喷雾干燥过程双重控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)

喷雾干燥过程双重控制系统设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

用来控制冷空气流量阀 CH CH4 设置同 CH1 ② 1～ 4：通道 D/A 值 ③ 5：数据保持模式 ④ 29：错误状态 ⑤ 30：特殊功能模块的识别码（ K3020） 4DA 的模块初始化程序为： 指标 温度 PID 控制 16 流量 PID 控制 喷雾干燥过程双重控制系统设计 17 手自动切换控制 如上图温度、流量的 PID 控制程序中， M50、 M51 实现系统的手自动切换。 当 M50、 M51 都闭合时的时候为手动状态控制，当 M50、 M51 都 打开的时候为自动状态控制。 程序调试 将程序在编程软件中反复调试，检查是否有语法错误，观看各步是否顺利实现，通过模拟调试， PLC 控制程序初步完成，之后可以进行联机调试。 18 3 喷雾干燥过程双重 控制系统人机界面设计 MCGS 组态软件简介 MCGS (Monitor and Control Generated System，通用监控系统 )是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件， 可稳定运行于 Windows95/98/NT操作系统，集动画显示、流程控制、数据采集、 设备控制与输出、网络数据传输、双机热备、工程报表、数据与曲线等诸多强大功能于一身，并支持国内外众多数据采集与输出设备，广泛应用于石油、电力、化工、钢铁、矿山、冶金、机械、纺织、航天、建筑、材料、制冷、交通、通讯、食品、制造与加工业、水处理、环保、智能楼宇、实验室等多种工程 领域 [5]。 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，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。 MCGS 组态软件由组态环境和运行环境两个系统组成。 两部分互相独立，又紧密相关。 如图 3 32所示： 图 31 MCGS整体结构 The integer configuration of MCGS 喷雾干燥过程双重控制系统设计 19 图 32 组态的生成与运行 Creating and function of configuration MCGS 的工程构成 MCGS 组态软件 [4]工程有五大组成部分。 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。 图 33 MCGS工程的构成 The constitutes of MCGS project 主控窗口 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 MCGS 用户窗口 主控窗口 设备窗口 运 行策略 实时数据库 系统菜单 系统参数 启动参数 设备构件 1 设备构件 n 图元 图符 动画构件 数据对象 报警处理 存盘处理 启动策略 循环策略 推出策略 自定义策略 20 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 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 用户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 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 运行测略窗口主要完成工程运行流程的控制。 包括编写控制程序（ if„then脚本程序），选用各种功能构件，如：数据提取、历史曲线、定时器、配方操作、多媒体输出等。 组建 MCGS 工程的一般过程 工程项目系统分析 分析工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程，弄清系统的控制流程和测控对象的特征，明确监控要求和动画显示方式，分析工程中的设备采集及输出通道与软件中实时数据库变量的对应关系，分清哪些变量是要求与设备连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。 工程立项搭建 框架 MCGS 称为建立新工程。 主要内容包括：定义工程名称、封面窗口名称和启动窗口（封面窗口退出后接着显示的窗口）名称，指定存盘数据库文件的名称喷雾干燥过程双重控制系统设计 21 以及存盘数据库，设定动画刷新的周期。 