1、-. z基于MCGS和智能儀表的流量比值控制系統設計總計：畢業論文27頁 表 格2表 插 圖11 指導教師 評 閱 人 完成日期*大學學士學位論文- PAGE IV -. z摘 要本文首先分析了實際工業生產過程中比值控制的意義和重要性,然后提出了流量比值控制系統的設計方案并在引入MCGS組態軟件輔助控制的根底上加以研制,最后闡述了該系統調試的原理與步驟。利用AI808 智能儀表對鍋爐的液位- 進水流量進展比值控制, 以昆侖公司組態軟件MCGS實現上位機對現場進展實時組態、監控。根據系統的工藝要求及實際需要，提出了流量比值控制的設計方案及硬件實施，著重說明了工控組態軟件在設計開發計算機流量比值控

2、制系統的應用。實際運行結果說明，系統不僅能夠實現按不同比值關系進展控制，且使主、從動量均有較強的抗擾動能力，具有一定的實際應用價值。關鍵詞：比值控制；MCGS組態軟件；AI-808智能調節器-. zAbstractThis paper analyzes the significance and importance of the actual industrial processes ratio control, flow ratio control system design and then proposed to be developed on the basis of the intr

3、oduction of the MCGS for au*iliary control, and finally elaborated the principle of the system debugging step. AI808 smart meter level of the boiler - water flow ratio control MCGS host puter in real-time on-site configuration, monitoring, the Beijing Kunlun configuration software.The design and the

4、 implementation proposal of current capacity ratio control were proposed according to the technological requirement of the systern and actual need in the paper and application of industrial control configuration software on designing and developing the flow ratio control system was highlighted. The

5、results showed that the system can not only realize the different ratio control, but also enable the main and sub momentum to have strong noise-immune dynamic ability. It has certain practical application value.Keywords: Ratio control; MCGS configuration software; AI-808 intelligent regulator-PAGE .

6、 z目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358282053摘要 PAGEREF _Toc358282053 h IHYPERLINK l _Toc358282054Abstract PAGEREF _Toc358282054 h IIHYPERLINK l _Toc3582820551 緒論 PAGEREF _Toc358282055 h 3HYPERLINK l _Toc3582820561.1 引言 PAGEREF _Toc358282056 h 3HYPERLINK l _Toc3582820571.2智能儀表的研究現狀及開展趨勢 PAGEREF _T

7、oc358282057 h 3HYPERLINK l _Toc358282058智能儀表的研究現狀 PAGEREF _Toc358282058 h 3HYPERLINK l _Toc3582820591.2.2 智能儀器的開展概況 PAGEREF _Toc358282059 h 3HYPERLINK l _Toc3582820601.2.3 智能儀器開展趨勢 PAGEREF _Toc358282060 h 4HYPERLINK l _Toc3582820611.3 組態軟件MCGS的根本原理及簡介 PAGEREF _Toc358282061 h 4HYPERLINK l _Toc3582820

8、621.4本文的主要工作 PAGEREF _Toc358282062 h 5HYPERLINK l _Toc3582820632比值控制系統 PAGEREF _Toc358282063 h 6HYPERLINK l _Toc3582820642.1工作原理 PAGEREF _Toc358282064 h 6HYPERLINK l _Toc3582820652.1.1 比值控制系統概述 PAGEREF _Toc358282065 h 6HYPERLINK l _Toc358282066比值控制系統的特點 PAGEREF _Toc358282066 h 6HYPERLINK l _Toc35828

9、2067比值控制系統的類型 PAGEREF _Toc358282067 h 6HYPERLINK l _Toc358282068比值系數計算 PAGEREF _Toc358282068 h 7HYPERLINK l _Toc3582820692.2比值控制系統的設計 PAGEREF _Toc358282069 h 7HYPERLINK l _Toc358282070系統構造 PAGEREF _Toc358282070 h 7HYPERLINK l _Toc358282071控制系統 PAGEREF _Toc358282071 h 8HYPERLINK l _Toc3582820722.3系統方

