过程装备控制技术实验指导书

过程装备控制技术实验指导书编写： 李宏燕宁夏大学机械学院过程装备控制系2009-9-201目 录第一章 实验装置简介 .11 THPHG-1 型实验装置的结构组成和系统认识 .11.1 实验系统认识 .11.2 实验装置硬件组成 .21.3 实验系统软件介绍 .52 A3000 过程控制实验装置的结构组成和系统认识 .92.1 总体架构 .92.2 测试平台现场系统 .102.3 基本控制系统 .132.4 联合调试 .142.5 控制参数调节 .14第二章 自动控制实验 .151 水箱液位定值控制实验 .151.1 实验目的： .151.2 实验设施： .151.3 实验原理： .151.4 实验步骤： .151.5 实验报告要求 .162 管道压力定值控制实验 .172.1 实验目的： .172.2 实验设施： .172.3 实验原理： .172.4 实验步骤： .172.5 实验报告要求 .183 加热水箱温度定值控制实验 .193.1 实验目的： .193.2 实验设施： .193.3 实验原理： .193.4 实验步骤： .193.5 实验报告要求 .204 水箱液位与管道流量的串级控制实验 .214.1 实验目的： .214.2 实验设施： .214.3 实验原理： .214.4 实验步骤： .2124.5 实验报告要求 .225 流量变频器定值控制实验 .235.1 实验目的： .235.2 实验设施： .235.3 实验原理： .235.4 实验步骤： .245.5 实验报告要求： .246 竖直双容液位调节阀 PID 单回路控制实验 .256.1 实验目的： .256.2 实验设施： .256.3 实验原理： .256.4 实验步骤： .256.5 实验报告要求： .267 流量-液位前馈反馈控制实验 .277.1 实验目的： .277.2 实验设施： .277.3 实验原理： .277.4 实验步骤： .287.5 实验报告要求： .288 水箱液位两位位式控制 .298.1 实验目的： .298.2 实验设施： .298.3 实验原理： .298.4 实验步骤： .308.5 实验报告要求： .301第一章 实验装置简介1 THPHG-1 型实验装置的结构组成和系统认识1.1 实验系统认识 本 套 系 统 将 现 场 对 象 系 统 和 二 次 仪 表 操 作 台 结 合 为 一 体 ， 在 操 作 对 象 系 统 的 同 时 ， 可以 就 地 查 看 显 示 仪 表 的 相 关 信 息 。 实 验 装 置 中 配 备 有 压 力 、 流 量 、 温 度 、 液 位 传 感 器 ， 除温 度 输 出 阻 值 外 ， 其 它 三 种 均 有 相 应 的 变 送 器 对 传 感 器 输 出 信 号 进 行 变 送 ， 以 输 出 电 流 信号 给 仪 表 （ 或 远 传 ） 使 用 。 为 实 现 对 上 述 四 大 热 工 参 数 的 自 动 调 节 ， 本 套 装 置 中 ， 还 配 备有 相 应 的 调 节 执 行 器 - -电 动 调 节 阀 和 调 压 模 块 ， 前 者 可 以 对 压 力 、 流 量 和 液 位 进 行自 动 调 节 控 制 ， 后 者 可 实 现 温 度 的 平 滑 连 续 调 节 。 控 制 箱 中 装 有 四 块 工 业 常 用 的 仪 表 ， 可以 同 时 采 集 三 路 现 场 信 号 进 行 对 比 显 示 ， 也 可 经 三 路 不 同 的 信 号 同 时 显 示 在 一 块 仪 表 中 ，并 能 对 实 时 变 化 的 参 数 进 行 存 储 和 绘 制 实 时 和 历 史 曲 线 。 本 套 装 置 还 配 备 上 位 机 监 控 系 统 ，利 用 组 态 软 件 将 仪 表 所 有 数 据 采 集 显 示 并 绘 成 曲 线 ， 通 过 对 过 程 参 数 变 化 曲 线 的 对 比 ， 能更 直 观 有 效 的 分 析 传 感 器 变 送 器 的 各 大 性 能 指 标 ， 为 方 便 实 验 针 对 每 一 时 刻 参 数 的 具 体 数值 作 查 询 ， 上 位 机 软 件 中 具 有 数 据 报 表 功 能 ， 可 以 同 时 记 录 所 有 仪 表 采 集 的 变 量 值 ， 对 本套 实 验 装 置 中 所 有 的 参 数 ， 本 软 件 工 程 都 对 应 开 发 了 相 应 的 自 动 控 制 实 验 项 目 ， 另 外 还 可自 行 开 发 实 验 项 目 。