水箱液位串级控制系统实训报告

实训指导教师：李红萍、王银锁

系 专 班 姓	别：电子电气工程系 业：生产过程自动化
	级：053	班
	名：郁	万	彬

实训地点：兰州石化学院第二工业中心6F

实训时间：2007.12.17~2008.1.3

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9.2.2水箱液位串级控制系统

1.实训目的

（1）熟悉集散控制系统的组成（见附录B）。
（2）学习MACS组态软件的使用方法。
（3）培养学生灵活组态的能力。

（4）掌握系统组态与装置调试的技能。

（5）掌握串级控制系统的组态方法。

2.实训内容

（1）水箱液位串级控制系统数据库组态。
（2）水箱液位串级控制系统设备组态。
（3）水箱液位串级控制系统算法组态。
（4）水箱液位串级控制系统画面组态。
（5）水箱液位串级控制系统调试。

3.实训设备和器材

（1）THSA-1型生产过程自动化技术综合实训装置。（2）万用表一个、PC/PPI通信电缆一根。

4.实训接线

参照图9.82完成系统接线。

图9.82水箱液位串级控制系统接线

5.实训步骤 图

（1）工程分析水箱液位串级控制系统需要两个输入信号端子和一个输出端子，因此选用一个模拟量输入模块（FM148A）和一个模拟量输出模块（FM151）。FM148A的通道2采集上水箱液位数据，FM148A的通道3采集中水箱液位数据，控制输出信号由模拟量输出模块（FM151）的通道1送出，去操纵电动控制阀的开度。

（2）建立工程。

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①参照图9.83和图9.84，打开数据库组态工具，进入数据库组态界面。

图9.83 数据库组态工具打开步骤

图9.84 数据库组态界面

②在数据库总控组态界面中工具栏下单击新建工程按钮，弹出如图9.85所示添加工程的对

话框，添入工程名称，单击确定。

图9.85 添加工程

③工程建立之后可以在c：\hs2000macs组态软件下看到新建的工程名称。

（3）编辑数据库。

①选择编辑→编辑数据库，在弹出的对话框如图9.86所示，输入用户名Bjhc和密码3dlcz，

单击确定，进入数据库编辑界面。

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图9.86 进入数据库编辑界面

②参照图9.87(a)选择系统→数据操作，单击确定，弹出如图9.87(b)所示窗口。因为水箱液

位串级控制控制系统使用两个模块，三个通道，所以需要编辑三个点号。

图9.87（a）数据库编辑

图9.87（b）数据库编辑

③单击数据操作后，选择模拟量输入，在右边选择项名列表框中，选择必须设置的项目名称，

见表9.12，单击确定并添加记录。

表9.12 模拟量输入项

记录号	通道 号	采集 周期	标度变换类型	设备号	量程下限	量程 上限	输出格式	点名	信号 范围	站号
1	2	1	标度变换	2	0	200	xxxxxx	lt2	1～5V	10
2	3	1	标度变换	2	0	200	xxxxxx	lt3	1～5V	10

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④选择AO模拟量输出，按表9.13选择项名称，单击确定并添加记录。

表9.13 模拟量输出项

当前 值	通道 号	采集周期	标度变换	设备号	量程 下限	量程上限	输出格式	点 名	站号
0	1	1	4～20mA/1～5V	4	0	100	xxxxxx	O1	10

钮即可保存。

⑥单击数据库编译→基本编译，若显示数据库编译成功，则数据库组态完毕。

（4）设备组态。

①按照“开始→程序→MACS组态软件→设备组态工具”的顺序，打开设备组态工具，定义系统设备和I/O设备。

②设置系统设备。

●选择打开新建的工程。

●选择编辑→系统设备，打开系统设备组态对话框。

●选中MACS设备组态，右击鼠标，选择添加节点。

●在“现场控制站、操作员站、服务站”中选择现场控制站。

●选中现场控制站，右击鼠标选择添加设备，分别添加主控单元、以太网卡。

●重复以上步骤分别添加操作员站、服务站，如图9.88所示。

●操作员站以太网卡属性设置方法是右击以太网卡选择属性，将它的IP地址改为128.0.0.2；服务站以太网卡属性设置方法是右击以太网卡选择属性，将它的IP地址分别改为128.0.0.1和168.0.0.1。系统设备设置完毕。