10、案設計 PAGEREF _Toc358282072 h 8HYPERLINK l _Toc3582820733 控制系統總體方案及硬件實現 PAGEREF _Toc358282073 h 10HYPERLINK l _Toc3582820743.1控制對象及工藝流程 PAGEREF _Toc358282074 h 10HYPERLINK l _Toc3582820753.2硬件實現 PAGEREF _Toc358282075 h 10HYPERLINK l _Toc3582820763.3總體方案 PAGEREF _Toc358282076 h 10HYPERLINK l _Toc358282

11、0773.4 PC機與智能調節器的連接 PAGEREF _Toc358282077 h 11HYPERLINK l _Toc358282078機與單臺智能調節器的連接 PAGEREF _Toc358282078 h 11HYPERLINK l _Toc358282079機與多臺智能調節器的連接 PAGEREF _Toc358282079 h 12HYPERLINK l _Toc358282080機與智能調節器串口通信調試 PAGEREF _Toc358282080 h 12HYPERLINK l _Toc3582820813.5控制對象及工藝流程 PAGEREF _Toc358282081 h

12、 12HYPERLINK l _Toc3582820823.6智能儀表參數設計 PAGEREF _Toc358282082 h 12HYPERLINK l _Toc3582820834基于MCGS的組態界面設計 PAGEREF _Toc358282083 h 16HYPERLINK l _Toc3582820844.1 軟件總體設計 PAGEREF _Toc358282084 h 16HYPERLINK l _Toc3582820854.2智能儀表與PC機通信軟件設計 PAGEREF _Toc358282085 h 17HYPERLINK l _Toc3582820864.3系統監控界面設計

13、PAGEREF _Toc358282086 h 18HYPERLINK l _Toc3582820875 總結與展望 PAGEREF _Toc358282087 h 22HYPERLINK l _Toc358282088參考文獻 PAGEREF _Toc358282088 h 23HYPERLINK l _Toc358282089附錄A 外文文獻譯文 PAGEREF _Toc358282089 h 24HYPERLINK l _Toc358282090附錄B 外文文獻原文 PAGEREF _Toc358282090 h 25HYPERLINK l _Toc358282092*大學學位論文使用授

14、權書 PAGEREF _Toc358282092 h 271 緒論1.1 引言隨著科學技術的飛速開展，人們對過程控制提出了更高更新的要求，在許多生產過程中，要求兩種或兩種以上的物料流量按一定的比例關系混合進展化學反響，對于物料比例的要求就變得很嚴格，如果比例不滿足要求，假設是比例失調，會導致產品的質量達不到要求，以造成損失，甚至會導致事故的發生。如在制藥過程中，為了增加藥效，需要對其中成分藥物參加注入劑，生產工藝要求藥物和注入劑混合后的含量必須符合要求的比例，否則會使藥效降低而達不到要求。研究比值控制系統是必需的，提高比值控制的精度及水平具有深遠的意義。在過程控制實驗裝置上利用AI調節器和PC

15、機構成計算機控制系統，能配合教學，完成各種較為復雜的控制實驗。此類設計方案在許多中小企業中也得到廣泛應用，具有重要的理論意義和實用價值。1.2智能儀表的研究現狀及開展趨勢智能儀表的研究現狀智能儀器的出現，很大的擴大了傳統儀器的應用領域。智能儀器憑借其體積小、功能強、功耗低的優勢，迅速地在家用電器、科研企業和工業中得到了廣泛應用。智能儀器的開展概況80年代以后，微處理器被用到儀器中，儀器前面板開場朝鍵盤化方向開展，測量系統常通過IEEE488總線連接。不同于傳統獨立儀器模式的個人儀器得到了開展等。90年代，儀器儀表的智能化突出表現在以下幾個方面：微電子技術的進步更深刻地影響儀器儀表的設計；微型機

16、的開展，使儀器儀表具有更強的數據處理能力；圖像處理功能的增加十分普遍；V*I總線得到廣泛的應用。近年來，智能化測量控制儀表的開展尤為迅速。國內市場上已經出現了多種多樣智能化測量控制儀表，能夠自動進展差壓補償的智能節流式流量計，能夠進展程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠實現數字PID和各種復雜控制規律的智能式調節器，以及能夠對各種譜圖進展分析和數據處理的智能色譜儀等。-. z 智能儀器開展趨勢(1)微型化 微型智能儀器指微電子技術、微機械技術、信息技術等綜合應用于儀器的生產中，從而使儀器成為體積小、功能齊全的智能儀器。它不但具有傳統儀器的功能，而且能在自動化技術、航天、軍事、醫療領域起到獨特的作