1.1.1 系统结构流程图如下：图 1-1-1 THPHG-1 对象系统流程图图 1-1 THPHG-1 型实验装置实验流程图1.1.2 上位机工程实验项目如下：2图 2 THPHG-1 工程主菜单图 1-2 THPHG-1 型实验装置实验项目1.2 实验装置硬件组成本 套 装 置 为 对 象 和 现 场 变 送 器 显 示 二 次 仪 表 一 体 式 结 构 设 计 ， 对 象 系 统 中 由 液 位 水 箱 、复 合 加 热 水 箱 、 仪 表 控 制 箱 、 各 类 检 测 装 置 、 两 套 执 行 器 、 一 套 水 路 动 力 系 统 以 及 一 个 接线 箱 组 成 。1.2.1 液位水箱：液 位 水 箱 采 用 淡 蓝 色 优 质 有 机 玻 璃 ， 水 箱 底 部 连 接 有 电 容 式 、 扩 散 硅 和 差 压 液 位 压 力变 送 器 ， 可 对 水 箱 的 压 力 和 液 位 进 行 检 测 和 变 送 。 储 水 箱 内 部 有 椭 圆 形 塑 料 过 滤 网 罩 ， 以防 杂 物 进 入 水 泵 和 管 道 。 1.2.2 复合加热水箱：复 合 加 热 水 箱 由 两 层 水 箱 结 构 组 成 ， 内 层 为 加 热 水 箱 ， 配 备 有 1KW 电 加 热 管 ， 其 顶 盖上 还 布 有 一 条 进 水 管 路 和 两 只 温 度 传 感 器 ， 分 别 为 PT100 和 Cu50 热 电 阻 ， 插 入 深 度 垂 直 居中 、 水 平 偏 前 。 加 热 水 箱 中 设 有 进 水 管 路 ， 还 有 溢 流 保 护 口 ， 保 护 顶 盖 不 承 受 较 大 压 力 。1.2.3 仪表显示控制箱：仪 表 控 制 箱 左 上 方 标 有 本 套 装 置 的 具 体 型 号 ， 面 板 示 意 图 如 图 1-3：3图 1-3 仪表控制箱面板图 无纸记录仪：本 无 纸 记 录 仪 表 可 以 对 现 场 变 送 器 输 出 的 变 量 电 压 值 和 阻 值 进 行 实 时 曲 线 和 历 史 曲 线的 记 录 ， 当 记 录 间 隔 为 1S 时 ， 可 连 续 记 录 36H 的 数 据 ， 当 记 录 间 隔 为 4min 时 可 记 录 360天 的 数 据 。 它 拥 有 128*64 点 阵 式 液 晶 显 示 屏 、 三 通 道 万 能 输 入 和 RS485 通 讯 功 能 ， 是 一 款功 能 强 大 的 无 纸 记 录 仪 表 。 智能调节仪：本 套 装 置 配 备 两 只 智 能 调 节 仪 ， 可 同 时 控 制 两 个 执 行 器 作 用 于 不 同 的 对 象 系 统 ， 每 套仪 表 均 带 有 三 种 输 入 规 格 、 一 路 4 20mA 电 流 信 号 输 出 、 测 量 /输 出 分 屏 显 示 、 模 糊 PID 算法 控 制 及 RS485 通 讯 功 能 ， 是 工 业 中 最 常 见 的 仪 表 之 一 。 流量积算仪：与 智 能 仪 表 不 同 的 是 流 量 积 算 仪 不 仅 可 以 采 集 模 拟 量 信 号 ， 而 且 可 以 将 流 量 信 号 进 行时 间 轴 上 的 累 积 ， 并 可 进 行 相 应 的 流 量 批 量 控 制 实 验 ， 这 些 都 是 工 业 现 场 常 用 的 功 能 ， 此外 流 量 积 算 仪 还 具 有 RS485 通 讯 功 能 。 各种传感器、变送器和控制信号接口：本 套 对 象 系 统 共 配 置 10 件 检 测 装 置 ， 它 们 接 口 按 输 出 信 号 的 不 同 ， 分 类 排 列 在 面 板 上 ，以 供 仪 表 引 用 。 两 套 执 行 器 的 输 入 信 号 ， 位 于 检 测 信 号 的 下 面 ， 它 们 主 要 由 仪 表 控 制 输 出连 接 用 。 