。DCS通讯网络是以以太网为基本局域网，它主干网络采用冗余以太网，通讯速率lOMbps/l00Mbps，I/0卡件与DPU通讯采用1:1冗余10M以太网，智能远程I/0采用1:1冗余以太网与主干网连接。DCS采用了最新控制和信息技术把生产过程控制数据和信息系统综合在一起，提供了工厂管理一体化解决方案。DCS采用开放式构造，模块化技术。其合理软硬件功能配备和易于扩展性能使得DCS具备较高性能价格比，广泛应用于电站分散控制、电厂调度和管理信息系统、变电站监控、电网自动化、轨道交通、钢铁公司高炉监控、化工公司和造纸厂过程自动化。集散控制系统又称分散型综合控制系统（DCS）系统，是对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制一种全新分布式计算机控制系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，所有信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，通过CRT装置、通信总线、键盘、打印机等，进行集中操作、显示和报警。整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制长处，克服了常规仪表功能单一、人一机联系差，以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中缺陷，既在管理、操作和显示三方面集中，又在功能、负荷和危险性三方面分散。DCS不局限于控制(Controlling)，它强调是过程解决(Processing)，包括控制及某些信息解决功能。集散型控制系统层次提成如下四级：（1）现场装置管理层次直接控制级（过程控制级）在这一级上过程控制计算机直接与现场各类装置（如变送器、执行器、记录仪表等等）相连，对所连接装置实行监测、控制，同步它还向上与第二层计算机相连，接受上层管理信息，并向上传递装置特性数据和采集到实时数据。（2）过程管理级这一级过程管理计算机重要有监控计算机、操作站、工程师站。它综合监视过程各站所有信息，集中显示操作，控制回路组态和参数修改，优化过程解决。（3）产品管理级这一级管理计算机依照产品各部件特点，协调各单元级参数设定，是产品总体协调员和控制器。（4）总体管理和经营管理级这一级居于中央计算机上，并与办公室自动化连接起来，肩负起全厂总体协调管理，涉及各类经营活动、人事管理，等等。1.2DCS在水解决中应用集散控制系统（DCS）是一种以微解决器为分散型综合控制系统，DCS系统综合了计算机技术、网络技术通讯技术、自动控制技术、冗余及自诊断技术，采用了多层分级构造，合用当代化生产控制与管理需求，当前已成为工业过程控制主流系统。在莱钢轧钢厂中小型车间水解决自控系统采用了浙大中控SUPCONJX-300XDCS系统，把计算机、仪表和电控技术融合在一起，实现了数据自动采集、解决、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能，并对重要工艺参数形成了历史趋势记录，随时查看，并设立了安全操作级别，既以便了管理，又使系统运营更加安全可靠[4]。在这里水解决自控系统运营在WindowsNT环境下，拥有NT更多功能，灵活易用，并且算法丰富，组态以便。系统由工程师站、操作站、控制站、过程控制网络等构成。配备灵活是DCS特点，顾客可依照需要，对卡件、网络进行冗余、某些冗余或不冗余选取，在保证系统可靠，灵活基本上减少顾客费用。配备如下：（1）系统配备依照水解决系统规模，系统设计了1个控制站，1个工程师站兼操作站。控制站是系统中直接与现场打交道I/O解决单元，完毕整个工业过程实时监控功能。工程师站兼操作站涉及工控PC机、彩色显示屏、鼠标、SCNET2网卡、专用操作员键盘、打印机等。在此机器上可完毕系统组态维护、实时兼控等功能。控制站内部以机笼为单位，本系统用了一种机柜中两个机笼。机笼固定在机柜多层机架上，每只机柜最多配备7只机笼：1只电源箱机笼和6只卡件机笼（可配备控制站各类卡件）。水解决过程控制网络采用Scnet2网络，Scnet2网络连接系统工程师站、操作站和控制站，完毕站与站之间数据互换。Scent2可以连各种Scent2子网，形成一种组合构造。Scent2网络又叫过程控制网，采用了双绞线高速冗余工业以太网作为其过程控制网络，连接操作站、工程师站与控制站等，传播各种实时信息。控制站网络又叫SBUS，采用主控制卡指挥式令牌，存储转发通信合同，是控制站各卡件之间进行信息互换通道。每个Scent2网理论上最多可带1024个节点，最远可达10000米。（2）控制站性能每个机笼最多可配备20块卡件，即除了最多配备一对互为冗余主控制卡和数据转发卡之外，还可以配备16块各类I/O卡件。水解决系统控制站重要配备如下：主控制卡1块（SP243X）；模仿量输入摸板（SP313X）；数字量输入摸板（SP331）；数据转发卡（SP233）；数字量输出摸板（SP243X）；模仿量输出摸板（SP233）。主控制卡必要插在机笼最左端两个槽位。在一种控制站内，主控制卡通过SBUS网络可以挂接8个IO或远程IO单元（即8个机笼）。主控制卡是控制站核心，可以冗余配备，保证明时过程控制完整性。主控制卡高度模块化构造，用简朴配备办法实现复杂过程控制。（3）网络配备SUPCONJX-300XDCS系统采用高速工业以太网SCent2作为其过程控制网络，它直接连接了系统控制站、操作站、工程师站，通讯接口单元是传送过程控制实时信息通道，具备很高实时性和可靠性，通过连接网桥，SCent2可以与上层信息管理网或其她设备连接。过程控制网络SCent2是在10baseEthernet基本上开发网络系统，各节点通讯接口均采用了专用以态网控制器。数据传播遵循TCP/IP和UDP/IP合同。SCent2通讯介质、网络控制器、驱动接口等均可冗余配备，在冗余配备状况下，发送站点（源）对传播数据包（报文）进行时间标记，接受站点（目的）进行出错检查和信息通道故障判断、拥挤状况等解决；若检查成果对的，准时间顺序等办法择优获取冗余两个数据包中一种，而滤去重复和错误数据包。而当某一条信息通道浮现故障，另一条信息通道将负责整个系统通信任务，使通信依然畅通。在保证高速可靠传播过程数据基本上，Scnet2还具备完善在线实时诊断、查错、校错等手段。系统配有Scnet2网络诊断软件，内容覆盖了网络上每一种站点、每一种冗余端口，每一种部件。