17、用。(2) 多功能化 多功能本身就是智能儀器儀表的一個特點。多功能的綜合型產品不但在性能上如準確度比專用脈沖發生器和頻率合成器高，而且在各種測試功能上提供了較好的解決方案。(3) 人工智能化 人工智能是計算機應用的一個嶄新領域，利用計算機模擬人的智能，用于機器人、醫療診斷、推理證明等各方面。智能儀器的進一步開展將含有一定的人工智能，即代替人的一局部腦力勞動，從而在視覺圖形及色彩辨讀、聽覺語音識別及語言領悟、思維推理、學習與聯想等方面具有一定的能力。顯然，人工智能在現代儀器儀表中的應用，使我們不僅可以解決用傳統方法很難解決的一類問題，而且可望解決用傳統方法根本不能解決的問題。(4)總結智能儀器是

18、計算機科學、電子學、人工智能、VLSI等新興技術與傳統的儀器儀表技術的結合。隨著專用集成電路、個人儀器等相關技術的開展，智能儀器將會得到更加廣泛的應用。作為智能儀器核心部件的單片計算機技術是推動智能儀器向小型化、多功能化、更加靈活的方向開展的動力。可以預料，各種功能的智能儀器在不遠的將來會廣泛地使用在社會的各個領域。1.3 組態軟件MCGS的根本原理及簡介MCGSMonitor and Control Generated System是一套基于 Windows平臺的，用于快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件系統，可運行于Microsoft Windows95/98/NT/2000等操作系統。

19、MCGS5.1為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發平臺，能夠完成現數據采集、實時和歷史數據理、報警和平安機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業監控網絡等功能。本設計在傳統的過程控制需要人工監測和人工調節的根底上,參加了MCGS組態軟件進展輔助控制,具有自動監測和自動調節功能,它能夠完成現場數據采集、實時和歷史數據處理、報警和平安機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出等。設計步驟如下:(1)建立工程工程。(2)進展設備配置。設備配置的目的是實現上下位機通訊,即實現計算機與智能儀表之間的連接。通過設備窗口配置數據采集與控制輸出連接與驅動設備用的數據變量。(3)構造數據庫

20、。要求與設備要求的數據庫一致。該窗口定義不同類型和名稱的變量,作為數據采集、處理、輸出控制、動畫連接及設備驅動的對象。(4)制作圖形畫面,在用戶窗口實現。主要用于設置工程中人機交互的界面,諸如:生成水位變化的動畫顯示畫面、報警輸出、數據與曲線圖表等。(5)定義動畫。動畫是將動畫與數據庫變量建立聯系,當數據庫變量發生改變時動畫就可以表現出來。(6)報警系統。當數據對象的值或狀態發生改變時,實時數據庫判斷對應的數據是否發生報警,并把所產生的報警信息通知給系統的其它局部。(7)運行與調試。完成以上步驟以后,先進展組態檢查通過后就可以進入運行環境調試。1.4本文的主要工作本文針對EFPT過程控制裝置中

21、的熱工模擬對象設計一個由多智能儀表和PC機構成的流量比值控制系統。采用AI-808智能調節器實現數據的采集和回路的控制，PC機主要完成顯示與打印、控制管理與操作、系統配置組態等功能；PC機通過RS232/485轉換裝置、儀表RS485串行通信接口與儀表進展通訊。軟件開發工具采用MCGS組態軟件，實現顯示與打印、控制管理與操作、系統配置等功能的組態。2比值控制系統2.1工作原理比值控制分開環比值控制、單閉環比值控制和雙閉環比值控制三種類型。開環比值控制的控制方案最簡單。單閉環比值控制系統是為了克制開環比值控制方案的缺點而設計的，這種方案的缺點是主流量沒有構成閉環控制。本系統采樣單閉環比值控制方案