另 外 还 有 一 路 开 关 量 控 制 离 心 泵 自 动 运 转 开 关 ， 为 仪 表 控 制 箱 流 量 积 算 仪 最 下 面位 置 的 两 排 强 电 接 线 柱 ， 由 流 量 积 算 仪 作 批 量 控 制 时 自 动 控 制 泵 的 开 启 。41.2.4 检测装置： 扩散硅液位变送器：传 感 器 为 扩 散 硅 压 阻 材 料 ， 用 于 测 量 由 水 箱 液 位 高 度 而 产 生 的 压 力 ， 为 直 流 24V 供 电 、4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接 线 、 精 度 0.5 级 ， 是 常 见 普 通 型 传 感 器 、 变 送 器 一 体 式结 构 的 压 力 检 测 装 置 。 电容式液位变送器：传 感 器 为 电 容 式 检 测 机 构 ， 用 于 测 量 由 水 箱 液 位 高 度 而 产 生 的 压 力 ， 为 直 流 24V 供 电 、4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接 线 、 精 度 0.25 级 ， 是 高 精 度 型 传 感 器 、 变 送 器 一 体 式 结构 的 压 力 检 测 装 置 。 差压液位变送器：传 感 器 为 扩 散 硅 压 阻 材 料 ， 用 于 测 量 由 水 箱 液 位 高 度 而 产 生 的 压 力 ， 它 的 一 端 通 有 大气 ， 是 一 种 表 压 检 测 机 构 的 传 感 器 ， 为 直 流 24V 供 电 、 4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接线 、 精 度 0.5 级 ， 是 常 见 普 通 型 传 感 器 、 变 送 器 一 体 式 结 构 的 压 力 检 测 装 置 。 涡轮流量计：传 感 器 为 涡 轮 结 构 ， 是 一 种 速 度 式 检 测 仪 表 ， 本 套 装 置 中 用 于 检 测 水 流 量 大 小 ， 在 小流 量 时 拥 有 很 高 的 精 度 ， 变 送 器 为 直 流 24V 供 电 、 4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接 线 、精 度 1.0 级 ， 是 高 精 度 型 传 感 器 、 变 送 器 一 体 式 结 构 的 流 量 检 测 装 置 。 电磁流量计：传 感 器 为 电 磁 法 兰 结 构 ， 利 用 法 拉 第 电 磁 感 应 原 理 对 导 电 介 质 水 进 行 测 量 ， 变 送 器 为交 流 220V 供 电 、 4 20mA 变 送 输 出 、 精 度 0.5 级 ， 是 高 精 度 型 传 感 器 、 变 送 器 一 体 式 结 构的 流 量 检 测 装 置 。 孔板流量计：采 用 标 准 孔 板 环 式 ， 孔 径 比 及 相 关 详 细 参 数 见 节 流 装 置 技 术 资 料 。 孔 板 两 侧 所 产 生 的压 力 差 由 差 压 变 送 器 进 行 测 量 。 电容式差压变送器：传 感 器 为 电 容 式 检 测 机 构 ， 用 于 检 测 由 于 孔 板 节 流 而 产 生 的 压 力 差 ， 为 直 流 24V 供 电 、4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接 线 、 精 度 0.5 级 ， 管道静压变送器：传 感 器 为 扩 散 硅 压 阻 材 料 ， 用 于 测 量 电 动 调 节 阀 前 端 管 道 压 力 的 变 化 情 况 ， 为 直 流24V 供 电 、 4 20mA 变 送 输 出 、 标 准 两 线 制 接 线 、 精 度 0.5 级 ， 是 常 见 普 通 型 传 感 器 、 变 送器 一 体 式 结 构 的 压 力 检 测 装 置 。 PT100 铂电阻温度传感器：本 套 装 置 中 共 有 两 只 PT100 铂 电 阻 温 度 传 感 器 ， 一 只 安 装 在 孔 板 节 流 装 置 的 下 游 管 道中 ， 用 以 检 测 流 过 节 流 装 置 的 介 质 水 的 温 度 ； 另 一 只 安 装 在 复 合 加 热 水 箱 的 顶 盖 上 ， 用 以检 测 加 热 系 统 介 质 水 的 温 度 。