网络各构成某些经诊断后故障状态被实时显示在操作站上以提示顾客及时维护[5]。2工艺流程及控制规定2.1课题设计工程背景及动态随着工农业生产发展和人口增长，各种生活、生产活动对水环境所导致污染正在不断加剧，工业发达城乡和乡镇工业集中地区附近水域污染尤为突出。水资源紧缺及水污染严重，已成为当前人们关注问题，污水解决问题迫在眉睫。反渗入是渗入一种反向迁移运动，是一种在压力驱动下，借助于半透膜选取截留作用将溶液中溶质与溶剂分开分离办法，它已广泛应用于纯水制备、苦咸水海水淡化等领域。反渗入膜作为反渗入制水设备中核心部件，将原水中无机离子、细菌、病毒、有机物质及胶体等杂质去除。反渗入膜水解决技术是一门崭新跨学科实用化技术，被公以为是当代最有前程高新技术之一，特别合用于废水解决。鉴于当前生产过程中广泛应用DCS系统，作为工业自动化方面毕业生，无论在科研、设计院、公司工作均有必要理解过程控制发展方向，熟悉DCS系统设计办法。本次所完毕就是用DCS系统控制水解决反渗入装置[6]。2.2工艺流程及控制规定本此水解决系统重要涉及超滤水箱、水洗某些、增压泵、阻垢剂投加某些、高压泵、5μ精密过滤器、RO膜元件以及各种显示仪表和控制阀门等。反渗入装置是在具备十几毫米并带支撑物纤维丝上敷设一层薄膜，水流经此膜时可将水中不大于5μm化合物滤掉，剩余水质中只有阴、阳离子等物质，然后再进入阴阳混床中进行解决。RO膜为系统心脏，操作与维护是RO系统正常运营核心，为了发现潜在问题，需对系统运营数据定期分析。高压泵提供膜组件所需产水量和水质压力。本次设计水解决反渗入装置设计制水能力为220m³/h，重要由四套超滤装置和两套反渗入装置构成。超滤装置产水能力为4*76m³/h。水解决装置生产过程中，需要实现系统监控，同步规定有序控制整个装置阀门导通和监控，是一种典型时序控制。系统匹配能力工艺流程水量平衡图2-1。图2-1系统工艺流程水量平衡图2.2.1超滤装置启动在保证UF解决系统已正常运营状况下，超滤装置启动分为初次投运和停运后启动两种状况。串洗分四组，启动时需要气水洗或水洗一遍，只能逐组启动，不容许两组或两组以上同步启动。2.2.2超滤装置初次投运初次投运采用现场手动与控制室点动结合办法进行，一方面对四组UF浓水管排气，再制水对UF水箱清洗并使其水位达2m，然后逐组进行30min水冲洗后即可投入正常运营，详细环节如下：初次投运准备a把UJ0301清洗干净，并且打开其手动排污阀。b检查系统其气动阀门所有处在关闭状态，并打开四组超滤装置浓水总管上手动排气阀。c打开超滤系统内部收有手动阀门，打开UJ0301a,b进口手动阀门。d打开KV-101A、B、C、D至浓水总管上排气阀中均匀水流出，表白四组浓水管中已无气体后关闭四组手动排气阀门。e打开KV-102A、KV-102B、KV-102C、KV-102D，启动UJ0301a。f30S后打开UJ0301a出口手动阀，打开KV-103A、B、C、D。g30分钟后，关闭UV0301手动排污阀。h在UV0301液位达到2.0米后备用。(2)初次投运启动a启动UJ0302a，30S后开KV-108A。b关闭KV-101B、KV-102B、KV-101C、KV-102C、KV-103C、KV-101D、KV-102D、KV-103D。c打开KV-107B和KV-104B，冲洗30分钟后关闭KV107B和KV104B。d打开KV-101A、KV-102A、KV-103A。e打开KV-101C、KV-102C、KV-103C,C组正常运营。f打开KV-107D、KV-104D，冲洗30分钟后关闭。g打开KV-101D、KV-102D、KV-103D，D组正常运营。h打开KV-107A和KV-104A，冲洗30分钟后关闭。i打开KV-101A、KV-102A、KV-103A，A组正常运营。j按A组自动启动程序按钮，系统进入以A组为领头组别依次气水洗串洗及正常产水程序。k通过A、B、C、D四组进水、产水管上手动阀门分别手动调节各组流量满足工艺规定，即各组进水流量、浓水流量、产水流量分别控制在152m3/h、76m3/h、76m3/h左右。2.2.3停动后启动停动后启动分四组全停四组逐组启动及四组中至少有一组运营状况下其他组别启动两种状况。四组全停状况下首组启动按下列顺序采用控制室点动启动，其过程如下：如先启动A组：a关KV-102A、101A、103A，开KV-105Ab在PI105=0.25Mpa时，开KV-104A及UJ0302ac20S后关KV-105A,开KV-106Ad10S后关KV-106A,开KV-107A、KV-108Ae1分钟后，关KV-107A及KV-104Af延时5min关UJ0302a及KV108Ag开KV-101A、102Ah打开UJ0301a，压力上升后启动出后阀。2.2.4超滤装置停运超滤装置停运指超滤装置停止产水并退出系统。操作人员依照现场状况，可实行一组或数组停运。由于UF是RO前级解决。UF运营组数应与RO启动组数能力相匹配，否则应先停相应组数RO装置，再依次停UF组别。在停运最后一组时，注意UF水箱液位与否达到2.0米，若不到暂时不断该组，至液位达到2.0米时停运。最后关闭UJ0302a及KV108A，关闭UJ0301a及其进出口手动阀门。最后检查，系统所有阀门所有处在关闭状态。UF解决系统即管道混合器进口至PIC122出口阀门所有关闭，还原剂投加汞及蒸汽进口阀均关闭。2.2.5系统能力匹配注意事项A启动一组RO系列，UF装置必要有两组处在运营状态。两组以上UF运营时，可通过每组UF产水管上手动阀调节其单套产水量，以与其能力相匹配。B启动二组RO系列，UF装置必要4组均处在运营状态，当其中一组需维修或化学清洗时，可调节别的3组UF产水量至每套98m³/h，但不容许长期如此运营；两组UF同步停运，则应停运一组RO系列。C由于一二级除盐水箱均为800m³，共1600m³，为保证220m³/h二级除盐水箱供水量，系统调节时间如下：aUF停运两组或RO停运一组，可维持对外供水12小时。bUF四组或RO两组全停，可维持对外供水6小时。cUF停运一组，RO可开二组，但停运组UF系统应在24小时之内检修完毕。3系统控制程序设计3.1组态软件本次系统设计所用组态软件为4-mation仿真组态软件，4-mation（MOORE产品公司一种软件商标名，其含义是四种组态语言结合）是一种软件包，用于APACS系统组态。