22、。 比值控制系統概述比值控制系統是一種物料量隨另一種物料量而變化的自動調節系統，根據實際生產過程的不同要求，常用比值控制系統有定比值控制系統和變比值控制系統。其特點是以保持主流量F1和副流量F2比值一定為目的。比值計算塊的參數經計算設置好后不再變動，工藝要求的實際流量比值k也就固定不變；當主流量F1發生變化時，比值控制回路快速隨動跟蹤，使副流量F2=k*F1關系變化，嚴格保持F2與F1的比例關系。副回路任務是克制干擾，保證主控制器輸出設定的比值系數，而主回路的任務是保證表征產品質量指標的主被控變量恒定，在變比值控制系統中的主被控變量必須是連續可測的。比值控制系統的特點比值控制系統的特征是使兩個

23、或兩個以上物料保持一定比例關系。在要保持一定比例關系的物料中，起主導作用的物料稱為主物料，也稱為主動量，因為在過程控制中經常保持比例的參量是流量，常用Q1表示；另一種物料跟隨主物料的變化而成比例地變化，這種物料稱為從物料，也稱從動量，常用Q2表示。兩物料的比值系數可設定為K，則有：比值控制系統的類型比值控制系統生成過程中工藝允許的負荷、干擾、產品質量等要求的不同，實際的比值控制方案也不同。比值控制系統分為開環比值控制系統、單閉環比值控制系統、雙閉環比值控制系統、變比值控制系統等。1單閉環比值控制系統單閉環比值控制表示一個燃燒過程單閉環比值控制系統，主流量是燃料，副流量是空氣。FMT測量出主流量

24、并變換為標準信號，乘以比值系數K后，作為副流量控制系統中被控變量Fs的給定值。如此，可以保持主流量與副流量之間的比例關系。從系統構造外觀上看，似乎單閉環比值控制系統與串級控制系統很相似。但它們的方塊圖是不同的，功能也是不同的。單閉環比值控制系統的方塊圖如圖2-1所示。圖2-1 單閉環比值控制系統方塊圖 從圖2-1中可以看到，沒有主對象和主調節器，這是單閉環比值控制系統在構造上與串級不同的地方，串級中的副變量是調節變量到被控變量之間總對象的一個中間變量，而比值中，副流量不會影響主流量，這是兩者之間本質上的區別。2雙閉環比值控制系統在主流量也需要控制的情況下，增加一個主流量閉環控制系統，單閉環比值

25、控制系統就成為雙閉環比值控制系統，見圖2-2圖2-3 雙閉環比值系統方塊圖圖2-2雙閉環比值控制系統方框圖 雙閉環比值控制系統主要應用于總流量需要經常調整即工藝負荷提降的場合。如果沒有這個要求，兩個單獨的閉環控制系統也能使兩個流量保持比例關系，僅僅在動態過程中，比例關系不能保證。比值系數計算 流量比值與設置于儀表的比值系數是兩個不同的概念，它們都為無量綱系數，但兩者的數值是不等的。流量比值k是流量的比值，它們可以同為質量流量、體積流量或折算為標準情況下的流量。比值系數K是設置于比值函數模塊或比值控制器中的參數。2.2比值控制系統的設計系統構造比值調節系統中間過程變量計算及其控制是由計算機功能模

26、塊搭建來實現的，確定好控制方案后，在計算機里進展組態控制，選擇一些控制需要的功能模塊，如PID算法塊、Ratio比值計算塊、AO輸出塊，這些模塊的功能將代替常規儀表中的調節器、比值控制器等。最后建立組態好操作員控制界面工流程圖建立工藝流程及數據，顯示便于生產操作、報警組態及顯示、歷史趨勢線等工作。過程控制系統由四大局部組成，分別為控制器、調節器、被控對象、測量變送。控制系統針對過程控制實驗裝置中的熱工模擬對象，設計一個鍋爐進水流量跟隨出水流量的比值控制系統。要求：1使進水流量跟隨出水流量的變化。2分別對進水流量和出水流量分別進展定值控制。3采用雙閉環比值控制構造，比例系數為1，控制穩態誤差不大

