现场总线过程控制系统

一、系统结构
“现场总线过程控制系统”为工业现场控制柜结构，它是“现场总线高级过程控制对象系统实验装置”的控制部分，其控制网络的控制流程图如下：

硬件介绍
    (1) 电气部分给各种工作部件提供电源
    (2) SIEMENS 315-2DP CPU一个（含MMC卡）
    (3) CP343-1以太网通讯模块一个
    (4) DP LINK 链路器一个
    (5) DP/PA Coupler 耦合器一个
    (6) 远程分布式I/O模块ET200M一个
    (7) 模拟量输入模块SM331模块两个
    (8) 模拟量输出模块SM332模块一个
    (9) SIEMENS MICROMASTER 420变频器一个
    (10) SIEMENS 变频器DP通讯模块一个
    (11) SIEMENS SITRNS PA 温度变送器一个
    (12) 普通网卡一个
    (13) DP通讯线和DP接头若干
    (14) 10/100M交换机一只
软件介绍
    本套控制系统下位机编程软件采用SIEMENS公司的下位机编程软件STEP 7。STEP 7是用于SIMATIC S7-300/400站创建可编程逻辑控制程序的标准软件，可使用梯形逻辑图、功能块图和语句表。它是SIEMENS SIMATIC工业软件的组成部分。STEP 7以其强大的功能和灵活的编程方式广泛应用于工业控制系统，总体说来，它有如下的功能特性：
     (1) 可通过选择SIMATIC工业软件中的软件产品进行扩展
     (2) 为功能摸板和通讯处理器赋参数值
    (3) 强制和多处理器模式
   (4) 全局数据通讯
     (5) 使用通讯功能块的事件驱动数据传送
     (6) 组态连接
    本套控制系统上位机监控软件采用SIEMENS公司的上位机监控组态软件SIMATIC Wincc。
    Wincc指的是Windows Control Center，它是在生产过程自动化中解决可视化和控制任务的监控系统，它提供了适用于工业的图形显示、消息、归档以及报表的功能模板。高性能的功能耦合、快速的画面更新以及可靠的数据交换使其具有高度的实用性。
    Wincc 是基于Windows NT 32位操作系统的，在Windows NT或Windows 2000标准环境中，Wincc具有控制自动化过程的强大功能，它是基于个人计算机，同时具有极高性价比的操作监视系统。Wincc的显著特性就是全面开放，它很容易结合用户的下位机程序建立人机界面，精确地满足控制系统的要求。不仅如此，Wincc还建立了像DDE、OLE等在Windonws程序间交换数据的标准接口，因此能毫无困难的集成ActiveX控制和OPC服务器、客户端功能。
    Wincc软件是基于多语言设计的，这意味着可以在中文、德语、英语等众多语言之间进行选择。
二、系统特点
    THFCS-1型现场总线过程控制系统从上位机控制系统到现场仪表之间清晰的分为三层，其中操作员站和服务器之间，服务器和主控制器之间采用工业以太网通讯，构成了整个控制系统的管理级；主控制器、远程分布式I/O模块、变频器、DP/PA耦合器之间通过PROFIBUS-DP协议进行通信，构成了控制系统的控制级；控制级通过DP/PA链路延伸出下一级PROFIBUS-PA网络，压力传感器、电磁流量计、温度变送器和阀门定位器直接挂接在同一条PROFIBUS-PA总线上，这样就实现了现场仪表通过DP/PA链路和主控制器之间的数据交换。
三、实验内容
现场总线控制系统（FCS）的组成与认识实验
下位机软件中的硬件组态和程序编写
上位机软件中的通信建立和界面组态
一阶单容上水箱对象特性测试实验
二阶双容水箱对象特性测试实验
上水箱液位PID整定实验
串接双容下水箱液位PID整定实验
三容液位定值控制实验
锅炉内胆水温PID控制实验
锅炉夹套水温PID控制实验
单闭环流量PID控制实验
锅炉内胆水温位式控制实验
水箱液位串级控制实验
三闭环液位控制实验
锅炉夹套与内胆水温串级控制实验
锅炉内胆水温与水流量串级控制实验
上水箱液位与进水流量串级控制实验
单闭环流量比值控制实验
下水箱液位前馈-反馈控制实验
锅炉内胆水温前馈-反馈控制实验
温度纯滞后控制实验
流量纯滞后控制实验
锅炉夹套与内胆水温解耦控制实验
上水箱液位与出口水温解耦控制实验

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