应用场合为实时过程控制，涉及持续生产过程、批量间歇生产过程以及类似连锁保护控制等离散状况。它是一种图形，以Windows为基本工具。考虑到还没有一种编程技术能满足所有过程控制应用项目和工业需要，4-mation提供是一整组组态工具，而不是只支持单一种技术。这组态工具是用于过程控制四种不同编程语言，它们分别是：功能块FunctionBlock；梯形逻辑LadderLogic；构造文本StructureText；顺序功能图SequentialFunctionCharts。这些语言是用图形格式来实现，因而易于学习，操作直观以便。在任何一种组态中，可包括上述四种语言之一或者它们组合[7]。3.1.1软件及硬件平台4-mation基本硬件平台是IBM（或兼容PC机），运营MS-Windows3.1及以上操作系统；典型最低规定是：一种386/20MHz微解决器及8MBRAM。其他可选硬件平台是工业计算机模件（ICM）。ICM是一种工业包装，IBM兼容PC机，其尺寸适配于MODULRAC原则架。ICM涉及有一种486/50MHz微解决器，16MBRAM和一种120MB硬盘驱动器，支持任何原则键盘及监控器，以及其他外围设备。4-mation是用强化版本“C”编程语言（C++）写成。因广泛使用“C”语言，结合MOORE产品公司软件编程技术，使得4-mation有潜力可以使用于许多硬件平台。当前，4-mation合用于MS-Windows，并能正常进行工作，使它亦能合用于其他操作系统[8]。3.1.2组态分层构造APACS变成技术使用组态层，容许组态组织按各级功能进行，这些级从上到下为：A系统级ThesystemLevel；B源级TheresourceLevel；C程序级TheprogramLevel；D派生（衍生）功能块级TheDerivedFunctionBlockLevel。4-mation组态软件最基本构成为32*32页（sheet），它是Windows环境中一种窗口，从上到下为1至32，横行为从左到右为A至AF，行列交叉点称为单元。一种单元可以包括单一信息，这样就有32*32=1024个离散单元贮存信息。每个变量，连接线及功能块输入，输出节点等都要占有一种单元。显然，对于一种系统组态程序，普通大大地多于一种单页，同步还要综合各种语言。因而，4-mation提供了建立和编制更多程序页办法，其办法是使用派生功能块。由顾客为一种派生功能所占用单元提供另一种32*32子页。每个子页可依照需要提供更多子页。在一种组态分层构造中，某一特殊页相对于低它一层几种子页而言是父页。然而这几种子页有可以成为其他几种子页父辈。如此类推，通过这种分层构造，可完毕一种大系统及混合编程语言组态。每页解决顺序为先从上至下，一条一条地进行；然后从左至右移动。换句话说，A1单元执行后，接着是A2，A3……，A32；然后是B1，B2……，B32直至AF32单元。若遇到派生块，则它子页被扫描，一旦完毕后，又返回到父页继续执行。3.1.34-mation组态本章讲述4-mation工作时应遵循环节。所有饿组态功能都是通过图符条，下拉菜单及程序对话框来实现。这里简介如何选用恰当菜单及对话框来完毕所盼望任务。如前所述，APACS编程技术使用组态层，这些层次从顶究竟是：系统层资源层程序层派生功能层每次一种组态开始或打开时，顾客在这些层次中移动。掌握层次间互相作用对组态操作是必要。A系统层系统层呈当前顾客面前是模块树（ModuleTree），它是打开一新或已存在组态第一幅屏幕。当建立一新系统组态时，构造模块树是必要完毕第一件事，它是整个系统基于核心屏幕。1）系统模块树系统模块树可使用图解地查看系统中所有模块位置，它展示了由组态所控制硬件物理位置。系统可包括一种机架或扩展到各种机架，每一模块树是又资源模块（例如ACM，ICM等），I/O模块（例如SAM，RIM，VIM等）或及其他通讯，供电模块构成。每一资源模块是一条分支，组织在资源模块下I/O模块以缩格形式浮现。资源模块驻留在M-BUS上，而I/O模块驻留在IOBUS上。树中左上段节点代表系统名（当一方面打开一新组态时输入名称），树中所示线条展示了MODULNET，MODULNET及IOBUS。MODULNET是在系统名右下一种标记，节点得志列在这里且相应于恰当设立MBX。连在节点上M-BUS是另一种标记，它涉及ACM机架及插槽得志和模块类型及其资源名称。用以描述ACM物理位置。IOBUS是在模块ACM右下标记，它涉及机架及插槽得志和模块类型名。用以描述每个I/O模块物理位置。代表模块总线上节点框中“+”号，批示该模块有子块，把节点用鼠标点一下可展开这些子块。当一种节点扩展时，节点中“+”号变成“-”号。2）系统模块树建立当前讨论如何离线地开始一种新资源组态，涉及系统创立和模块树建立。B资源层模块树（ModulTree）只是显示了系统硬件布置组态。当前开始资源模块（ACM控制模块）组态，以实现各种方案，系统资源模块组态是从源网络树开始。资源层组态：在系统模块树中，用鼠标在要组态资源块上双击，资源源网络树浮现了，显然，该源网络资源名就是模块树中输入资源模块时定义名。由于顾客还没有组态，源网络树打开后，只有一种RESOUREC-BLKS层，这是系统自动生产。一旦顾客组态完毕，源网络树就自动形成[9]。双击源网络树中资源名，一方面浮现是32*32资源页，值得注意是，尽管原则功能块是组态语言中通用元素，但此时不容许直接放在资源页上，只有程序块是唯一容许出当前一资源页上组态元素，其目是将资源组态任务提成较小某些。有两种类型程序块：1）I/O扫描（预先定义）2）顾客定义由于只有程序块是容许出当前资源页上，所有顾客组态必要放在顾客定义程序块内，每一资源组态必要以一顾客定义程序块开始，固然也可以运用预先定义整体I/O扫描和某些I/O扫描程序块。C程序层由前述可知，在资源页上只有程序块，是没有原始组态。为了完毕控制系统组态，需要转换到一种新32*32程序页，在该页上，它们可以运用原则功能块、顾客定义块及派生块和其他元素。普通来讲，它们也不是把最原始组态放在程序页上，一方面是空间有限，另一方面是为了机构清晰，普通是采用派生功能块。为了系统地完毕一种控制组态，程序设计者应当预先有一种完整、清晰总体设计方案及层次构造，什么地方运用派生功能块、顾客定义块，采用何种语言，这样编程设计才层次分明，构造完整；同步便于修改和查找。APACS组态是严格规定按照从上至下组态层次。在程序页中，大量地应用着派生功能块，以扩展组态空间，使设计模块化。