0 Cu50 铜电阻温度传感器：铜 电 阻 温 度 传 感 器 也 安 装 在 复 合 加 热 水 箱 的 顶 盖 上 ， 与 安 装 在 同 样 位 置 的 PT100 温 度传 感 器 进 行 对 比 实 验 用 。1.2.5 执行器： 电动调节阀：采 用 智 能 直 行 程 电 动 调 节 阀 ， 用 来 对 控 制 回 路 的 流 量 进 行 调 节 。 它 具 有 精 度 高 、 技 术5先 进 、 体 积 小 、 重 量 轻 、 推 动 力 大 、 功 能 强 、 控 制 单 元 与 电 动 执 行 机 构 一 体 化 、 可 靠 性 高 、操 作 方 便 等 优 点 ， 电 源 为 单 相 220V， 控 制 信 号 为 DC4 20mA， 使 用 和 校 正 非 常 方 便 。 单相调压模块：单 相 调 压 模 块 安 装 在 控 制 箱 内 部 ， 它 为 单 相 交 流 220V 输 入 ， 输 出 为 单 相 交 流 220V 平滑 可 调 ， 控 制 信 号 为 DC4 20mA， 利 用 智 能 调 节 仪 的 输 出 信 号 可 控 制 调 压 模 块 的 输 出 电 压 ，从 而 使 加 热 介 质 水 的 温 度 最 终 稳 定 在 某 一 数 值 ， 实 现 温 度 的 自 动 控 制 。1.2.6 水路动力系统：本 套 系 统 的 水 路 动 力 系 统 为 离 心 泵 ， 它 的 性 能 好 坏 影 响 到 整 套 装 置 信 号 检 测 的 优 良 ，本 套 装 置 采 用 的 离 心 泵 在 各 方 面 的 指 标 都 达 到 了 进 行 高 精 度 实 验 的 要 求 ， 提 供 了 稳 定 的 水流 、 合 理 的 流 量 和 适 度 的 扬 程 等 其 它 性 能 指 标 。1.2.7 接线箱：本 套 装 置 设 置 了 接 线 箱 ， 为 学 生 提 供 了 开 放 式 实 训 平 台 ,通 过 自 己 动 手 ， 实 际 演 练 ， 锻炼 了 自 我 的 动 手 能 力 和 现 场 操 作 能 力 。1.3 实验系统软件介绍本 套 系 统 采 用 了 北 京 昆 仑 通 态 的 正 版 组 态 软 件 MCGS 对 现 场 二 次 仪 表 进 行 实 时 监 控 ， 控制 箱 中 的 四 块 仪 表 均 带 有 RS485 通 讯 功 能 ， 通 过 组 态 软 件 可 与 计 算 机 建 立 通 讯 关 系 ， 完 成计 算 机 监 控 相 关 实 验 内 容 。1.3.1 MCGS 组态软件简介：MCGS(Monitor and Control Generated System)是 一 套 基 于 Windows 平 台 的 ， 用 于 快速 构 造 和 生 成 上 位 机 监 控 系 统 的 组 态 软 件 系 统 ， 可 运 行 于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/XP 等 操 作 系 统 。MCGS 为 用 户 提 供 了 解 决 实 际 工 程 问 题 的 完 整 方 案 和 开 发 平 台 ， 能 够 完 成 现 场 数 据 采 集 、实 时 和 历 史 数 据 处 理 、 报 警 和 安 全 机 制 、 流 程 控 制 、 动 画 显 示 、 趋 势 曲 线 和 报 表 输 出 以 及企 业 监 控 网 络 等 功 能 。使 用 MCGS， 用 户 无 须 具 备 计 算 机 编 程 的 知 识 ， 就 可 以 在 短 时 间 内 轻 而 易 举 地 完 成 一 个运 行 稳 定 ， 功 能 全 面 ， 维 护 量 小 并 且 具 备 专 业 水 准 的 计 算 机 监 控 系 统 的 开 发 工 作 。