经过此步操作，即在 MCGS 组态环境中，建立了由五部分组成的工程结构框架。 封面窗口和启动窗口也可等到建立了用户窗口后，再行建立。 设计菜单基本体系 为了对系统运行的状态及工作流程进行有效地调度和控制，通常要在主控窗口内编制菜单。 编制菜单分两步进行，第一步首先搭建菜单的框架，第二步再对各级菜单命令进行功能组态。 在组态过程中，可 根据实际需要，随时对菜单的内容进行增加或删除，不断完善工程的菜单。 制作动画显示画面 动画制作分为静态图形设计和动态属性设置两个过程。 前一部分类似于“画画”，用户通过 MCGS 组态软件中提供的基本图形元素及动画构件库，在用户窗口内“组合”成各种复杂的画面。 后一部分则设置图形的动画属性，与实时数据库中定义的变量建立相关性的连接关系，作为动画图形的驱动源。 编写控制流程程序 在运行策略窗口内，从策略构件箱中，选择所需功能策略构件，构成各种功能模块（称为策略块），由这些模块实现各种人机交互操作。 MCGS 还为用户提供了编程用的功能构件（称之为“脚本程序”功能构件），使用简单的编程语言，编写工程控制程序。 完善菜单按钮功能 包括对菜单命令、监控器件、操作按钮的功能组态；实现历史数据、实时数据、各种曲线、数据报表、报警信息输出等功能；建立工程安全机制等。 编写程序调试工程 利用调试程序产生的模拟数据，检查动画显示和控制流程是否正确。 连接设备驱动程序 选定与设备相匹配的设备构件，连接设备通道，确定数据变量的数据处理方式，完成设备属性的设置。 此项操作在设备窗口内进行。 22 工程完工综合测试 最后测试工程各部分的工作情况，完成整个工程的组态工作，实施工程交接。 喷雾干燥过程 计算机控制系统人机界面 MCGS 的设计 工程分析 通过上两章对 喷雾干燥过程 控制的分析和设计，整体上对工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能有了详细的了解，下面为具体的框架组成。 工程框架 8 个用户窗口：喷雾干燥过程 控制 、 PID 参数、实时曲线、历史曲线、实验接线图、数据报表、报警显示 4个主菜单：系统管理、通讯状态、清除设置、帮助 1个子菜单：操作说明 5个策略 ：启动策略、退出策略、数据显示、报警数据、历史数据 数据对象：流量调节阀、流量、温度、流量上限、温度上限、流量下限、温度下限。 图形制作 喷雾干燥 计算机控制系统窗口 [3]： 干燥塔 、调节阀、流量传感器、温度传感器：由对象元件库引入； 管道：通过流动块构件实现； 温度、流量控制：通过输入框输入实现；显示通过标签构件实现； PID设定和给定值，通过标签、输入框构件实现。 实时曲线窗口：实时曲线，通过实时曲线构件实现。 历史曲线窗口 :历史曲线 ,通过历史 曲线构件实现 . 报警显示窗口：报警数据，通过报警显示构件实现。 流程控制：通过循环策略中的脚本程序策略块实现。 安全机制 :过用户权限管理、工程安全管理、脚本程序实现。 工程建立 在 MCGS 组态平台上，单击 “ 用户窗口 ” ，在 “ 用户窗口 ” 中单击 “ 新建窗喷雾干燥过程双重控制系统设计 23 口 ” 按钮，则产生新 “ 窗口 0” ， 选中窗口 0” ，单击 “ 窗口属性 ” ，进入“ 用户窗口属性设置 ” ，将 “ 窗口名称 ” 改为： 喷雾干燥 ；将 “ 窗口标题 ” 改为： 喷雾干燥 ；在 “ 窗口位置 ” 中选中 “ 最大化显示 ” ，其它不变，单击 “ 确认 ” 点击“保存”按钮，工程创建完毕。 按上述操作建 立 “ PID 参数 ” 、 “ 实时曲线 ” 、 “ 历史曲线 ” 、 “ 数据报表 ” 、 “ 报警显示 ” 等用户窗 口 .如图 34所示 : 图 34 用户窗口 The window of user 建立和编辑各窗口画面 图 35 喷雾干燥控制系统窗口 The window of Spraydrying control system 24 图 36报警显示窗口 Alarm display window 图 37 PID参数窗口 PID parameters window 喷雾干燥过程双重控制系统设计 25 图 38 通讯状态窗口 Communication status window 定义数据对象 实时数据库是 MCGS 工程的数据交换和数据处理中心。 数据对象是构成实时数据库的基本单元，建立实时数据库的过程也就是定义数据对象的过程。 定义数据对象的内容主要包括 : 指定数据变量的名称、类型、初始值和数值范围，确定与数据变量存盘相关的参数，如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。 数据对象进行分析： 温度 T 数值型 指标 温度的变化 流量 F 数值型 流量的变化 调节阀 V 数值型 控制流量的进入 通讯状态。