27、于1%。4系統具有流程圖監視畫面、參數設置和報警功能。5系統具有實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線顯示功能。2.3系統方案設計主從流量的選擇根據系統控制要求，選擇出水流量為主動量，進水流量為從動量，構成雙閉環系統控制，系統控制方框圖如下列圖2-3所示。圖2-3比值控制系統方框圖系統采用比值控制系統，而雙閉環環控制系統則是比單閉環控制增加了主流量控制回路。當雙閉環比值控制系統處于運行中，要是主動到干擾發生波動則主動量回路對其進展定值控制，使主動量一直穩定在給定值附近，同時從動量控制回路也會隨主動量的波動進展調整；當從動量受到擾動發生波動時，從動量控制回路對其進展定值控制，使從動量始終穩定在定值附近，而主

28、動控制回路不受從動量波動的影響。3 控制系統總體方案及硬件實現3.1控制對象及工藝流程本系統使用實驗室已有的過程控制實驗裝置完成設計，它是基于工業過程的物理模擬對象，它集自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術，自動控制技術為一體的多功能實驗裝置。該系統包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數，可實現系統參數辨識，單回路控制，串級控制，前饋反響控制，比值控制，解耦控制等多種控制形式。3.2硬件實現過程控制系統由四大局部組成，分別為控制器、調節器、被控對象、測量變送。本次設計為流量回路控制，即為閉環控制系統，如下列圖3-1所示。圖3-1 雙閉環流量比值控制系統構造框圖3.3總體方案系統采用雙閉環控制系統

29、，雙閉環環控制系統是在單閉環控制的根底上，增加了主流量控制回路。在雙閉環比值控制系統工作時，假設主動到干擾發生波動則主動量回路對其進展定值控制，使主動量始終穩定在給定值附近，同時從動量控制回路也會隨主動量的波動進展調整；當從動量受到擾動發生波動時，從動量控制回路對其進展定值控制，使從動量始終穩定在定值附近，而主動控制回路不受從動量波動的影響。通過從動控制回路的調節控制使從動量的實際值與該輸入值吻合，即從動控制量的實際值與主動量變動后的數值相對應，保持主動量和從動量的比值不變。和單閉環比值控制系統相比，雙閉環比值控制系統的突出優點如下：1) 控制系統更為穩定：對主動量的定值控制克制了干擾對主動量

30、的影響，因此主動量變化平穩，從動量也將平穩，進而系統的總物料流量穩定，更好地滿生產工藝要求。2) 系統更易于調節：當需要改變主動量的設定值時，主動量控制回路通過調節控制使主動量的輸出值改變為新設定值，同時從動量也將隨主動量按給定比化。本系統中主動量為出水流量，從動量為進水流量，通過系統的調節，實現進水流量跟隨出水流量變化。單閉環比值控制能使兩種物料間的比值較準確，方案實現起來方便，僅用一個比值器即可。 此方案適合于要求兩流量之比一定，負荷變化不大，而對總流量變化無要求的情況。本系統采用單閉環比值控制，其中支路的流量為主流量，支路 的流量為副流量。整個系統使用兩個水泵一個電磁流量計一個渦輪流量計

31、以及電磁調節閥，而電磁調節具有滯后性，因此本系統是一個具有滯后性能的控制系統受控對象: 管道; 受控變量: 支路流量; 操作變量: 支路流量; 擾動變量: 閥門開度的變化。控制原理圖如圖3-2所示。圖 3-2比值控制系統原理圖3.4 PC機與智能調節器的連接C機與單臺智能調節器的連接當一臺PC機與一臺智能調節器進展通信連接，查看所用計算機主機箱后的RS-232C串口數量、位置和幾何特征；查看計算機與智能調節器的串口連接線及其端口。在計算機與智能調節器通電前，將傳感器與智能調節器相連。一般的PC時機具有RS-232通信接口，假設調節器也具有RS-232通信接口，當兩者通信距離比擬近并且是一對一的