3.1.44-mation组态软件使用4-mation在离线或在线方式中运营。离线方式提供常规组态环境。在线方式则呈现运营中组态，同步提供故障解决和测试工具。这意味着一种软件包可以被用来组态、测试、起动、及维护，避免了对软件重新学习。A打开或建立系统文献（1）选取“文献/打开File/Open”菜单项，浮现如图3-1所示“打开系统”话框；图3-1打开系统对话框（2）选取“online”在线选项按钮（缺省值）；（3）点“OK”按钮，浮现系统模块树如图3-2所示；图3-2新建系统模树块（4）在file母菜单中选取Object/Item,可以修改自定义名字，如图3-3。图3-3修改自定义系统模块树名B增长资源模块建立模块树时，一方面应把控制模块按原则模块架上位置组态好，其环节为：（1）将光标放在模块树系统名上，从页底部图符条中选取“增长ADD”F1图符，浮现了“硬件模块HardwareModules”对话框；（2）选取所需要资源模块（各种类型已列出）；（3）增长节点，机架及插槽地址；（4）给该资源一种名称；（5）在冗余组框中选取所要冗余类型；注意：1、对PeertoPeer冗余（仅ACM冗余），ACM必要为奇编号插槽。2、对NodetoNode冗余（全冗余），ACM必要为偶编号节点上。（6）选取“OK”命令按钮，当前模块树引导框中有“+”号；（7）重复（1）到（6）步，增长各种资源。小心选取恰当节点，机架及插槽地址，以及冗余类型和资源名；（8）在“+”号中点一下，直到资源展开出当前模块树中。C指定I/O模块到ACM上（1）将光标放置在指定增长I/O模块ACM上；（2）选取“增长ADD”F1图符以增长I/O模块（EAM、IDM、VIM等）；（3）选取所要I/O模块；（4）指定系统地址（节点机架、插槽），在“检查Check”命令按钮上点一下来确证指定地址没有被使用；（5）点“OK”按钮；（6）重复第（2）到（5）步，直到所要I/O模块都加入为止。D编辑模块树在某些状况下，已组态模块树是可以编辑。（1）模块树中给一资源改名a将光标放在要改名资源上；b选取“编辑目的/项目Edit/Object/Item”菜单项；c在资源名编辑框中输入新名称；d在“OK”命令按钮上点一下，完毕了更换新资源名。（2）模块树中给一模块再定地址a将光标置于重新拟定地址模块上；b选取“编辑目的/项目”菜单项；c在系统地址区域中输入新地址；d点“OK”命令按钮完毕操作。（3）从模块树中删除一模块a将光标置于要删除模块上；b按DEL键。值得注意是删除该模块前，必要一方面清除该模块组态。例如要删除I/O模块，必要一方面清除该模块组态通道。E建立一种程序块（1）在资源页上，从图符条中选取程序图符F2（PROGRAM）；（2）将光标放在盼望单元位置，将“功能块类型FunctionBlockTypes”对话框打开了，在“类型Types”选项中选取“程序Program”；（3）在“建立Create”命令按钮上点一下。将打开是“功能块阐明FunctionBlockDeclaration”对话框（4）在“功能块类型FunctionBlockType”编辑框中输入程序块类型名。如果不需要输入和输出，跳到第13步，双击prom1；（5）选取“输入Inputs”选项按钮；（6）在“I/O名称I/OName”编辑框中输入该输入节点名称；（7）用右上部选项按钮来选取输入数据类型。类型出当前“I/O数据类型I/ODataType”编辑框中；（8）在“添加ADD”命令按钮上点一下，该输入出当前输入清单中，重复第6到第8步直到所有输入节点都加进去为止；（9）选取“输出Outputs”选项按钮；（10）在“I/O名称”编辑框中输入该输出节点名称；（11）用右上部选项按钮来选取输出数据类型，类型出当前“I/O数据类型”编辑框中；（12）在“添加”命令按钮上点一下，该输出出当前输出清单中。重复第10到12步直到所有输出节点都加进去为止；（13）在“OK”命令按钮上点一下。所生成程序作为一种成员出当前3-4所示“程序块类型”对话框中；（14）在“功能块类型”对话框中在“选取Select”命令按钮上点一下。新程序块将出当前光标所在程序块页上[10]。3.2控制程序设计及规定控制程序设计规定涉及如下：（1）停车程序（涉及A组和B组程序设计方框图）（2）渗入表面冲洗程序（涉及A组和B组程序设计方框图）（3）反渗入正常运营程序（涉及A组和B组程序设计方框图）依照控制规定，本系统逻辑控制程序用4-mation组态软件中梯形逻辑来编写反渗入停车程序，以及用顺序功能图来编写正常程序。梯形逻辑编程提供老式梯形逻辑网技术，得到高性能离散量控制和联锁（反渗入停车程序见附录中）[11][12]。顺序功能图（SFC）语言，使顾客能用图解办法来定义一种顺序。步是SFC基本构成块。它有两种形式：一种初始步以及一种步。一种初始步拟定一种图表起始点，同步给它指定一种名称。如图3-4所示就是一种初始步。图3-4一种SFC初始步例子离散变量动作，这种类型动作符号有两字段。第一种字段是动作限定词（qualifier），第二个是布尔量自身。布尔量自身可以用在组态此外一处，或者可以直接视为一种输出通道。动作限定词拟定：当某些步操作时，对布尔量会发生什么事。离散变量动作例子见图3-5。图3-5离散变量动作例子动作变换将现行操作步传送到图表一步。两个变换不应相连，总是由一种步分开。每个变换有一种它所关联条件。这里就以A组正常运营控制程序为例进行分析阐明，其程序设计方框图如图3-6所示。同步也列举了某些程序清单进行。图3-6反渗入运营控制程序设计方框图例：用4-mation组态软件编写反渗入正常运营程序清单：在程序中，“S”表达是阀门或泵“开”，“R”表达是“关”，“D”表达是“延时”。两步中间表达是条件，表白下一步是在条件满足时才往下执行。程序设计完毕后,要进行系统调试，才干懂得设计与否符合规定。在资源页打开On-Line中变量控制栏中不断赋予新值，变化变量[13]。在运营状态下观测成果与否与控制规定符合。如果不符合对组态进行修改。这个菜单选取进入变量控制对话栏，它可以对组态，参照，变量进行控制。这些变量可以是不激活，激活或修改。一方面选取变量然后选中变量控制对话栏，就会看到变量名，变量类型，变量值显示在对话栏。变量名字或软件清单通过名字编辑栏选取写入按钮输入。这个功能仅仅只能在在线形式下修改。如果选取变量是步尔类型，TRUE就可通过TRUE按钮输入，FALSE则用FALSE按钮或可以使用脉冲按钮。

