A3000高级过程控制系统实验指导书V
A3000过程控制实验指导第一章
第一章A3000高级过程控制实验系统概述本章介绍A3000高级过程控制实验系统整个测试平台的构成。
A3000包括物理硬件系统以及配置的软件系统。
第一节总体架构A3000测试平台总体物理系统如图1.1所示，包括控制系统和现场系统，控制系统可有30多种，现场系统可具有现场总线。
总体逻辑结构如图1.2所示。
图1.1 Au3000测试平台物理系统A3000现场系统特性：➢尺寸：1450（毫米宽度）X700（毫米深度）X1950（毫米高度），全不锈钢框架；➢电力：三相接地四线制380V 0%，单相三线制，220V 10%；➢能耗：最大额定用电6kw/h。
自来水120L，可重复使用；A3000控制系统特性：➢尺寸：800(宽度)X60（深度）X1950（高度）。
标准工业机柜；➢电力：单相三线制，220V 10%；➢能耗：最大额定用电1kw/h；第二节测试平台现场系统物理受控系统包括了测试对象单元、供电系统、传感器、执行器（包括变频器及移相调压器），从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。
下面使用示意图和流程图方式介绍现场系统的结构、原理、操作和维护。
系统必须可靠接地，以防止因动力设备静电积累而造成触电或设备损坏。
一现场系统结构示意图现场系统结构示意图如图1.3所示。
图1.3 现场系统结构示意图总体的测点清单如表1.1所示。
表1.1 整体流程测点清单8 XV-101 电磁阀一支路给水切断光电隔离DO NC9 XV-102 电磁阀二支路给水切断光电隔离DO NC10 AL-101 告警光电隔离DO NC11 FT-101 涡轮流量计一支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h12 FT-102 电磁流量计二支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h13 PT-101 压力变送器给水压力4-20mADC AI150kPa14 LT-101 液位变送器上水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa15 LT-102 液位变送器中水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa16 LT-103 液位变送器下水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa17 LT-104 液位变送器锅炉/中水箱右液位4-20mADC AI0~5kPa18 FV-101 电动调节阀阀位控制4-20mADC AO 0~100%19 GZ-101 调压模块锅炉水温控制4-20mADC AO 0~100%20 U-101 变频器频率控制4-20mADC AO 0~100%注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4～20mA。
专业综合实验课程指导书
测量或控制量
测量或控制量标号
使用PLC
端口
智能控制器
端口
使用ADAM
端口
下水箱液位
LT103
AI0
测量输入端
AI0
调节阀
FV101
AO0
输出端
AO0
表1－1
4、控制器参数整定
在工程上常用的整定方法有：经验法、临界比例度法、衰减振荡法和响应曲线法。本实验可任意采用其中一种来实现。
例：用临界比例度法整定控制器的参数。
（1）先将控制器置纯比例状态，待系统稳定后，逐步减小控制器的比例度δ（即1/KC），并且每当减小一次比例度δ，待被控变量回复到平衡状态后，再手动给系统施加一个5%~15%的阶跃扰动，观察被控变量变化的动态过程。若被控变量为衰减的振荡曲线，则应继续减小比例度δ，直到输出响应曲线呈现等幅振荡为止。如果响应曲线出现发散振荡，则表示比例度调节得过小，应适当增大，使之出现等幅振荡。
3、DDC、DCS和FCS控制系统的结构有何不同？
六、实验结果提交
写出完整的实验报告：
1、给出控制方案，画出系统原理方框图和网络结构图。
2、提交系统运行结果，给出相关的数据、曲线和图形。
3、根据曲线，分析P，PI，PID控制大致具有哪些趋势特征。
4、给出各个控制条件下的衰减比n，超调量σ/最大偏差emax，余差e(∞)，以及调节时间ts，并分析论证系统是否满足控制指标要求。
五、实验内容与步骤
根据实验要求，参考实验范例，完成相应的实验内容。
六、思考问题
1、串级控制系统有哪些主要特点？什么情况下可考虑设计串级控制？
过控实验报告
综合实践实验报告（过程控制部分）班级：姓名：学号：日期：一. 实验目的:1、熟悉A3000实验装置及过程控制实训装置的工艺流程。
2、熟悉使用浙大中控DCS系统，了解DCS系统的工作原理。
3、重点掌握使用DCS系统组态软件进行组态的工作流程。
4、在A3000实验装置或过程控制实训装置上完成水箱液位自动控制系统的设计与分析。
5、深入理解控制器参数的调整原理。
二.实验内容:1．熟悉工艺流程，绘制装置流程图。
2．熟悉浙大中控DCS的设计环境及控制站组态、整合熟悉浙大中控DCS的系统组态和运行的环境，掌握如下内容：（1）如何进入组态环境。
（2）载入组态、选择组态、新建组态的含义。
（3）新建一个组态，名称为综合实验（各组相同），将组态文件保存在D:\综合实验文件夹下3．系统组态工作流程3.1主控制卡组态主控制卡组态方法：点击菜单命令[总体信息/主机设置]或是在工具栏中点击[主机]图标将弹出主机设置界面。
主机设置界面分主控制卡设置界面和操作站设置界面。
主控制卡设置界面用于完成控制站（主控卡）设置；操作站设置界面用于完成操作站（工程师站与操作员站）设置。
点击主机设置界面下方的主控制卡标签可进入相应的设置界面。
表1 主控制卡组态参数表以上参数仅供参考，在实验中要根据本组实际情况合理选择参数（以下同）。
主控制卡组态完成之后，就可以进行系统编译和运行的工作了（如果不能编译，请添加操作小组-详见操作小组组态）。
系统编译：系统组态完成后，可以对系统进行编译，编译分为总体编译、控制站编译、快速编译三种类型，在实验中可以体会三种编译方法的区别。
系统编译完成后，既可以运行。
系统运行：当系统未完成下载和传送的操作时，系统只能处于仿真运行状态，此时运行系统需要在运行初始界面中选中[仿真运行]。
在仿真运行状态下，系统数据均是模拟生成的，用户无法控制。
在此画面中，还需要选择需要运行的系统。
3.2 控制站I/O组态在主控制卡组态完成之后，控制站I/O组态的顺序为数据转发卡组态、I/O卡件组态、I/O点组态以及控制方案组态四个部分。
A3000高级过程控制系统实验指导书V
.HUATEC A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制目录第一章安全注意事项与设备使用 ........................................................................ - 1 -1.1防止触电........................................................................................................................ - 1 -1.2防止烫伤........................................................................................................................ - 2 -1.3防止损坏........................................................................................................................ - 2 -1.4现场系统组成................................................................................................................ - 2 -1.5控制系统组成................................................................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ................................................................................ - 5 -实验1 实验系统认知......................................................................................................... - 5 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用........................................................................... - 10 - 实验3 组态软件编程和数据获取................................................................................... - 18 - 实验4 PLC系统通讯和使用 ........................................................................................... - 21 - 实验5 PLC Step7编程 .................................................................................................. - 28 - 实验6 现场总线技术与DCS实验 ................................................................................. - 33 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 ...................................................................... - 41 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验................................................................... - 41 - 实验2 水泵负载特性测量实验....................................................................................... - 45 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验................................................................... - 47 - 实验4 电动调节阀特性测量实验................................................................................... - 50 - 实验5 调压器特性测量实验........................................................................................... - 53 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验........................................................................... - 55 - 第四章工业系统对象特性的测定研究 .............................................................. - 59 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 59 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 62 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验....................................................... - 64 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验................................................... - 67 - 实验5 锅炉与加热器对象数学模型实验....................................................................... - 69 - 实验6 滞后管数学模型实验........................................................................................... - 72 - 实验7 换热机组数学模型实验....................................................................................... - 75 - 第五章简单设计型控制实验 .............................................................................. - 79 -实验1 单闭环流量控制实验........................................................................................... - 79 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 82 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 88 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 91 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验............................................................................... - 94 - 实验6 锅炉水温定值控制实验....................................................................................... - 98 - 实验7 换热器水温单回路控制实验............................................................................. - 101 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................................................. - 104 - 实验9 单闭环压力控制实验......................................................................................... - 107 - 第六章复杂设计型控制系统 ............................................................................ - 110 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.............................................................. - 110 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验......................................................................... - 119 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验............................................. - 123 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验......................................................................... - 127 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验................................................................. - 129 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验..................................................... - 133 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验................................................................. - 136 - 实验8 换热器出口温度与流量解耦控制系统实验..................................................... - 140 -第七章创新型设计与研究 ................................................................................ - 144 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究............................................................................. - 144 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究 .................................................................... - 147 - 实验3 模糊控制算法的研究......................................................................................... - 154 - 实验4 现场总线系统控制研究..................................................................................... - 156 - 第八章工程应用型设计 .................................................................................... - 164 -实验1 工业项目设计..................................................................................................... - 164 - 实验2 报警系统设计..................................................................................................... - 168 - 实验3 关键事件处理和记录设计................................................................................. - 175 - 实验4 系统趋势和历史存储设计................................................................................. - 178 - 实验5 系统登录和安全性设计..................................................................................... - 180 - 实验6 网络化控制系统的研究..................................................................................... - 185 -第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
A3000过程控制实验系统基本部分和测试实验培训指导V3
(版本 3.0)
用户文件编号：A3000DH018 北京华晟高科教学仪器有限公司编制
A3000 过程控制实验系统基本部分和测试实验培训指导
前言
《A3000过程控制实验系统基本部分和测试实验培训指导》是根据A3000过 程控制实验系统的相关内容编写的，包括如下内容：
安全注意事项 ...............................................................................................................3
1、防止触电..............................................................................................................3 2、防止烫伤..............................................................................................................4 3、防止损坏..............................................................................................................4
北京华晟高科教学仪器有 限 公 司 编制 第 I 页 共 135 页
A3000 过程控制实验系统基本部分和测试实验培训指导
修订记录：2007.8 由唐一非修改现场对象系统管路图，现场系统示意图，一 些变动的阀门的编号，以及相关图片替换为最新的。
基于智能仪表控制系统的A3000实验和测试培训V1M7D9
基于智能仪表控制系统A3000实验和测试培训北京华晟高科教学仪器有限公司2006-3前言《基于智能仪表控制系统A3000实验和测试培训》是根据A3000过程控制实验系统的相关内容编写的，包括了如下内容：1、百特智能仪表介绍。
2、百特智能仪表设置。
3、百特智能仪表和组态软件的连接。
不介绍具体的A3000现场系统和组态软件。
有关这些内容将在独立的培训指导书中介绍。
本指导书缺点和错误在所难免，敬请各位专家、院校师生和广大读者批评指正。
申明：本培训书内容只适合华晟高科A3000教学实验。
范例和文档内容只用于提供信息，对本书不承担任何保证。
目录第一章福光百特 (1)1.1控制系统概述 (1)1.1.1 功能特点 (1)1.2 控制系统设置 (3)1.2.1 显示说明 (3)1.2.2 操作说明 (3)1.3 常见错误及其解决方法 (8)1.4 控制器信号连接和操作 (9)1.4.1 面板接线............................................................ 错误！未定义书签。
第二章组态软件的监控.. (10)2.1单容液位调节阀PID单回路控制 (10)2.2 范例的组态软件编程 (11)2.2.1 组态王对控制器的设备组态 (11)2.2.2 组态王定义数据变量........................................ 错误！未定义书签。
2.2.3 MCGS对控制器的设备组态 (11)2.2.4 MCGS定义设备通道数据变量 ........................ 错误！未定义书签。
2.3 范例的操作过程和调试 (26)2.4 范例测试结果及记录 (27)第一章福光百特本章简单介绍百特仪表的使用。
如果操作比较复杂，则请参看设备资料。
AS3010子系统包括福光百特一台内给定智能调节仪，和一台外给定智能调节仪。
该系统由24V直流供电，可以通过RS485-RS232转换器连接到计算机，或者通过RS485-到以太网转换，连接到上位机。
A3000过程控制实验指导 第三章
图3.1 单回路控制系统方框图图3.2 扰动作用于不同位置的控制系统 第三章 单回路控制系统第一节 单回路控制系统的概述及调节器参数整定方法一、 单回路控制系统的概述图3.1为单回路控制系统方框图的一般形式，它是由被控对象、执行器、调节器和测量变送器所组成的一个闭环控制系统。
系统的给定量是一定值，要求系统的被控制量稳定至给定量。
由于这种系统结构简单，调试方便，性能较好，故在工业生产中被广泛应用。
二、 干扰对系统性能的影响● 干扰通道的放大系数、时间常数及纯滞后对系统的影响干扰通道的放大系数Kf 会影响干扰加在系统中的幅值。
若系统是有差系统，则干扰通道的放大系数愈大，系统的静差也就愈大。
我们希望干扰通道的放大系数愈小愈好。
如果干扰通道是一个惯性环节，令时间常数为Tf ，则阶跃扰动通过惯性环节后，其过渡过程的动态分量被滤波而幅值变小。
即时间常数Tf 越大，则系统的动态偏差就愈小。
通常干扰通道中还会有纯滞后环节，使被调参数的响应时间滞后一个τ值，即)-Y(t (t)Y ττ=上式表明调节过程沿时间轴平移了一个τ的距离，即干扰通道出现纯滞后，但不会影响系统的调节质量。
● 干扰进入系统中的不同位置复杂的生产过程往往有多个干扰量，他们作用在系统的不同位置，如图3.2所示。
控制理论证明，同一形式、大小相同的扰动在系统中不同的位置所产生的静差是不一样的。
对扰动产生影响的仅是扰动作用点前的那些环节。
δ1K =(S)G P C =三、 控制规律的确定选择系统调节规律的目的是令调节器与调节对象很好匹配，使组成的控制系统满足工艺上所提出的动、静态性能指标。
比例(P)调节纯比例调节器是一种最简单的调节器，它对控制作用和扰动作用的响应都很快。
由于比例调节只有一个参数，所以整定很方便。
这种调节器的主要缺点是使系统有静差存在。
其传递函数为式中Kp 为比例系数，δ为比例带。
比例积分(PI)调节PI 调节器就是利用P 调节快速抵消干扰的影响，同时利用I 调节消除残差，但I 调节会降低系统的稳定性，这种调节器在过程控制中是应用最多的一种调节器。
(完整版)A3高级过程控制系统使用说明和维护手册0504要点
A3000高级过程控制系统使用说明和维护手册(版本4.0)用户文件编号：A3000DH017北京华晟经世信息技术有限公司编制安全注意事项 (1)1系统安装 (3)1.1系统规格 (3)1.2布局方式 (5)1.3配电连接和接地 (6)1.4信号线和通讯线连接 (7)2操作和控制 (8)2.1现场系统 (8)2.2过程和电气设备结构和操作 (16)2.3基本控制系统 (32)2.4开始实验 (39)3系统功能 (40)3.1对象数学模型的测定与建立 (40)3.2单回路控制实验 (41)3.3位式控制 (41)3.4计算机控制一般性实验 (42)3.5复杂控制实验 (42)3.6高等控制 (42)3.7自动化网络实验 (43)4报警和保护 (43)5常规维护 (43)本使用手册包括有使用时的操作说明和注意事项。
本使用手册请交给最终用户。
安全注意事项安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项，并且要在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。
注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。
请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。
1、防止触电测试系统的控制系统供电一般为DC24V，漏电保护器和开关电源的端子上带有220V电压。
正常漏电保护30毫安。
物理受控系统分别引入三相电和单相电，整个现场系统没有任何可以接触到的端子。
正常漏电保护30毫安。
尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全事项。