MCGS 具 有 操 作 简 便 、 可 视 性 好 、 可 维 护 性 强 、 高 性 能 、 高 可 靠 性 等 突 出 特 点 ， 已 成 功应 用 于 石 油 化 工 、 钢 铁 行 业 、 电 力 系 统 、 水 处 理 、 环 境 监 测 、 机 械 制 造 、 交 通 运 输 、 能 源原 材 料 、 农 业 自 动 化 、 航 空 航 天 等 领 域 ， 经 过 各 种 现 场 的 长 期 实 际 运 行 ， 系 统 稳 定 可 靠 。1.3.2 MCGS 组态软件的系统构成： MCGS 组态软件的整体结构：MCGS 5.5 软 件 系 统 包 括 组 态 环 境 和 运 行 环 境 两 个 部 分 。 组 态 环 境 相 当 于 一 套 完 整 的 工具 软 件 ， 帮 助 用 户 设 计 和 构 造 自 己 的 应 用 系 统 。 运 行 环 境 则 按 照 组 态 环 境 中 构 造 的 组 态 工程 ， 以 用 户 指 定 的 方 式 运 行 ， 并 进 行 各 种 处 理 ， 完 成 用 户 组 态 设 计 的 目 标 和 功 能 。MCGS 组 态 软 件 由 “MCGS 组 态 环 境 ”和 “MCGS 运 行 环 境 ”两 个 系 统 组 成 。 两 部 分 既 互相 独 立 ， 又 紧 密 相 关 ， 如 图 1-4 所 示 。组态环境：组态生成应用系统运行环境：解释执行组态结果组态结果数据库6图 1-4 MCGS 组态原理图MCGS 组 态 环 境 是 生 成 用 户 应 用 系 统 的 工 作 环 境 ， 由 可 执 行 程 序 McgsSet.exe 支 持 ， 其存 放 于 MCGS 目 录 的 Program 子 目 录 中 。 用 户 在 MCGS 组 态 环 境 中 完 成 动 画 设 计 、 设 备 连 接 、编 写 控 制 流 程 、 编 制 工 程 打 印 报 表 等 全 部 组 态 工 作 后 ， 生 成 扩 展 名 为 .mcg 的 工 程 文 件 ， 又称 为 组 态 结 果 数 据 库 ， 其 与 MCGS 运 行 环 境 一 起 ， 构 成 了 用 户 应 用 系 统 ， 统 称 为 “工 程 ” 。MCGS 运 行 环 境 是 用 户 应 用 系 统 的 运 行 环 境 ， 由 可 执 行 程 序 McgsRun.exe 支 持 ， 其 存 放于 MCGS 目 录 的 Program 子 目 录 中 。 在 运 行 环 境 中 完 成 对 工 程 的 控 制 工 作 。MCGS 系 统 如 图 1-5 所 示 ：图 1-5 MCGS 系统图 MCGS 组态软件五大组成部分：MCGS 组 态 软 件 所 建 立 的 工 程 由 主 控 窗 口 、 设 备 窗 口 、 用 户 窗 口 、 实 时 数 据 库 和 运 行 策略 五 部 分 构 成 ， 每 一 部 分 分 别 进 行 组 态 操 作 ， 完 成 不 同 的 工 作 ， 具 有 不 同 的 特 性 。 主控窗口：是 工 程 的 主 窗 口 或 主 框 架 。 在 主 控 窗 口 中 可 以 放 置 一 个 设 备 窗 口 和 多 个 用户 窗 口 ， 负 责 调 度 和 管 理 这 些 窗 口 的 打 开 或 关 闭 。 主 要 的 组 态 操 作 包 括 ： 定 义 工 程 的名 称 ， 编 制 工 程 菜 单 ， 设 计 封 面 图 形 ， 确 定 自 动 启 动 的 窗 口 ， 设 定 动 画 刷 新 周 期 ， 指定 数 据 库 存 盘 文 件 名 称 及 存 盘 时 间 等 。 设备窗口：是 连 接 和 驱 动 外 部 设 备 的 工 作 环 境 。 在 本 窗 口 内 配 置 数 据 采 集 与 控 制 输 出设 备 ， 注 册 设 备 驱 动 程 序 ， 定 义 连 接 与 驱 动 设 备 用 的 数 据 变 量 。 用户窗口：本 窗 口 主 要 用 于 设 置 工 程 中 人 机 交 互 的 界 面 ， 诸 如 ： 生 成 各 种 动 画 显 示 画面 、 报 警 输 出 、 数 据 与 曲 线 图 表 等 。 实时数据库：是 工 程 各 个 部 分 的 数 据 交 换 与 处 理 中 心 ， 它 将 MCGS工 程 的 各 个 部 分 连 接成 有 机 的 整 体 。 