图9.88 系统设备

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图9. 检查类型

③设置I/O设备。

●选择编辑→I/O设备，打开I/O设备组态对话框。

●选择菜单“查看/自定义链路”，选择DP链路，关连主卡选择“HSFM121.hsg。

●选择菜单“查看/自定义设备”在DP链路下添加新的设备，引入所使用的设备，FM148选用hsfm145.hsg，FM151选用hsfm151.hsg。

●选择“现场控制站”右键添加DP链路如图9.90所示。

图9.91 I/O设备
●选中FM145，更改属性将地址设置为2，选用通道的信号量程为0~5VDC，FM151，更改属性将地址设置为4，选用通道的信号量程为4~20mADC。组态结果如图9.92所示。

图9.92 I/O设备

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图9.93 I/O设备

●将组态数据保存到数据库。至此，设备组态完毕。

（5）算法组态
①按照“开始→程序→MACS组态软件→算法组态”的顺序打开算法组态界面。选择文件→

新建工程，打开新建的工程文件。

②选择文件→新建站，在新建的工程下新建站为服务器和控制站10，如图9.94所示。

图9.94 新建站

③参照图9.95，选中控制站10，右击鼠标选择新建方案，在弹出的新建方案对话框中输入

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图9.95 新建方案(a)

方案的名称“串级控制”。

④选择FBD的编程方式，写入方案如图9.96所示。

图9.96新建方案(b)

⑤参照9.97，选择“功能模块→控制算法→PID模块”，设置PID属性。

图9.97(a) PID设置

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图9.97（b） PID属性设置

图9.97（c） PID属性设置

⑥参照图9.98，将PID功能模块放在合适的位置上。

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图9.98 放置控制模块
⑦重复步骤⑤~⑥，将PID2放在相应的位置上。

⑧选择“功能模块→四则运算→乘法”，将乘法功能模块放在相应的位置上。选择“输入输出端子→输入端子”，连接到PID模块的PV端。参照图9.99，选择“输入输出端子→输出端子”，连接到PID模块的AV端，设置结果如图9.100所示。

图9.99 PID属性设置

图9.100（b）输出端子设置

⑨控制方案总图如图9.101所示。

图9.101 控制方案总图

⑩单击编译→当前方案，编译成功后，再单击编译→基本编译，退出算法组态。

（6）图形组态。

①按照“开始→程序→MACS组态软件→MACS图形组态工具”的顺序打开图形组态组态界面；选择文件→打开项目，打开新建的工程文件。

②选择文件→打开文件，在工具栏中单击打开文件夹的按钮，系统有一个自带的图形文件$main，打开系统自带的图形，选择图形，在右键中选择交互特性，将切换底图的特性，切换为菜单.hsg的图形。

③新建一个两级水箱上下串联的图形文件。参照图9.102，利用绘图工具绘制两级水箱上下串联的图形。

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④

图9.102 图形组态效果图

单击中水箱液位的文字特性“xxx.xmm”，右击鼠标，参照图9.103选择动态特性。

图9.103 中水箱液位文字动态特性设置

⑤单击中水箱液位的文字特性“xxx.xmm”，右击鼠标，参照图9.104选择交互动态特性。

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图9.104中水箱液位文字交互特性设置
⑥单击下水箱液位的文字特性“xxx.xmm”，右击鼠标，参照图9.105选择动态特性。

图9.105下水箱液位文字动态特性设置

⑦单击下水箱液位的文字特性“xxx.xmm”，右击鼠标，参照图9.106选择交互动态特性。

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图9.106 下水箱液位文字交互特性设置

⑧单击电动控制阀开度的文字特性“xxx.x％”，右击鼠标，选择动态特性，在文字标签中选择有文字特性，点名为01，域号为0，项名为AV，其他选择默认。

⑨保存文件，图形组态完毕。

（7）组态结果与装置调试。

①打开两台电脑和工控机的电源，按照实训步骤接线和打开或关闭阀门。顺序打开控制屏的电源，打开服务器SERV-U程序。

②在操作员站上打开数据库总控，在空白的菜单下选择要做的实训工程，选择编辑→域组号组态→参照图9.107选择要做的实训工程，单击确定。

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图9.107 选择域
③如图9.108所示选择要做的工程。