危险当通电或正在运行时，非专业人员不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。
要求现场系统可靠接地。
每隔一定时间，对漏电保护器进行漏电测试试验，即按下测试按钮。
基于A3000的“过程控制系统”教学方法探索
大班教学不 可能 掌握 每一个 学习者的学习进 度， 因此在评
力强的同学希望能强强结合， 这样 实验中可 以选择系数重 的题 目给 自己加分， 而能力稍弱的同学也希望能在小组竞争中取得加
分。 因此教 师就必 须给小组中的每 一个 学生分配好 任务， 使 他 们通过 自己的课外 查阅， 与教师沟通 ， 共同完成 分配任 务。 这样
的 学 习 目标 。
实验 的成绩来 综合评 价。 考勤也 不是简单点名 ， 教 师会不定期 在课堂上 留— 、 作业 ， 让学生当场完成并上交 ， 这样既可以作为 点名依 据， 也能看 出学生是否掌握 课堂内容， 争取对所有的学 生 都做 到公平 公正 。
四、总结
２ ． 自 主学习环境
的学生都必 须进入该系统进行作业 。 以上做法都保 证了学生的
自主学 习 环境 。 ３ 课 堂 教 学安排
相 比传统 的一言堂讲授 式教学模 式， 基于“ 学 习共 同体”教 学模式 就更应该注重课 堂教学形式 的多样化 。 首先 根据教学 内
容不同阶段特点设计不同的教学方式。 最初接触 汇编语言， 应该
“ 学习共 同体” 这是 一种区别于原来 以教师 “ 教”为主的全 新 的教学模式 ， 但 对它的研究毕竟有 限， 所以在上 文中只列出了 几点构建 策略。 在今后的教 学研 究中将采 取更多的教学方法 ， 来归纳 出一套 切实可行 的教学方法 ， 以适应 新的教学模式 。 本
课题在深入研究 已有 的 “ 学 习共同体 ” 理论基础上， 用抽象的汇 编语言程序设计作为载体， 从课 堂教学出发， 对教学 目标 、 教学 安排、 教学 评价 等多方面做了具体 的研 究设 计， 对 解决 当前课
A3000过程控制实验指导 第四章
第四章串级控制系统实验第一节串级控制系统的连接实践一、串接控制系统的组成图4-1是串级控制系统的方框图。
该系统有主、副两个控制回路，主、副调节器相串联工作，其中主调节器有自己独立的设定值R，它的输出m1作为副调节器的给定值，副调节器的输出m2控制执行器，以改变主参数C1。
图4-1 串级控制系统的方框图R-主参数的给定值 C1-被控的主参数 C2-副参数f1(t)-作用在主对象上的扰动 f2(t)-作用在副对象上的扰动二、串级控制系统的特点1.改善了过程的动态特性由负反馈原理可知，副回路不仅能改变副对象的结构，而且还能使副对象的放大系数减小，频带变宽，从而使系统的响应速度变快，动态性能得到改善。
2.能与时克服进入副回路的各种二次扰动，提高了系统抗扰动能力串级控制系统由于比单回路控制系统多了一个副回路，当二次扰动进入副回路，由于主对象的时间常数大于副对象的时间常数，因而当扰动还没有影响到主控参数时，副调节器就开始动作，与时减小或消除扰动对主参数的影响。
基于这个特点，在设计串级控制系统时尽可能把可能产生的扰动都纳入到副回路中，以确保主参数的控制质量。
至于作用在主对象上的一次扰动对主参数的影响，一般通过主回路的控制来消除。
3.提高了系统的鲁棒性由于副回路的存在，它对副对象（包括执行机构）特性变化的灵敏度降低，即系统的鲁棒性得到了提高。
具有一定的自适应能力串级控制系统的主回路是一个定值控制系统，副回路则是一个随动系统。
主调节器能按照负荷和操作条件的变化，不断地自动改变副调节器的给定值，使副调节器的给定值能适应负荷和操作条件的变化。
三、串级控制系统的设计原则1.主、副回路的设计1)副回路不仅要包括生产过程中的主要扰动，而且应该尽可能包括更多的扰动信号。
2)主、副对象的时间常数要合理匹配，一般要求主、副对象时间常数的匹配能使主、副回路的工作频率之比大于3。
为此，要求主、副回路的时间常数之比应该在3～10之间。
过程控制实验指导书(DOC)
实验系统认知A3000高级过程控制实验系统独创现场系统概念，而不是对象系统。
现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器(包括电动调节阀、变频器及调压器)、以及半模拟屏，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。
1、A3000特点(1)现场系统通过一个现场控制机柜，集成供电系统、变频器、移相调压器、以及现场继电器，所有驱动电力由现场系统提供。
它仅需通过标准接线端子接收标准控制信号即能完成所有实验功能。
从而实现了现场系统与控制系统完全独立的模块化设计。
(2)现场控制机柜内有工业标准接线端子。
这种标准信号接口可以使现场系统与用户自行选定的DCS系统、PLC系统、DDC系统方便连接，甚至用户自己用单片机组成的系统都可以对现场系统进行控制。
(3)现场系统的设计另外的优势是保证动力线与控制线的电磁干扰隔离。
(4)现场系统的设计保证了控制系统只需要直流低压就可以了，使得系统设计更模块化，更安全、具有更大的扩展性。
A3000-FS现场及系统结构原理图如图2-1，图2-2所示。
图2-1 A3000现场实物图图2-2 A3000现场系统结构图现场系统包括三个水箱，一个大储水箱，一个锅炉，一个工业用板式换热器，两个水泵，大功率加热管，滞后时间可以调整的滞后系统，一个硬件联锁保护系统。
传感器和执行器系统包括5个温度、3个液位、1个压力，1个电磁流量计，1个涡轮流量计，1个电动调节阀，两个电磁阀，2个液位开关。
2、现场系统机柜面板Ø 电源：220V AC单相总电源空开，380V AC三相总电源空开。
Ø 开关：两个两位自锁旋钮开关，分别是加热器电源开关和变频器电源开关。
四个三位自锁旋钮开关，分别是1#、2#电磁阀手自动以及关闭开关。
变频器手自动启动信号以及关闭开关，2#水泵手自动运行以及关闭开关。
Ø 电压表：显示24VDC开关电源的电压值。
Ø 变频器：对于A3000FBS系统，则具有Profibus DP控制端子。
A3000高级过程控制系统实验指导书V
HUATECA3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制目录第一章安全注意事项与设备使用 ................................. - 1 -1.1防止触电......................................................... - 1 -1.2防止烫伤......................................................... - 2 -1.3防止损坏......................................................... - 2 -1.4现场系统组成..................................................... - 2 -1.5控制系统组成..................................................... - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ..................................... - 5 -实验1 实验系统认知.................................................. - 5 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用..................................... - 10 - 实验3 组态软件编程和数据获取....................................... - 18 - 实验4 PLC系统通讯和使用............................................ - 21 - 实验5 PLC Step7编程............................................... - 28 - 实验6 现场总线技术与DCS实验....................................... - 33 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 ................................ - 41 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验............................... - 41 - 实验2 水泵负载特性测量实验......................................... - 45 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验............................... - 47 - 实验4 电动调节阀特性测量实验....................................... - 50 - 实验5 调压器特性测量实验........................................... - 53 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验................................... - 55 - 第四章工业系统对象特性的测定研究 ............................ - 59 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验............................... - 59 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验............................... - 62 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验......................... - 64 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验....................... - 67 - 实验5 锅炉与加热器对象数学模型实验................................. - 69 - 实验6 滞后管数学模型实验........................................... - 72 - 实验7 换热机组数学模型实验......................................... - 76 - 第五章简单设计型控制实验 .................................... - 79 -实验1 单闭环流量控制实验........................................... - 79 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验..................................... - 82 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验..................................... - 88 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验..................................... - 92 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验..................................... - 94 - 实验6 锅炉水温定值控制实验......................................... - 98 - 实验7 换热器水温单回路控制实验.................................... - 101 - 实验8 联锁控制系统实验............................................ - 105 - 实验9 单闭环压力控制实验.......................................... - 108 - 第六章复杂设计型控制系统 ................................... - 110 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验............................. - 110 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验.................................. - 120 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验.................... - 124 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验.................................. - 128 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验.............................. - 131 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验........................ - 135 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验.............................. - 138 - 实验8 换热器出口温度与流量解耦控制系统实验........................ - 143 -第七章创新型设计与研究..................................... - 146 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究.................................... - 146 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究................................ - 149 - 实验3 模糊控制算法的研究.......................................... - 156 - 实验4 现场总线系统控制研究........................................ - 158 - 第八章工程应用型设计....................................... - 166 -实验1 工业项目设计................................................ - 166 - 实验2 报警系统设计................................................ - 170 - 实验3 关键事件处理和记录设计...................................... - 177 - 实验4 系统趋势和历史存储设计...................................... - 180 - 实验5 系统登录和安全性设计........................................ - 183 - 实验6 网络化控制系统的研究........................................ - 187 -第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
基于智能仪表控制系统A3000实验和测试培训_毕业设计论文
基于ADAM4000 DDC控制系统A3000实验和测试培训指导北京华晟高科教学仪器有限公司前言《基于智能仪表控制系统A3000实验和测试培训》是根据A3000过程控制实验系统的相关内容编写的，包括了如下内容：1、ADAM4000介绍。
2、ADAM4000初始化和测试，以及相关软件。
3、ADAM4000组态软件的连接。
不介绍具体的A3000现场系统和组态软件。
有关这些内容将在独立的组态软件培训指导书中介绍。
本指导书缺点和错误在所难免，敬请各位专家、院校师生和广大读者批评指正。
申明：本培训书内容只适合华晟高科A3000教学实验。
范例和文档内容只用于提供信息，对本书不承担任何保证。
基于ADAM4000 DDC控制系统的A3000测试和培训指导目录前言 (II)第一章研华ADAM4000 (1)1.1控制系统概述 (1)1.2 控制系统设置和初始化 (1)1.2.1 模块介绍和设置 (1)1.2.2 模块初始化和初始化软件 (5)1.3 常见错误 (10)1.4 控制器信号连接和操作 (10)1.4.1 面板接线 (10)1.4.2 控制系统运行时接线 (11)第二章组态软件的监控 (12)2.1单容液位调节阀PID单回路控制 (12)2.2 范例的组态软件编程 (13)2.2.1 MCGS对控制器的设备组态 (21)2.2.2 MCGS定义设备通道数据变量 ........................ 错误！未定义书签。
2.2.5 组态王对控制器的设备组态 (14)2.2.6 组态王定义数据变量 (19)2.3 范例的操作过程和调试 (29)2.4 范例测试结果及记录 (30)第一章研华ADAM40001.1控制系统概述AS3020子系统包括研华的ADAM4017、ADAM4024、ADAM4050或ADAM4060模块。
24V直流电驱动，通过RS485转换网络到以太网，再将数据传到上位机。
模块从左到右，地址分别为1，2，3。
基于CompactLogix的A3000实验指导书
基于CompactLogix的A3000实验指导书(版本1.0)北京华晟高科教学仪器有限公司编制文件编号：A1K9KHH11前言《基于CompactLogix的A3000实验指导书》是根据A3000过程控制实验系统的相关内容编写的，包括了如下内容：1、CompactLogix PLC控制系统。
2、CompactLogix PLC控制系统编程。
3、CompactLogix PLC控制系统和组态软件的连接。
4、A3000实验的编程介绍指导书中一定有许多不完善之处，敬请各位专家、院校师生和广大读者批评指正。
申明：本培训书内容只适合华晟高科A3000教学实验。
文档内容只用于提供信息，对本书不承担任何工业应用的保证。
修订记录：2010.7杨静编写本书，并提供控制程序。