在 本 窗 口 内 定 义 不 同 类 型 和 名 称 的 变 量 ， 作 为 数 据 采 集 、 处 理 、 输 出控 制 、 动 画 连 接 及 设 备 驱 动 的 对 象 。 运行策略：本 窗 口 主 要 完 成 工 程 运 行 流 程 的 控 制 。 包 括 编 写 控 制 程 序 （ ifthen脚 本程 序 ） ， 选 用 各 种 功 能 构 件 ， 如 ： 数 据 提 取 、 定 时 器 、 配 方 操 作 、 多 媒 体 输 出 等 。图 1-6 为 MCGS 系 统 组 成 图 ：7图 1-6 MCGS 系统组成图 1.3.3 MCGS 组态软件的功能和特点：与 国 内 外 同 类 产 品 相 比 ， MCGS 5.5 组 态 软 件 具 有 以 下 特 点 ： 全中文、可视化、面向窗口的组态开发界面，符合中国人的使用习惯和要求，真正的32位程序，可运行于Microsoft Windows95/98/Me/NT/2000/XP等多种操作系统。 庞大的标准图形库、完备的绘图工具以及丰富的多媒体支持，使您能够快速地开发出集图像、声音、动画等于一体的漂亮、生动的工程画面。 全新的ActiveX动画构件，包括存盘数据处理、条件曲线、计划曲线、相对曲线、通用棒图等，使您能够更方便、更灵活地处理、显示生产数据。 支持目前绝大多数硬件设备，同时可以方便地定制各种设备驱动；此外，独特的组态环境调试功能与灵活的设备操作命令相结合，使硬件设备与软件系统间的配合天衣无缝。 简单易学的类Basic脚本语言与丰富的MCGS策略构件，使您能够轻而易举地开发出复杂的流程控制系统。 强大的数据处理功能，能够对工业现场产生的数据以各种方式进行统计处理，使您能够在第一时间获得有关现场情况的第一手数据。 方便的报警设置、丰富的报警类型、报警存贮与应答、实时打印报警报表以及灵活的报警处理函数，使您能够方便、及时、准确地捕捉到任何报警信息。 完善的安全机制，允许用户自由设定菜单、按钮及退出系统的操作权限。此外，MCGS 5.5还提供了工程密码、锁定软件狗、工程运行期限等功能，以保护组态开发者的成果。 强大的网络功能，支持TCP/IP、Modem、485/422/232，以及各种无线网络和无线电台等多种网络体系结构。 良好的可扩充性，可通过OPC、DDE、ODBC、ActiveX等机制，方便地扩展MCGS 5.5组态软件的功能，并与其他组态软件、MIS系统或自行开发的软件进行连接。 提供了WWW浏览功能，能够方便地实现生产现场控制与企业管理的集成。在整个主控窗口 设备窗口 用户窗口 实时数据库 运行策略MCGS 工控组态软件菜单设计设置工程属性设定存盘结构添加工程设备连接设备变量注册设备驱动创建动画显示设置报警窗口人机交互界面定义数据变量 编写控制流程使用功能构件8企业范围内，只使用IE浏览器就可以在任意一台计算机上方便地浏览与生产现场一致的动画画面，实时和历史的生产信息，包括历史趋势，生产报表等等，并提供完善的用户权限控制。1.3.4 MCGS 组态软件的工作方式： MCGS如何与设备进行通讯：MCGS通过设备驱动程序与外部设备进行数据交换。包括数据采集和发送设备指令。设备驱动程序是由VB、VC程序设计语言编写的DLL（动态连接库）文件，设备驱动程序中包含符合各种设备通讯协议的处理程序，将设备运行状态的特征数据采集进来或发送出去。MCGS负责在运行环境中调用相应的设备驱动程序，将数据传送到工程中的各个部分，完成整个系统的通讯过程。每个驱动程序独占一个线程，达到互不干扰的目的。 MCGS如何产生动画效果：MCGS为每一种基本图形元素定义了不同的动画属性，如：一个长方形的动画属性有可见度，大小变化，水平移动等，每一种动画属性都会产生一定的动画效果。所谓动画属性，实际上是反映图形大小、颜色、位置、可见度、闪烁性等状态的特征参数。然而，我们在组态环境中生成的画面都是静止的，如何在工程运行中产生动画效果呢？方法是：图形的每一种动画属性中都有一个“表达式”设定栏，在该栏中设定一个与图形状态相联系的数据变量，连接到实时数据库中，以此建立相应的对应关系，MCGS称之为动画连接。 