《IFIX课程设计》word版.doc

IFIX课程设计 课程设计报告 姓 名： 李涛 学 号： 090108011107 学 部 （系）： 信息学部 专 业 年 级： 09级自动化 指 导 教 师： 张晓丹 2011年 12 月 22 日 目 录1.课程设计目的32.课程设计要求43.课程设计内容44.课程设计总结154.课程设计体会及建议15参考书目：【1】方康玲过程控制系统武汉 武汉理工大学出版社，2002.6【2】施仁，刘文江等 自动化仪表及过程控制 北京：电子工业出版社 2003【3】 邵裕森，戴先中过程控制工程16一.课程设计目的IFIX是是全球最领先的HMI/SCADA自动化监控组态软件，用来全面监控和分布管理全厂范围的生产数据。在包括冶金、电力、石油化工、制药、生物技术、包装、食品饮料、石油天然气等各种工业应用当中，iFIX 独树一帜地集强大功能、安全性、通用性和易用性于一身，使之成为任何生产环境下全面的HMI/SCADA解决方案。 利用iFIX各种领先的专利技术，可以帮助企业制定出更快、更有效的商业及生产决策，以使企业具有更强的竞争力。课程设计目的是通过对IFIX组态软件的使用，训练学生熟练运用该软件，独立进行查找资料、选择方案、设计监控界面、撰写报告，进一步加深对下位机PLC与上位机IFIX之间关系的理解，提高运用基本技能的能力，为今后的学习和工作打下坚实的基础。二课程设计的总体要求（1）熟悉IFIX组态软件的功能。（2）熟练掌握基本IFIX组态软件的操作方法。（3）能够运用IFIX组态软件设计监控界面。（4）能够运用IFIX组态软件得到实验数据，解释现象，编写课程设计报告。3 课程设计内容 1. 课程名称 温度控制系统结构及锅炉控制2.温度控制系统结构及控制要求（1）温度控制系统结构 温控系统主要由温度传感器、温度调节仪、执行装置、被控对象四个部分组成，其系统结构图如图2.1所示。图2.1（2）锅炉的控制要求根据生产负荷的不同需要，锅炉需要提供不同规格（压力和温度）的蒸汽，同时，根据安全性和经济性的要求，是锅炉安全运行和完全燃烧，锅炉设备的主要控制要求如下。1、供给蒸汽量适应负荷变化需要或者保持给定负荷；2、锅炉供给用汽设备的蒸汽压力应当保持在一定的范围内；3 、过热蒸汽温度保持在一定范围；4、汽包水位保持在一定范围；5、保持锅炉燃烧的经济性和安全性；6 、炉膛负压保持在一定的范围内。3.方案设计 （1）燃烧控制原理使用双交叉燃烧控制，使燃烧更加完善，燃烧质量大幅度提高，大大减低了生产成本，减少了废气污染，为生产高效奠定可靠的基础。在煤粉流量调节回路中，炉温PID的输出A1与根据实测空气流量折算成需要的煤粉流量之后，分别乘以一个偏置系数K3，得到信号A2，乘以一个偏置系数K4得到信号A3，A1、A2、A3三者经过高低选择器比较，选中者作为煤粉流量PID的设定值。空气流量调节回路中，炉温PID的输出B1，与根据实测煤粉流量折算成所须空气流量之后，分别乘上一个偏置系数K1得到信号B2，乘上偏置系数K2得到信号B3，B1、B2、B3三者经高低选择器比较，选中者乘上流量补偿系数，送到空气PID作为设定值。图4.1 双交叉限幅燃烧控制原理其系统组成原理图如图4.1所示。 （2）温度检测变送器的选择 热电偶温度变送器与各种测温热电偶配合使用，可将温度信号线性地转换成为420mADC电流信号或15VDC电压信号输出，它是由量程单元和放大单元两部分组成的。热电偶温度变送器的主要特点是采用非线性负反馈回路来实现线性变化。这个特殊的性质反馈回路能按照热电偶温度毫伏信号间的非线性关系调整反馈电压，以保证输入温度t与整机输出或间的线性关系。 图4.2热电偶温度变送器零点调整、量程调整电路的工作原理与直流毫伏变送器大致相仿。所不同的是：在热电偶温度变送器的输入回路中增加了由铜电阻等元件组成的热电偶冷端温度补偿电路；同时把调零电位器移动到了反馈回路的支路上；在反馈回路中增加了运算放大器等组成的线性化电路起线性化作用。由于锅炉炉膛内的温度值较高，所以选用的热电偶变送器的温度测量值必须达到要求，这里，我选用的是DBW-1150型热电偶温度变送器。DBW-1150型热电偶温度变送器是DDZ-III系列仪表的主要品种。本温度变送器用热电偶作为测温元件，将被测温度线性地转换成标准信号1-5VDC或4-20mADC输出，供给指示、记录、凋节器、计算机等自动化监控系统。 4.IFIX课程设计 （1）系统配置iFix启动之后，软件寻找一个文件以决定本地的配置。该文件包含特定的程序和选项方面的内容，其对节点来讲是独一无二的。本节我们讨论一下关于这个信息的细节内容。要完成这些设定必须使用系统配置应用。