图9.108 选择工程
④选择工具栏中的"完全编译"，稍后显示编译成功，如图9.109所示。

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图9.109 编译工程

图9.110 启动服务器
⑤关闭数据库组态，在服务器端启动服务器如图9.110所示。

图9.111 输入用户名和密码
⑥在操作员站打开工程师在线下装,输入用户名和密码hzdcs/hzdcs如图9.111所示。.⑦单击工具栏中的P，选择要做的实训工程，如图9.112所示。

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图9.112 选择工程

⑧如图9.113所示选择菜单中的系统命令→下装，选择服务器下装，双击128.0.0.1，单击下一步直到下装成功。

图9.113（a）下装服务器

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⑨参照步骤⑧，选择菜单中的系统命令→下装，选择操作员下装，双击128.0.0.2，选择下一

步，直到下装成功。

⑩关闭工程师在线下装，在服务器端重新启动服务器。在操作员站打开操作员站在线软件，

在工程师功能中选择登陆，输入用户名superman和口令zy.，服务器启动成功后就可以用新组态

的工程做实训了。

6.注意事项

（1）各项组态完毕必须编译通过。

（2）组态一定要按步骤进行。

（3）磁力驱动泵的正反转。

（4）磁力驱动泵严禁无水运转。

（5）220VAC和380VAC的接线不得接错
（6）注意两个输出的模块的接线。

（7）组态结果与装置统调时，一定要按步骤进行，编译成功后要启动服务器,否则下装不成功.

图9.113（b）下装服务器

7.实训结果分析

（1）输入通道是否正常采集数据并显示数据。
输入通道数据采集正常。

（2）输出通道是否正常驱动控制阀。

阀能随手动输出值改变开度
（3）PID控制规律是否正常发挥作用。

装置投运及参数整定正常
（4）串级控制作用能否正常实现。

串级控制能发挥正常的作用。

实训心得

在这短短的三周时间里，我见到了以前所没有见过的好多东西，也学到了好多东西，譬

如：流程图的绘画、单容、历史曲线、实时曲线、实时数据浏览和实时数据报表的绘制等知

识。对我实属受益匪浅，学会了怎么在计算机上操作，掌握了一定的技能，知道了无论作什

么事必须认真，仔细。

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在实训的过程当中，我学到了很多和组态有关的内容，为我在进入公司前打下了良好的基础，也为我以后的学习做好了铺垫。

通过三周的学习和实训，我们对本专业的知识总算有了系统的了解和认识，本次我们接触的MACS软件和组态王软件对我们来说都非常陌生，同时好奇心驱使同学们对这个软件学习的都很认真，相互交流和探讨的同学实训室里到处可见，学习热情空前高涨，可能是由于大部分同学马上就要参加工作，我们在实训室里面学习的知识就是以后进厂所对应工作岗位的最初原形，所以同学对这次实训格外的关注和重视。

我们的实训分为两大部分：第一部分为MACS软件的认识、安装和组态；第二部分是组态王软件的组态。前两天我们在老师的带领下学习了单容水箱液位定值控制系统；首先认识了MACS软件的界面；其次在老师的带领下我们学习了流程图的绘制；设备组态；数据库组态；用户窗口组态；画面组态；实时曲线；历史曲线；实时数据浏览组态；实时报表组态；主控窗口组态；脚本程序等。接下来几天时间里我们自己学习开发东西，所做的和单容水箱液位定值控制系统大同小异，主要就是让我们熟悉和巩固上面的知识，就算那样我们在自己做的时候还是老出错，在这部分的学习中我们得出了一点经验，那就是必须小心认真，千万马虎不得，只有全神贯注的做，在运行的环境下才可以得出结果。第二部分知识我们将会用前面学的知识去自己探究和开发，团结协作，勇于创新，开发潜能。

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