4系统运营及调试前面几某些简介了DCS在水解决中应用及系统工艺流程及控制规定，进行了系统控制程序设计，当前就依照前所述规定及设计程序对系统进行人机界面设计及对系统运营和调试状况进行分析阐明。4.1人机界面设计4.1.1InTouch设计软件简介及其使用InTouch是美国Wonderware公司开发，世界上第一种集成。基于组件MM系统-Factorysuite中一种核心组件。它具备世界领先HMI(人机接口界面)和面向对象图形开发环境，便于高效、快捷地配备顾客应用程序。

人机界面采用VISION软件，除了完毕其她界面功能外，在流程图上，还显示了所有阀门阀驱动信号和阀检状态，步长，当前步时间，当前步序，合计循环次数，延时时间，以及开车/暂停，延时，清零，阀驱点动等按钮，通过组态设计实现操作员对下位机操作，达到系统控制规定[14][15]。A

InTouchwindowmaker简介Intouchwindowmaker是应用程序产生工具。她不同于其她软件所采用字符图形或像素图形，而是采用了面向对象图形技术。

Windowmaker有三种基本简朴对象：线，填充图形和文本，每一种简朴对象类型都会影响她显示，这些属性涉及线颜色，填充颜色，高度，宽度，取向等等，它们可以是静态，也可以是动态。静态属性应用层序操作过程种是不可更改，而动态属性与表达式值有关联，当表达式值变化时，就会引起动态属性变化。例如，对象填充颜色可以与离散表达式值有关联，当表达式值为真时，可以填一种颜色，当她为假时，又可以填一种颜色，简朴对象大多数属性都可以设为动态，对象可以有各种动态属性，这些动态属性可以组合已达到所需效果[15][16]。（1）线：一条线是由一种或各种类型线段构成对象。颜色是可链接属性，线宽度和样式则是不可链接属性，但可以被设立为缺省属性。（2）填充图形：填充图形是一种二维图形，它是由线保卫起来一种封闭区域。涉及矩形，圆角矩形，圆，椭圆和多边形。填充图形属性涉及：线颜色，线度，线样式，填充颜色，填充颜色比例，高度，宽度，位置，可见性，取向和大小。（3）文本：文本是由一行字符串构成对象。文本属性涉及：字体，大小，颜色，粗体，下划线，斜体，对齐方式，可见性和位置。（4）复杂对象：除了简朴对象，InTouch支持复杂对象。（5）位图对象：位图对象使操作者能将图拷贝并贴入信用程序中。趋势图