北京华晟高科教学仪器有限公司二零一零年七月目录第一章CompactLogix PLC (1)1.1 CompactLogix简介 (1)1.2 CompactLogix控制器 (2)12.1 控制器内存和CPU (2)12.2控制器面板 (2)1. 3 I/O模块 (4)13.1本地I/O模块接线图 (4)1.4 CompactLogix通讯网络 (5)1.4.1 EtherNet/IP网络 (5)1.4.2DeviceNet网络 (5)第二章控制器编程软件和组态软件 (7)2.1 软件安装 (7)2.1.1 RSLogix 5000 的安装 (7)2.1.2 RSLinx的安装 (11)2.1.3组态软件RSView32的安装 (15)2.2 控制器编程 (19)2.2.1 创建项目 (19)2.2.2 硬件组态 (21)2.2.3 通信设置 (22)2.2.4程序编写 (24)2.3 简洁快速的操作和使用现有程序 (29)第三章控制器编程详细范例 (30)3.1 单容液位PID单回路控制流程 (30)3.2 范例的控制器编程 (30)3.2.1创建工程 (30)3.2.2本地模块建立和组态 (31)3.2.3 通信设置 (34)3.2.4 程序编写 (36)3.2.5 校验和下载项目 (39)3.3 范例的组态软件RSView32编程 (40)第四章控制程序 (46)4.1 控制程序变量表 (46)4.2 程序 (47)4.2.1 单回路控制范例程序 (47)4.2.2 比值控制范例程序 (48)4.2.3 串级控制范例程序 (48)4.2.4 前馈反馈控制范例程序 (49)4.2.5 解藕控制范例程序 (50)4.2.6 位式控制范例程序 (52)第一章CompactLogix PLC本章介绍罗克韦尔CompactLogix系统。
PLC的A3000实验装置的监控系统设计
目录人员分工................................................................................................... - 5 -第一章安全注意事项 ............................................................................. - 6 -一、防止触电 ...................................................................................... - 6 -二、防止损坏 ...................................................................................... - 6 -三、其他 .............................................................................................. - 6 -第二章A3000概述.................................................................................. - 7 -一、A3000 现场系统........................................................................... - 7 -二、仪表与阀门选型 .......................................................................... - 8 -1、工艺设备明细表 ........................................................................ - 8 -2、阀门选型 .................................................................................... - 9 -第三章监控系统总体设计方案与通讯 ...............................................- 10 -一、系统分析 .................................................................................... - 10 -二、测点设计 .................................................................................... - 10 -三、监控系统组成 ............................................................................ - 11 -四、通讯 ............................................................................................ - 11 -1、PLC与计算机的连接 ............................................................... - 11 -2、PLC与STEP7的连接 ............................................................... - 12 -3、PLC与组态王的连接 ............................................................... - 12 -4、组态王与下位机的连接原理 .................................................. - 12 -第四章S7-200系列PLC监控系统硬件设计 .......................................- 13 -一、系统配置 .................................................................................... - 13 -1、I/O设备统计............................................................................ - 13 -2、I/O点数统计............................................................................ - 13 -3、硬件选择 .................................................................................. - 13 -二、I/O分配...................................................................................... - 14 -三、PLC接线图 ................................................................................. - 15 -1、CPU224接线端子图 ................................................................ - 15 -2．EM235接线端子图.................................................................. - 15 -3、控制柜正面接线图 .................................................................. - 16 -4、控制柜背面接线图 .................................................................. - 17 -第五章STEP 7-Micro/WIN 32软件程序设计 .....................................- 20 -一、主程序 ........................................................................................ - 20 -二、模拟量采样程序设计 ................................................................ - 20 -1、DIP开关设置............................................................................ - 20 -2、模拟量值和A/D转换值的转换.............................................. - 20 -三、PID控制程序设计...................................................................... - 22 -第六章组态王监控系统软件设计 .......................................................- 25 -一、系统组态结构 ............................................................................ - 25 -二、建立组态王工程的一般过程 .................................................... - 25 -1、设计图形界面（定义画面） .................................................. - 25 -2、定义设备 .................................................................................. - 28 -3、构造数据库 .............................................................................. - 29 -4、建立动画链接 .......................................................................... - 29 -5、运行和调试 .............................................................................. - 29 -第七章单闭环液位控制系统 ...............................................................- 30 -一、下水箱液位定值控制试验方案 ................................................ - 30 -1、控制要求 .................................................................................. - 30 -2、工艺流程 .................................................................................. - 30 -3、控制系统接线表 ...................................................................... - 30 -4、工艺流程图 .............................................................................. - 30 -二、测量广义对象传递函数及调节阀静态特性 ............................ - 30 -1、广义对象传递函数 .................................................................. - 30 -2、测量调节阀静态特性 .............................................................. - 31 -三、系统投运与控制器参数整定 .................................................... - 32 -1、系统投运 .................................................................................. - 32 -2、参数整定 .................................................................................. - 32 -3、根据衰减曲线法整定结果 ...................................................... - 34 -4、Matlab仿真 ............................................................................. - 36 -五、实验结果分析 ............................................................................ - 37 -第八章监控系统设计评价与改进 .......................................................- 38 -一、评价 ............................................................................................ - 38 -二、改进 ............................................................................................ - 38 -参考文献： .............................................................................................- 38 -人员分工张颖颖：制定总体工作计划，设计控制方案，通讯，编程，组态王工程设计，模型仿真，系统投运与调试温馨：接线，编程，通讯，组态王工程设计，模型仿真，系统投运与调试，测传递函数顾翔：接线，编程，组态王工程设计，系统投运与调试，测传递函数王继光：接线，定义变量，编程，通讯，系统投运与调试郑明：采购，打印，接线，绘图，查资料，编程，系统投运与调试马竞夫：图表设计与绘制，仪表选型，组态王监控页面设计，钟鸣：接线，通讯，编程，系统投运与调试第一章安全注意事项在本次课程设计试验中，发生过一些安全事故，某些组也出现大概因为操作不当造成水泵，仪表的损坏现象，故在此提出一些几条特别注意的事项。
A3000过程控制试验指导
第一章A3000高级过程控制实验系统概述本章介绍A3000高级过程控制实验系统整个测试平台的构成。
A3000包括物理硬件系统以及配置的软件系统。
第一节总体架构A3000测试平台总体物理系统如图1.1所示，包括控制系统和现场系统，控制系统可有30多种，现场系统可具有现场总线。
总体逻辑结构如图1.2所示。
图1.1 Au3000测试平台物理系统图1.2总体逻辑结构A3000现场系统特性：>尺寸：1450 （毫米宽度）X700 （毫米深度）X1950 （毫米高度），全不锈钢框架；>电力：三相接地四线制380V 0%，单相三线制，220V 10%；>能耗：最大额定用电6kw/h。
自来水120L，可重复使用；A3000控制系统特性：>尺寸：800（宽度）X60 （深度）X1950 （高度）。
标准工业机柜；>电力：单相三线制，220V 10%；>能耗：最大额定用电1kw/h；第二节测试平台现场系统物理受控系统包括了测试对象单元、供电系统、传感器、执行器（包括变频器及移相调压器），从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。
下面使用示意图和流程图方式介绍现场系统的结构、原理、操作和维护。
系统必须可靠接地，以防止因动力设备静电积累而造成触电或设备损坏。
一现场系统结构示意图现场系统结构示意图如图1.3所示。
总体的测点清单如表1.1所示。
表1.1整体流程测点清单注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4〜20mA。
一般两线制信号在IO 面板上已经连接了24V和GND,可以按照四线制方式使用。
执行机构一般2〜10V控制，控制信号经过500欧姆采样电阻被转换成4-20毫安控制。
二工艺设备结构和操作本节通过大量的示意图介绍各个工艺设备的结构和操作，其中包括各个水箱、锅炉、换热系统以及管路。
如图L4所示甘做1上水蒋LT1Q1 上小需消毡V1K中水苗LTifli 中水箱采他 LT1CH 下水箱述他 FT1蒐遹宣计 P1收求惠1）上水箱上水箱位于框架右上方，模拟一个工业上常见的卧式圆罐。
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HUATECA3000过程控制实验系统实验指导书V3.0华晟高科教学仪器编制目录第一章安全注意事项与设备使用 ................................................ - 1 -1.1防止触电 ................................................................................. - 1 -1.2防止烫伤 ................................................................................. - 2 -1.3防止损坏 ................................................................................. - 2 -1.4现场系统组成............................................................................ - 2 -1.5控制系统组成............................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ..................................................... - 5 -实验1 实验系统认知 ....................................................................... - 5 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用 ....................................................- 10 - 实验3 组态软件编程和数据获取.........................................................- 18 - 实验4 PLC系统通讯和使用...............................................................- 21 - 实验5 PLC Step7编程...................................................................