基于PLC的过程自动化仿真系统-自动化仿真实验室介绍

基于PLC的过程自动化仿真系统郑勇PLC实践教学团队本实验室锅炉仿真控制系统是以工业过程控制系统仿真，拥有工业级的工业过程控制监控与组态软件、工业过程控制的DCS仿真控制系统。能够提供实现工业过程控制生产流程组态、控制方案组态及控制对象建模的软件环境，而且能够提供实现DCS控制仿真的硬件环境。系统结构：系统由操作站、控制站、锅炉对象模型机和RS-232通信线路构成。操作站由教师机担任，系统运行时执行Citect用户组态程序（同时也是工程师站，可以对Citect监控软件组态和控制器程序编制、下装）。控制站包括SCADAPack控制器、彩色无纸记录仪、操作按钮和报警指示灯等其作用是接受操作站或按钮的指令对模型机上的锅炉对象进行控制，并输出锅炉对象的一些状态（过程值记录和报警指示）。模型机由某一个学生机担任，系统运行时执行锅炉对象仿真模型程序，来代替真实的工业运行锅炉。该模型程序仿真的是燃油燃气、自然水循环、双汽包、蒸发量为65t/h（3.9Mpa）蒸汽的WGZ65-39-6型工业锅炉工作过程。RS-232通信线路完成操作站PC机、锅炉模型PC机与控制器之间的数据传输通信协议使用的是工业界普遍采用的MODBUS协议通信参数设置为波特率9600、数据位8、停止位1、无校验位。软件配置一、操作站PC机配置的软件1.澳大利亚CiT公司的Citect5.21上位监控软件。该软件离线组态及实时运行均基于Windows9x（或NT）平台，用于完成现场数据库采集，图形显示，设备操作，报警趋势记录，报表管理及其打印功能。2.还可以与其他Windows软件（如：EXCEL）进行动态数据交换，实现数据分析、报表显示等(详见Citect用户手册)。3.控制器编程软件TelePACE，是加拿大CONTROLMICROSYSTEMS公司为其6000系列、Micro16系列及SCADAPack系列控制器共同开发的编程软件，运行在Windows9x平台4.采用梯形图编程方式，功能比较强，支持浮点数运算和在线帮助功能，学习和使用起来非常方便。(详见TelePACELadderLogic参考和用户手册)。TDC3000仿真系统DCS仿真操作环境为美国HoneywellTDC-3000美国Honeywell公司的TDC3000系统是目前我国应用最广泛的DCS，覆盖石油、化工、钢铁、硅酸盐工业、电力等行业。该系统也是最标准的DCS之一，在我国的大学、职业教育的教材中获得广泛应用。DCS仿真操作环境实现的教学内容–对流程图画面、控制组画面、点细目画面、趋势画面、报警画面等主要操作界面的操作和调整。实验软件介绍操作界面示例关于实验的趋势图的数据读取实验内容介绍实验一对象特性实验测定目的及要求掌握对象静态特性的测试方法。掌握对象动态特性的测试方法。掌握阶跃干扰法测试对象特性的数据处理方法。通过实验了解对象的非线性情况。实验二调节器参数对调节质量的影响目的及要求熟悉一个简单调节系统的组成。掌握调节器参数的变化对调节质量的影响。了解调节通道的对象特性对调节质量的影响。了解干扰位置的变化对调节质量的影响。实验三简单调节系统的投运和参数整定目的及要求掌握简单调节系统的投运方法；掌握用4：1衰减法整定调节器参数。实验四串级调节系统实验目的及要求熟悉串级调节系统的结构组成，连接方法。掌握串级调节系统的投运方法。掌握运用两步法整定主、副调节器参数。比较在干扰作用下串级调节与简单调节质量的不同。研究选用不同的副参数构成串级调节系统时，调节质量的变化。研究干扰加于系统不同位置（主环和副环）时，串级调节质量的变化。实验五化工自动化基础综合实验目的及要求掌握简单调节系统的构成、系统投运方法和步骤、调节器参数的整定及其对调节质量的影响。巩固已学过的测量仪器和调节仪表的调试、安装、投运及使用方法。学习并掌握仪表的选用、系统安装的初步知识，进一步培养学生实际动手的能力。实验六比值调节系统实验目的及要求熟悉比值调节系统的结构组成和连接方法。掌握比值调节系统的投运方法。掌握运用两步法整定主、副调节器参数。比较在干扰作用下比值调节与简单调节质量的不同。研究选用不同的副参数构成比值调节系统时，调节质量的变化。研究干扰加于系统不同位置时，比值调节质量的变化实验七前馈调节系统实验目的及要求掌握前馈调节系统的构成和控制原理。理解前馈调节比反馈调节的优点。了解干扰加于不同位置时（干扰通道不同），前馈控制器的控制参数的变化。