自动控制系统综合实验报告
水箱液位控制
J自动化0703班
铅板加工
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贝克曼梁学号：XXXXX
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目录
自动控制系统综合实验报告 (1)
第一章现场总线控制系统（FCS）的组成 (1)
一、系统简介 (1)
二、系统组成 (1)
1. 被控对象 (2)
升华仪2. 检测装置 (2)
3. 执行机构 (3)
4. 控制器 (3)
5. 空气压缩机 (3)
三、总线控制柜 (3)
四、系统软件 (3)
1、SIEMENS简介 (4)
2、STEPS简介 (4)算牌器
3、WINCC简介 (4)
第二章下位机程序的边协调是与下载 (5)
一、STEP 7简介 (5)
二、STEP 7的安装 (5)
三、STEP 7的硬件配置和程序结构 (5)
四、工程新建 (6)
五、程序编写 (6)
2、在机架的１号槽添加电源PS 307 5A (6)
3、添加CPU 315-2 DP (7)
4、添加PROFIBUS-DP通信总线 (8)防止冷凝水
5、添加以太网通信处理器CP 343-1 (8)
6、添加以太网 (8)
7、添加DP/PA 连接器IM 153-2 OD (9)
8、添加分布式Ｉ/O设备ET200M (9)
9、添加变频器MICROMASTER 4 (10)
11、添加PROFIBUS-PA设备 (11)
六、程序下载 (11)
第三章上位机组态软件编写 (12)
一、WINCC 概述 (12)
二、WINCC的安装 (12)
三、WINCC的通讯连接和画面组态方法 (12)
1. 通讯驱动程序 (13)
自制cd架2. 通道单元 (13)
3、连接 (13)
4、WINCC变量 (14)
四、WINCC组态程序的编写 (14)
1．打开WINCC组态环境 (14)
2．新建一工程 (15)
3．组态变量 (16)
4．画面组态 (20)
5．实时曲线和历史曲线的组态 (23)
6．添加按钮动作 (24)
7．保存组态画面 (26)
第四章基于OPC技术的matlab与wincc的数据交换 (27)
第一节OPC技术简介 (27)
第二节Matlab 作为客户端访问OPC服务器的通信流程 (30)
第三节MATLAB 与WINCC 数据通讯的实现 (31)
自动控制系统综合实验报告
第一章现场总线控制系统（FCS）的组成
一、系统简介
本现场总线控制系统是基于PROFIBUS和工业以太网通讯协议、在传统过程控制实验装置的基础上升级而成的新一代过程控制系统。
整个实验装置分为上位控制系统和控制对象两部分，上位控制系统流程图如图1-1所示：
图1-1上位控制系统流程图
控制对象总貌图如图1-2所示。
二、系统组成
本实验装置对象主要由网孔板、不锈钢储水箱、有机玻璃水箱、电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式锅炉夹套构成)、纯滞后盘管等组成。在实验屏的下面布置有储水箱和两套供水系统。 两路独立的供水系统（主副回路），分别由两只独立的水泵驱动供水，主回路采用现场总
线仪表，副回路采用常规仪表。主要包括磁力泵、电动调节阀、气动调节阀、电磁流量计、涡轮流量计、压力变送器、液位变送器、差压变送器、温度传感器等。管路系统采用快速连接管道，可以自由拆装组合，管路中设置了电磁阀，可以实现手自动切换。在调节阀的旁路设计有旁路阀。 图1-2 控制对象总貌图
1.被控对象
（1）水箱：
包括大容积的不锈钢储水箱1套、有机玻璃工作水箱4只，容积大于40升。有机玻璃工作水箱采用淡蓝
优质有机玻璃，不但坚实耐用，而且透明度高，便于直接观察液位的变化和记录结果。储水箱内部有两个椭圆形塑料过滤网罩，以防杂物进入水泵和管道。除此之外，储水箱还设计了液位报警保护系统，以免水泵空转而影响水泵的使用寿命。
(2) 加温锅炉及盘管：
不锈钢加温锅炉，包括加热层（加温内筒）和冷却层（冷却夹套），均由不锈钢精制而成，可利用它进行温度实验。模拟工业现场的管道输送和滞后环节的纯滞后盘管，为了确保大滞后时间常数，设计长度达20多米，管径为15mm。
2.检测装置
压力传感器、变送器：采用SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯协议的压力传感器和工业用的扩散硅压力变送器，扩散硅压力变送器含不锈钢隔离膜片，同时采用信号隔离技术，对传感器温度漂移跟随补偿。压力传感器用来对上、下水箱的液位进行检测，其精度为0.5级，因为为二线制，故工作时需串接24V直流电源。
温度传感器：本装置采用五个Pt100传感器，分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套以及盘管的水温。五个Pt100传感器的检测信号中检测锅炉内胆温度的一路到SIEMENS带PROFIBUS-PA通讯协议的温度
变送器，直接转化成数字信号；另外四路经过常规温度变送器，可将温度信号转换成4～20mADC电流信号。Pt100传感器精度高，热补偿性能较好。
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