MCGS如何实施远程多机监控：MCGS提供了一套完善的网络机制，可通过TCP/IP网、Modem网和串口网将多台计算机连接在一起，构成分布式网络监控系统，实现网络间的实时数据同步、历史数据同步和网络事件的快速传递。同时，可利用MCGS提供的网络功能，在工作站上直接对服务器中的数据库进行读写操作。分布式网络监控系统的每一台计算机都要安装一套MCGS工控组态软件。MCGS把各种网络形式，以父设备构件和子设备构件的形式，供用户调用，并进行工作状态、端口号、工作站地址等属性参数的设置。 如何对工程运行流程实施有效控制：MCGS开辟了专用的“运行策略”窗口，建立用户运行策略。MCGS提供了丰富的功能构件，供用户选用，通过构件配置和属性设置两项组态操作，生成各种功能模块（称为“用户策略”），使系统能够按照设定的顺序和条件，操作实时数据库，实现对动画窗口的任意切换，控制系统的运行流程和设备的工作状态。所有的操作均采用面向对象的直观方式，避免了烦琐的编程工作。1.3.5 MCGS 在本套设备中的具体应用：根 据 工 业 现 场 常 用 功 能 ， 本 实 验 项 目 包 含 了 MCGS 的 动 态 棒 图 、 数 据 显 示 、 实 时 曲 线 、历 史 曲 线 、 实 时 /历 史 数 据 报 表 以 及 各 类 众 多 的 控 件 等 ， 利 用 这 些 控 件 可 以 方 便 的 完 成 所 有实 验 。 另 外 使 用 MCGS 的 设 备 组 态 ， 通 过 一 根 RS485 通 讯 线 可 以 方 便 的 同 时 挂 起 控 制 箱 中 的三 块 仪 表 ， 其 中 无 纸 记 录 仪 是 通 过 OPC 功 能 与 计 算 机 建 立 通 讯 关 系 ， 但 通 讯 协 议 仍 然 是485 协 议 ， 因 其 与 智 能 调 节 仪 分 属 不 同 厂 家 的 设 备 ， 驱 动 定 义 的 读 写 地 址 不 同 ， 所 以 它 不能 与 其 它 三 块 仪 表 同 时 挂 在 一 个 串 口 上 使 用 。 在 MCGS 组 态 软 件 中 ， 我 们 可 以 很 方 便 的 进 行开 发 组 态 。92 A3000 过程控制实验装置的结构组成和系统认识 2.1 总体架构A3000测试平台总体物理系统如图 1-7所示。（控制系统有 30多种，现场系统可能具有现场总线。）图 1-7 A3000 测试平台物理系统逻辑结构如图1-8所示。A3000现场系统特性：计算机控制系统I/O 模块 AI,DI I/O 模块 AO,DO温度、压力、流量、液位、执行器A3000 现场系统下装调试编程 组态通讯调试图 1-8 总体逻辑结构101. 尺寸：1450（毫米宽度）X700 （毫米深度）X1950 （毫米高度）。全不锈钢框架。2. 电力：三相接地四线制380V 10%，单相三线制，220V10%，3. 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：1. 尺寸：800(宽度)X60 （深度） X1950（高度）。标准工业机柜。2. 电力：单相三线制，220V 10%，3. 能耗：最大额定用电1kw/h。2.2 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。为了防止动力设备静电积累而触电或者损坏设备，所以系统必须可靠接地。2.2.1 现场系统工艺流程图现场系统工艺流程图如图1-9所示。(滞后盘管) (换 热 器 )图1-9 系统工艺示意流程图( 不含控制系统 )总体的测点清单如表1所示。11表 1-1 整体流程测点清单序号 位号或代号 设备名称 用途 原始信号类型 工程量1 TE-101 热电阻 锅炉水温 Pt100 AI 01002 LSL-105 液位开关 锅炉液位极低联锁 干接点 DI NC3 LSH-106 液位开关 锅炉液位极高联锁 干接点 DI NC4 XV-101 电磁阀 一支路给水切断 光电隔离 DO NC5 XV-102 电磁阀 二支路给水切断 光电隔离 DO NC6 AL-101 报警 光电隔离 DO NC7 FT-101 涡轮流量计 一支路给水流量 420mADC AI 03m 3/h8 PT-101 压力变送器 给水压力 420mADC AI