趋势图是一种矩形绘图区，它用图形表达了一种或各种变量随时间变化，InTouch有实时趋势显示良种趋势对象。（6）符号：符号是操作者定义简朴对象（线，填充图形和文本）组合，并且被当作一种单独对象解决。符号属性任何变化，不论了windowmaker中静态属性变化，还是windowmaker中动态属性任何变化，都会影响符号中所有组元。同样，在windowmaker中，填充颜色选项也会变化所有组元填充颜色。填充颜色可以通过工具箱选定。一种符号制作是通过选定两个或各种对象，然后激活“安排|组合”符号命令来完毕。如果在组合成一种符号之前，组元对象具备不同属性，并且在构成符号之后这些属性也为被变化，那么对同一种属性，一种符号组元对象可以具备不同值。双击一种可激活“特殊功能｜动画制作链接”命令，以定义符号动画属性。选中符号并拖动手柄可以缩放一种符号，符号中文本也可以通过使用“文本｜缩小字体”或“文本|放大字体”或工具箱中工具来重定大小[17]。（7）单元格：单元格是两个或各种对象，符号或其她单元格集合。单元格中各对立图形元素之间保持固定空间位置关系，单元格中每个组元都可以有它自己链接。单元格用于创立虚拟设备，如游标控制器。一种单元格制作是通过选定两个或各种对象，符号或单元格，然后选取“安排|分解单元格”命令来完毕。一旦一组对象被组合成一种单元格，她内部属性，如颜色，大小，动画链接等就不能再更改，唯一办法是使用“安排/分解单元格”命令将其分解。在windowmaker中，通过链接操作可以再重新生成单元格。当创立各种相似“设备”以“连接”到不同标记名时，单元格是非常有用。双击单元格可激活”特殊功能|代替标记“命令，可将前面创立单元格再制连接到一种新标记名上。（8）向导：向导在应用程序开发过程中很容易使用和配备。选取一种向导，将其贴入窗口，然后双击它，就会弹出一种配备对话框，其中包括了配备向导所需项控制段。开发复杂向导可以提供幕后类型操作，入创立完全显示窗口，创立活转换数据库，输入Autocad图形以及诸如Intouch配方管理器和SPC附加程序等其她应用程序。向导可以被看作是一种大多数状况下可缩放和配备“智能单元格”。当选定一种向导时，她四周会浮现一种大方形手柄，拖动其中一种手柄可以检查该向导与否可以缩放，如果向导大小不变，那么它就不可缩放，如果双击一种向导，但没有弹出对话框，那么该向导是不可配备。选定向导并选取工具箱中“安排|分解单元格”命令，可以将向导分解为原始组元[18]。B