32、通信時，二者可通過電纜直接連接。注意，在用串口線將智能調節器與計算機連接時，調節器與計算機嚴禁通電，否則容易燒毀串口。C機與多臺智能調節器的連接由于一個RS-232接口只能連接一臺RS-232儀表，當PC機與多臺具有RS-232接口的調節器通信時，可使用RS-232/RS485接口轉化器，將計算機上的RS-232接口轉換為RS-485接口，在信號進入調節器前再使用RS-485/RS-232轉換器將RS-485接口轉換為RS-232接口，再與調節器相連。當PC機與多臺具有RS-485接口的調節器通信時，由于兩端設備接口電氣特性不一，不能直接相連，因此，也采用RS-232接口到RS-485接口轉換

33、器將RS-232接口轉換為RS-485信號電平，再與調節器相連。如果PC機直接提供RS-485接口，與多臺具有RS-485接口的調節器通信時不用轉換器可直接相連。RS-485接口只有兩根線要連接，有+、-端或成A、B端區分，用雙絞線將所有調節器的接口并在一起即可。C機與智能調節器串口通信調試PC機與智能調節器系統連接并設置參數后，可進展串口通信調試。運行串口調試助手程序，首先設置串口號、波特率、校驗位、數據位、停頓位等參數與儀表參數設置一致，選擇十六進制顯示和十六進制發送方式，翻開串口。在發送指令文本框先輸入讀指令：81 81 52 0C，單擊手動發送按鈕，1號表返回數據串；再輸入讀指令82

34、82 52 0C，單擊手動發送按鈕，2號表返回數據串；再輸入讀指令：83 83 52 0C，單擊手動發送按鈕，3號表返回數據串。3.5控制對象及工藝流程本系統使用實驗室已有的過程控制實驗裝置完成設計，它是基于工業過程的物理模擬對象，它集自動化儀表技術，計算機技術，通訊技術，自動控制技術為一體的多功能實驗裝置。該系統包括流量、溫度、液位、壓力等熱工參數，可實現系統參數辨識，單回路控制，串級控制，前饋反響控制，比值控制，解耦控制等多種控制形式。3.6智能儀表參數設計根據控制要求，設計主調節器和從調節器的參數如表3-1和3-2所示。表3-1主調節器參數設定參數符號賦值參數符號賦值上限報警HIAL10

35、0下限報警LOAL0正偏差報警dHAL105負偏差報警dLAL105控制方式Ctrl1比例帶P240積分時間I10微分時間D0輸入規矩Sn33輸入下限顯示值dIL0輸入上限顯示值dIH100輸出方式oP14輸出下限oPL0輸出上限oPH100系統功能CF2運行狀態RUN1選擇依據說明表3-2 從調節器參數設定參數符號賦值參數符號賦值上限報警HIAL100下限報警LOAL0正偏差報警dHAL105負偏差報警dLAL105控制方式Ctrl1比例帶P240積分時間I10微分時間D0輸入規矩Sn32輸入下限顯示值dIL0輸入上限顯示值dIH100輸出方式oP14輸出下限oPL0輸出上限oPH100系統

36、功能CF8運行狀態RUN11上限報警：測量值大于HIAL +dF 值時儀表將產生上限報警。測量值小于HIAL-dF值時，儀表將解除上限報警。設置HIAL到其最大值9999可防止產生報警作用。2下限報警：當測量值小于LoAL-dF時產生下限報警，當測量值大于LoAL+dF時下限報警解除。設置LoAL到其最小值-1999可防止產生報警作用。3正偏差報警：采用AI人工智能調節時，當偏差測量值PV減給定值SV大于dHAL +dF時產生正偏差報警 。當偏差小于dHAL-dF時正偏差報警解除。 設置dHAL=9999 溫度時為999.9 時，正偏差報警功能被取消。4負偏差報警：采用AI人工智能調節時，當負

37、偏差給定值SV減測量值PV大于dLAL+dF時產生負偏差報警，當負偏差小于dLAL -dF時負偏差報警解除。5控制方式：CtrL=1，采用AI人工智能調節/PID 調節，該設置下，允許從面板啟動執行自整定功能。6比例帶：P與每秒內儀表輸出變化100 時測量值對應變化的大小成反比，當CtrL=1或3時，其數值定義如下：P1000每秒測量值升高值測量值單位是0.1 或1個定義單位如儀表以100功率加熱并假定沒有散熱時，電爐每秒升1，則：P100010100P值類似PID 調節器的比例帶，但變化相反。P值越大，比例、微分作用成正比增強，而P值越小，比例、微分作用相應減弱。P參數與積分作用無關。7、輸