这里我们主要介绍一下几个内容： 文件路径配置 网络连接 报警和信息配置 I/O驱动配置 任务配置 安全配置本地节点名和逻辑节点名 逻辑节点用于冗余SCADA服务器以组成逻辑节点对- - iFix实际的物理节点称为本地节点- 逻辑节点是引用其他iFix节点 计算机名与iFix节点可以设置为一样在Workspace的目录树中，显示实际的物理节点名 文件路径配置 文件路径配置是用来指定iFix目录的路径和名称 使用这个对话框路径改变时- SCU文件自动生成新的目录- 旧文件不会拷贝到新的目录（2）定义外部设备和数据库包括设备的定义和报警、变量的定义等。组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡、变频器等），它们一般通过串行口和上位机交换数据；其他Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计算机。数据库是iFIX系统的核心，从硬件中获取或给硬件发送过程数据。过程数据库由标签（块）组成。开发和编辑数据库标签的工具称为数据库编辑器。数据库属性查找数据库中特定的信息、颜色、字体、排序等在数据库中存放的是变量的当前值，变量包括系统变量和用户定义的变量。变量的集合形象地称为数据词典，数据词典记录了所有用户可使用的数据变量的详细信息。设计图形界面在上位机上实现工艺流程图的实时监测、数据处理是通过可编程控制器操作站系统软件和组态软件来实现的。组态软件主要对系统的构成进行定义，定义过程参数、趋势、流程图、报表等。监控软件由各种监视界面和操作界面组成，主要包括总貌界面、流程图界面、趋势画、报表管理以及趋势打印、报表生成打印输出、操作调整等（3） 建立动画连接 动画：为使图形对象更加有趣，常对属性进行动画定义动画是根据数据源的变化动态地改变对象的属性，数据源包括：iFIX 数据库标签、画面或对象的属性值、从 I/O 地址采集的实时数据、全局变量、VBA事件、预定义的表达式动画是如何工作的：动画是用于在iFIX 中传递数据的；动画实际上也是对象- -当为一个对象定义动画时，动画对象被加入原对象的属性中；数据是用来完成动画的值；由于动画改变了对象的属性，所以只有在属性接收数据后，才能用于动画对象的属性；所有动画都可用 脚本完成。动画专家 填充专家：用来向上、向下或上下组合填充对象的前景颜色2.历史数据及趋势图 历史数据：把数据从SCADA服务器（或者SCADA节点）采集到历史数据文件中 历史数据定义（HTA）数据定义（HTA） 定义以下内容：- 需要采集的标签名和域- 定义指定标签的采集速率- 为触发事件驱动采集定义一个数字量标签- 历史数据文件的采集时间大小（以小时为单位）- 历史数据文件在硬盘上保存的天数下图为历史数据定义及采集组配置的对话框下图为启动历史数据采集的对话框通过任务控制器 通过任务配置3. 趋势图图表对象 图表对象用来显示实时和历史数据添加图表对象：从“插入”菜单中选择“图表”，则在画面中添加 一个图表对象4. 实现动态功能控制器的输入信号为15V的测量信号。设定信号有内设定和外设定两种。内设定信号为15V，外设定信号为420mA。测量信号和设定信号通过输入电路进行减法运算，输出偏差到比例积分微分电路进行比例积分微分运算后，由输出电路转换为420mA信号输出。如果是全刻度指示控制器，测量信号的指示电路和设定信号的指示电路分别把15V电压信号转化为15mA电流信号用双针指示器分别指示测量信号和设定信号。当控制器出现故障需要把控制器从壳体中取出检查时，可以把便携式手动操作器插入手动操作插孔，以实现手动操作。动态图技术参数：统一标准信号：1-5VDC或4-20mADC。控制精度为0.5%。负载电阻250750。比例度2500。积分时间0.012.5min与0.125min。微分时间0.0410min。电源：22010%AC，0.2A。PID参数范围： （1）给定值-6.9%106.9% （2）比例带0.0799.9% （3）积分时间0.099.9%分 （4）微分时间0.099.9%分 （5）采样周期200毫秒5.IFIX 的MBE仿真操作（1）首先在ifix上位机软件上安装好MBE驱动（2） 添加配置好通道和数据块IP填电脑IP（3） 设置I/O地址范围，不可超出范围，下图模拟量地址有26个（4）打开modscan32（5） “connection” “connect”出现下图 （6） “connect using”选择“TCP/IP”，“IP Address”填入电脑IP，“Service Port” 与modsim32里设置一样。然后OK（7） 打开modsim32（8） 建立连接五课程设计总结：在本次的课程设计中虽然只是设计一个简单的控制系统，但是我们可以从中学到很多关于过程控制的知识。在此期间我对组态王软件有了很大的理解，不仅加深了对课本知识的理解，也提高了对课外知识的认知，这对于我们以后的发展有好的影响。虽然在制作简单控制系统时出现了一些错误和一些不理解，但通过请教同学和观看相关的视频，我可以将这些问题都处理掉。6 课程设计体会及建议： 通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动