Windowmaker工具箱Windowmaker工具箱所包括工具可用来创立和操纵对象，或在应用程序窗口内执行其他功能。Windowmaker工具箱是动态。因而，当单击某一工具时，它将凹进，并关于它阐明将出项在工具箱下面消息区。一旦选定了一种对象，并操作者在窗口内单击鼠标，工具箱中那些功能可用于所选对象工具将被激活并凸出。普通windowmaker中只要有一种打开窗口，工具箱就是可见，但可通过“特殊功能/显示/隐藏工具箱”命令而隐藏。但放大或缩小议对象大小，可按住“shift”健使对象纵横比不变。在缺省状态，一种被画并选中对象大小信息将显示在工具箱下面。但光标位于工具箱工具上时，关于此工具阐明将在消息处浮现。但光标位于窗口空白区，将显示它位置。“工具箱配备”对话框可以通过“特殊功能|配备|工具箱命令或通过工具箱控制菜单来访问[15]。4.1.2用InTouch软件画流程图一方面进行标记名字典定义。在InTouch中，数据重要氛围内存型和I/O型。其中，内存型数据为InTouch程序内部定义变量（如年，月，日），I/O型数据来源普通为其他计算机结点或本机运营其他程序（如I/OServer），生产现场合有数据就是I/O型，若要在操作站动态画面上显示，就必要在标记名字典中定义，且与控制站内部地址一一相应。本次设计数据为I/O型数据。咱们可以设计许多操作画面，涉及流程画面图、报警画面、流量和液位趋势图画面、PID调节画面、退出和登陆画面、监控数据显示画面等。工艺人员能构造操作画面上直观地看到工艺流程，能及时发现异常现象[19]。对重要阀门设立了手动开关按钮，可以在控制室内手动开关重要阀门，保证系统安全运营。所有工艺操作度可用鼠标在相应画面上进行，操作以便，界面和谐。各阀门开关状态在画面上用不同颜色区别，即绿开红关。在InTouch中设立调节画面，画面上除保存KMS面板上各项功能外还设立了趋势画面，通过调用趋势图可进行参数整定及查看各参数历史。本次系统中流程图在画图过程中由于一种画面放不下，就设立了两个画面。因此，在动态链接时，就要设立“显示下一种”按钮等，详细在下一节中动态链接中涉及，此处就不再赘述了。4.2

运营及调试4.2.1程序与流程图链接A

DDE简介组态软件要与人机界面进行连接才干更好完毕控制规定。4-mation与InTouch之间是通过DDE动态链接进行。通过它，咱们将定义各个阀门，以保证整个模仿过程正常运营，达到咱们所要成果。DDE是动态数据互换（DynamicDataExchange）缩写。DDE是由微软设计一种通讯合同。它容许Windows环境下应用程序彼此间发送，接受数据和指令。它在两个正在运营程序间实行客户机/服务器方式。服务程序可以提供数据并且接受其他需要数据程序祈求。发祈求应用程序叫客户机程序。某些应用程序（如InTouch和MicrosoftExcel）可以同步作为客户机或服务程序[20]。[14]祈求数据可分为两种类型：一次性和永久性数据联链接。使用一次性祈求，客户机程序向服务程序祈求数据一种“快照”。一次性祈求一种离子是一种正在运营“生产报告”宏指令程序。（例如Excel）这个宏指令将为另一种程序打开一种通道，祈求指令数据，然后关闭通道，使用这些数据来产生一种报告。永久性数据连接被叫做“热”连接。当一种客户机程序和其他程序建立了一种热链接时，它规定服务程序在某一项数据值变化时告知客户机。永久性数据链接始终有效，直到客户机或服务程序中断链接或对话。InTouch提供一种能力来定义DDE类型数据库中数据点（标记名），通过DDE，可以从其他Windows程序中持续获得这些数据点。为InTouch提供数据趁许必要支持DDE合同。支持DDE一种流行程序是微软Excel电子表格程序。InTouch可以从Excel电子表格中读取值或将值写入Excel中。Excel也可以从InTouch运营数据库中读取值或将值写回数据库中。这种互换在两个正在运营程序间实时发生[21]。无论何时，源端数据值发生变化，远程获取数据值会自动更新。这种能力可用来配备这种超级程序，这种程序普通涉及两个或更各种交互操作程序。例如：创立一种电子表格，在一种产品生产过程中进行优化运算。电子表格通过从InTouch数据库中读取值来获得数据，这些值也许来自现场控制器中或传感器中。然后，InTouch再从电子表格中读回成果，以优化值来控制不同产品参数。B