38、入規矩：Sn33 15V電壓輸入8輸入下限顯示值：用于定義線性輸入信號下限刻度值，對外給定、變送輸出、光柱顯示均有效。dIL0.000 (確定輸入下限1V時壓力顯示值)9輸入上限顯示：用于定義線性輸入信號上限刻度值，與dIL配合使用。10輸出方式：oP1=4，420mA 線性電流輸出，主輸出模塊上安裝線性電流輸出模塊。11輸出下限：通常作為限制調節輸出最小值。 當設置了分段功率限制功能時參見CF參數設置，作為測量值低于下限報警時的輸出上限 。如果選購了雙向調節輸出軟件，當設置OPL0時，則儀表成為雙向輸出系統，表示冷輸出最大限制。12輸出上限：限制調節輸出最大值。13系統功能選擇：CF參數用于

39、選擇局部系統功能：CF=A1+B2+C4+D8+E16+F32+G64A=0，為反作用調節方式，輸入增大時，輸出趨向減小，如加熱控制。A=1，為正作用調節方式，輸入增大時，輸出趨向增大，如致冷控制。B=0，儀表報警無上電/ 給定值修改免除報警功能；B=1 ，儀表有上電/給定值修改免C=0，儀表輔助功能模塊按通訊接口方式工作 ；C=1 ，儀表輔助功能模塊按線性電流變送輸出方式工作。D=0，不允許外部給定；D=1，允許外部給定僅適用AI808/808P型。E=0，無分段功率限制功能，E=1，有分段功率限制功能詳見后文表達。F=0，儀表光柱指示輸出值，F=1，儀表光柱指示測量值僅帶光柱的儀表。G=0

40、，儀表工作為AI-808P 模式， G=1， 儀表工作為AI-708P 模式僅適用于 AI-808P。工藝設備和現場儀表流程圖如下所示。圖3-3 工藝設備和現場儀表流程圖4基于MCGS的組態界面設計4.1軟件總體設計由于PC機主要實現在線監視、優化和信息管理，因此軟件設計的重點是AI-808智能調節器和PC機的通信以及監控畫面的組態。在MCGS中，通過用戶設備的組態即可完成智能調節器和PC機的通信功能。監控畫面在用戶窗口中完成，利用豐富的動畫組態功能可快速構造各種復雜生動的動態畫面。MCGS是一套基于Windows操作系統可用來快速構造和生成上位機監控系統的組態軟件包，它為用戶提供了從設備驅動

41、、數據采集到數據處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出等解決實際工程問題的完整方案和操作工具。MCGS組態軟件具有多任務、多線程功能，其系統框架采用VC+編程，通過OLE技術向用戶提供VB編程接口，提供豐富的設備驅動構件、動畫構件、策略構件，用戶可隨時方便地擴展系統的功能。1豐富的設備驅動程序，通過Active DLL把設備驅動掛接在系統中，配置簡單、速度快、可靠性高。2強大的網絡功能。MCGS強大的網絡功能可把TCP/IP網、485/422/423網、Modem網結合在一起構成大型的監控系統和管理系統。3開放的OLE接口。MCGS以OLE自動化技術為根底的開放式擴大接口允許用戶使用VB來快速編制

42、各種設備驅動構件、動畫構件和各種策略構件，通過OLE接口，用戶可以方便地定制自己特定的系統。MCGS組態軟件系統包括組態環境和運行環境兩大局部，用戶所有組態配置過程都是在組態環境中進展的，用戶組態后可生成一個組態結果數據庫文件。MCGS運行環境是一個獨立的運行系統，它能按照組態結果數據庫中的組態方式進展各種處理，完成用戶組態設計的目標和功能。MCGS系統整體框圖4-1如下所示。多任務多線程建動畫構建動畫動畫顯示報警組態設計報表連接設備實時數據庫現場控制報警輸出報表打印設備輸出流程控制組態軟件核心實時數據庫構建動畫流程控制組態組態環境運行環境圖4-1 MCGS系統整體框圖4.2智能儀表與PC機通