- 28 - 实验6 现场总线技术与DCS实验 ........................................................- 33 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 .............................................. - 41 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验..............................................- 41 - 实验2 水泵负载特性测量实验 ...........................................................- 46 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验..............................................- 48 - 实验4 电动调节阀特性测量实验.........................................................- 51 - 实验5 调压器特性测量实验 ..............................................................- 53 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验 ...................................................- 55 - 第四章工业系统对象特性的测定研究......................................... - 59 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验..............................................- 59 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验..............................................- 62 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验 .....................................- 65 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验...................................- 67 - 实验5 锅炉与加热器对象数学模型实验 ................................................- 70 - 实验6 滞后管数学模型实验 ..............................................................- 73 - 实验7 换热机组数学模型实验 ...........................................................- 76 - 第五章简单设计型控制实验 ................................................... - 80 -实验1 单闭环流量控制实验 ..............................................................- 80 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验......................................................- 83 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验......................................................- 89 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验......................................................- 93 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验......................................................- 95 - 实验6 锅炉水温定值控制实验 ...........................................................- 99 - 实验7 换热器水温单回路控制实验.................................................... - 102 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................... - 105 - 实验9 单闭环压力控制实验 ............................................................ - 109 - 第六章复杂设计型控制系统 .................................................. - 111 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.......................................... - 111 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验 ................................................. - 120 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验.............................. - 125 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验 ................................................. - 128 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验............................................ - 131 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验 ................................... - 135 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验............................................ - 138 -实验8 换热器出口温度与流量解耦控制系统实验 ................................... - 143 - 第七章创新型设计与研究 ..................................................... - 146 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究.................................................... - 146 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究............................................... - 149 - 实验3 模糊控制算法的研究 ............................................................ - 156 - 实验4 现场总线系统控制研究 ......................................................... - 158 - 第八章工程应用型设计........................................................ - 166 -实验1 工业项目设计 .................................................................... - 166 - 实验2 报警系统设计 .................................................................... - 170 - 实验3 关键事件处理和记录设计....................................................... - 177 - 实验4 系统趋势和历史存储设计....................................................... - 180 - 实验5 系统登录和安全性设计 ......................................................... - 183 - 实验6 网络化控制系统的研究 ......................................................... - 187 -第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。