DDE地址命名办法普通DDE合同使用三某些名称来辨认一种数据元素，它们分别是：应用程序名，主题名和项名。要想从其他程序中获取数据，客户机程序通过指定这三项打开一条与服务程序间通道。为了让InTouch能从其他程序中获取数据，必要懂得提供数据应用程序名，涉及数据值应用程序主题名和主题内某一项名。此外，InTouch还需要懂得数据类型：离散型，整形，实型（浮点数）或文字型（字符串）。当在InTouch数据库中定义标记名时，它将自动执行所需要动作来获取和维护这个项目值。当另一种Windows程序需要InTouch数据值时，它必要懂得三个DDE地址项：1）VIEW（应用程序名）是包括数据元素运营InTouch程序。Tagname（主题名）是一种词，当在InTouch数据库中读写标记名时，普通使用它。如图4-2所示。ActualTagname（项名）是一种实际标记名，是为InTouch标记名数据字典中项目而定义。C

链接一旦一种对象或符号被创立，就可以通过动态链接赋予它“生命”，动态链接使对象或符号变化外观来反映标记名或表达式值变化。如本次设计中阀门符号，它计算机控制仪表是KV110、KV112，当它关闭显示红色，当它打开显示绿色（如图4-1所示）。阀门符号也可作成出发按钮，通过接触，来使阀门启动关闭。这些都可以通过选定对象或符号并定义其动态链接来实现。如图4-2所示。图4-1对象标记对话框图4-2

标记名字典定义对话框InTouch支持两种基本形式链接：接触链接和显示链接。接触链接容许操作者向系统输入。显示链接容许输出给操作者。数值游标或下压按钮就是接触链接例子，颜色填充，位置或闪烁链接则是显示链接例子。“显示链接”给操作者提供输出，25种类型归入下面：某些线颜色链接，填充颜色链接，文本颜色链接，对象大小链接，位置链接，填充比例链接，其他链接和数值链接。离散量表达式颜色链接中，对象或符号填充，线，文本颜色属性可以链接到离散量表达式数值上。为创立这种链接，选取对象并即或“特殊功能/动画制作链接”命令或双击对象，访问链接选取对话框，在“填充颜色”一栏，单击“离散”按钮，访问“填充颜色”离散量表达式“链接详细资料对话框。（如图4-3所示）接触链接容许对象或符号由操作者触发，运营时接触链接将被对象周边可见“接触框标记。用鼠标单击激活触敏按钮，触摸屏幕上图象（如果出没屏存在），按下选定等价键或Enter键“按键框”在对象周边时），都可激活按钮。可定义接触链接有9种类型。“接触链接”容许操作者向系统进行输入，这个输入可以打开或关闭阀门，输入新报警点，运营一种复杂逻辑脚本或文本字符串进行登陆等。这些字段通过触摸它们来激活，如果被链接对象或符号具有放置在它上面文本对象，上面文本对象将被用来显示数据值。图4-3“显示链接”界面图4-4

设立“显示下一种”对话框4.2.2对系统进行运营及调试A

组态程序运营前面一节中已经讲了由于整个流程图被分为了两个画面，因此在运营前需将两个流程图某些也链接起来，以便操作员选取。操作为：打开如图4-3界面后，在画面左下方TouchPushbuttons下选中“Action”然后在双击后弹出对话框里就可以设立“显示下一种”，（如图4-4所示）。来设立一种按钮“TEXT”（见流程图）。完毕系统控制组态程序编写以及流程图制作和动态链接后，咱们当前对组态程序进行运营。系统运营环节如下：（1）4-mation在线形式下打开编好组态程序，把程序打至在线（如图4-5）；（2）在工具栏中选取on-line点击打开“SFCControl”，并把控制方式设立为AUTO形式。（如图4-6）；（3）流程图界面窗口设立为“Runtime！”。

完毕以上3步后，程序开始链接运营，并在流程图上显示了设定了阀门开关颜色变化，展示了阀门开/关状态，进行观测和对照。通过以上操作，也发现了不少问题，有些步，不能按照预定规定执行，大体有如下几种问题：（1）反渗入停车过程中，程序混乱，完全不能按规定执行；（2）在阀门动作中可以观测到，有几种控制阀门如KV112、KV109始终处在停止状态，颜色没有变化（即没有动作）；（3）在程序中设立某个延时没有执行。图4-5系统在线显示状态B

问题纠正及调试针对以上浮现几种问题，通过教师指引及自己分析和重复调试后，通过如下方式进行相应修改：（1）透停车过程中，之前由于没有考虑到它不可以跟运营程序那样用SFC设计为循环控制，由于停车不需要循环，如果循环就会浮现程序混乱。通过仔细改正后，咱们把这个停车程序用梯形逻辑进行编写，控制信号就成了一种脉冲信号，问题就解决了。（2