43、信軟件設計由于PC機主要實現在線監視、優化和信息管理，因此軟件設計的重點是AI-808智能調節器和PC機的通信以及監控畫面的組態。在MCGS中，通過用戶設備的組態即可完成智能調節器和PC機的通信功能。監控畫面在用戶窗口中完成，利用豐富的動畫組態功能可快速構造各種復雜生動的動態畫面。以工控PC機為主控上位機，利用人機接口的智能軟件包-MCGS組態軟件在PC機上建立工控的對象，完成對多臺PLC(下位機)的控制，由于上位機只需要完成對監控信息的收集和處理而不需要對設備的運行進展具體控制，上下位機處理同時進展，可以以最少的人員配備對遠程監控的管理，提供較為直觀、清晰、準確的現場狀態信息，進而為維修和錯

44、誤診斷提供多方面可能性，減少維修人員路上往返時間，整體提高遠程監控系統的運行速度。MCGS為了實現監控、記錄現場的情況，將每種智能采集模塊作為一個設備構件，掛在MCGS的設備窗口中，用來采集和處理現場信號和輸出控制信號。如宇光_AI808儀表這個設備構件就是用于MCGS操作和通過串行口讀寫AI-808智能調節器的數據。通過用戶設備的組態即可完成智能調節器和PC機的通信功能。在設備窗口中，添加串口通信父設備，在串口通信父設備下掛四個宇光AI-808儀表設備構件。根據實際應用情況，在如圖4-2所示的設備窗口中，進展串口通信父設備和宇光AI-808儀表設備構件的組態參數的填寫。圖4.2設備窗口的組態

45、圖4-2設備窗口1串口通信父設備的根本屬性的組態最小采集周期為200ms，串口端號為1，通訊波特率為9600，數據位位數為8位，停頓位位數為2位，數據校驗方式為無校驗，數據采集方式為異步采集。2AI-808根本屬性的組態最小采集周期為50ms，模塊地址為1，輸入范圍為15V，其它項采用缺省值即可。3AI808通道連接的組態通道連接即設置AI-808的讀寫通道，以便把設備中的數據送入實時數據庫中的指定數據對象或把數據對象的值送入設備指定的通道輸出。通過建立設備通道和MCGS實時數據庫中數據對象的連接，從而實現對AI-808中數據的讀和寫。本文中，PV值、SV值和OP值通道分別對應數據庫中的PVn

46、、SVn和OPn三個變量。4.3系統監控界面設計設計步驟如下:( 1) 建立工程工程。( 2) 進展設備配置。設備配置的 目的是實現上下位機通訊, 即實現計算機與智能儀表之間的連接。通過設備窗口配置數據采集與控制輸出連接與驅動設備用的數據變量。( 3 )構造數據庫。在實時數據 庫窗口建立新的數據庫文件。要求 與設備要求的 數據庫一致。該窗口定義不同類型和名稱的變量, 作為數據采集、 處理、 輸出控制、 動畫連接及設備驅動的對象。( 4 )制作圖形畫面, 在用戶窗口實現。主要用于設置工程中人機交互的界面, 諸如: 生成水位變化的動畫顯示畫面、 報警輸出、 數據與曲線圖表等。用變化大小、改變顏色、

47、明暗閃爍、移動翻轉等多種手段，增強畫面的動態顯示效果。圖元、圖符對象定義相應的狀態屬性，即可實現動畫效果。每個動畫構件都對應一個特定的動畫功能。如：實時曲線構件、歷史曲線構件、報警顯示構件、自由表格構件等。主監控界面如下所示。圖4-3進水流量F1跟隨出水流量F2的比值調節圖4-4進水流量F1定值調節水箱作水源圖4-5進水流量F1定值調節水泵作水源圖4-3主監控界面( 5) 定義動畫。動畫是將動畫與數據庫變量建立聯系, 當數據庫變量發生改變時動畫就可以表現出來。即當水箱中水位發生變化時,動畫可以適時顯示。( 6) 報警系統。當 數據對象的值 或狀態發生改變時, 實時數據庫判斷對應的數據是否發生報警或已產生的報警是否已經