工程案例五PR0FIB5-PA总线在钢炉液位控制系统中的应用 随着网铬技术的发展，现场总找技术日趋成熟。其优势凸现，成为白动控制领线中最活 跃的一个领域，下面以基干CFIS-PA总线的锅炉液位控制系统组建为例介绍其应用。 一，校拟控制对象简介 模拟控制对象由上海新奥托（山TO)实业有限公司开发设计，包括工艺设备、现场 仪表和电气负载三部分。 1、工艺授备 过程控制对象中的主要工艺设备色括： (1)内部4.5诚三相星形连接电热丝：19升热水夹套锅炉。 (2)38升高位溢流水箱（目的是使工艺介质一一水产生稳定压力）。 (3)35升液位水情和105升计量水槽： (4)配三相电机的循环水系。 (5)2贝电磁阀（用于产生扰动）和若干只手动球阀， 2、控制对象及现场传感器安装说明 模相整制时桌观现骑传感器安装两圈 因6，见模扣村套 挖制对象及现场仪表安装情况见图632所示。流程图中绘有安装在对象框架内的工艺 设备及流量，压力、液位，温度信号的检测、变送和执行单元，例如T1为测量进水流量 的电磁流量传感酒，2为控制出水流量的调节国：此外，还有现场总线控制系统中使用的 三个智能现场设备：智能电磁流量计、智能压力传感器和智能阀门定位器。 控制对象通过切换若干只手动阀开关，可以组成不同的工艺流程。在流程图中，阁全开 表示为丙·侧全美表示为工‘丙则表示阀半开半光
工程案例五 PROFIBUS-PA 总线在锅炉液位控制系统中的应用 随着网络技术的发展，现场总线技术日趋成熟，其优势凸现，成为自动控制领域中最活 跃的一个领域，下面以基于 PROFIBUS-PA 总线的锅炉液位控制系统组建为例介绍其应用。 一、模拟控制对象简介 模拟控制对象由上海新奥托（NEW AUTO）实业有限公司开发设计，包括工艺设备、现场 仪表和电气负载三部分。 1、工艺设备 过程控制对象中的主要工艺设备包括： （1）内部 4.5KW 三相星形连接电热丝；19 升热水夹套锅炉。 （2）38 升高位溢流水箱（目的是使工艺介质——水产生稳定压力）。 （3）35 升液位水槽和 105 升计量水槽。 （4）配三相电机的循环水泵。 （5）2 只电磁阀（用于产生扰动）和若干只手动球阀。 2、控制对象及现场传感器安装说明 控制对象及现场仪表安装情况见图 6.32 所示。流程图中绘有安装在对象框架内的工艺 设备及流量、压力、液位、温度信号的检测、变送和执行单元，例如 FT-1 为测量进水流量 的电磁流量传感器，M2 为控制出水流量的调节阀；此外，还有现场总线控制系统中使用的 三个智能现场设备：智能电磁流量计、智能压力传感器和智能阀门定位器。 控制对象通过切换若干只手动阀开关，可以组成不同的工艺流程。在流程图中，阀全开 表示为 ，阀全关表示为 ， 则表示阀半开半关
该被拟对象可用于集敏控制系统实调，颅拟过程控制实训和现场总线控制系统实训。本 系统中只用了图氏32中最下方的、安装有3块智能仪表的管路。 二，系统配置 1系统构成 SIMATIC S7通过P网峰连接分散的议备，应川STP7所具有的姨件和软件组态功能将 分散的设备集成在一起，构成分散控制系统：SIMATIC S7系统提供集成式或插入式设备模 换，如输入，输出，运算和控制核块。还提供操作站和编程器等人机接口设备。 所构建的基于PROFIB倒5-PA锅炉液位控制系统网络结构图见633所示。该系统通过 PROFIBUS-P总线实现对钢炉凌位PID控制和锅炉出水流量的监祝。系统设一个主站、3个 从站，分别由57-300LC、现场智能设备以及FIBS总线构成. ts） 后力传感吾 电赠试量计和两门文位后 104济 1特物深 1津物深 因系3过发饮制豫F1BS同蜡地内因 2卡件规模 电源模块PS(Power Supply) 将交流电压220N转换为2W直流工作电压，为57-300CW和2W直流负载电路（信号 模块、传感器、执行器等)提供电源， 中央处理单元CPU 本系统采用Q313C-2P,用于执行程序：为57-300青板总线提供5N电源：在如I网 络中，通过PI《多点接口)与其他1网路结点遗行通讯。 信号榄块SW 系统使用4块信号核块。2块核数输入模块S331是8输入4通道组模块，2块棱拟输 出横块532分别是4输出4通道组和2输出2通道组。 此外还有导轨，前连接墨和带总线连接器的FS总线电须
该模拟对象可用于集散控制系统实训、模拟过程控制实训和现场总线控制系统实训。本 系统中只用了图 6.32 中最下方的、安装有 3 块智能仪表的管路。 二、系统配置 1 系统构成 SIMATIC S7 通过 DP 网络连接分散的设备，应用 STEP7 所具有的硬件和软件组态功能将 分散的设备集成在一起，构成分散控制系统；SIMATIC S7 系统提供集成式或插入式设备模 块，如输入、输出、运算和控制模块，还提供操作站和编程器等人机接口设备。 所构建的基于 PROFIBUS-PA 锅炉液位控制系统网络结构图见 6.33 所示。该系统通过 PROFIBUS-PA 总线实现对锅炉液位 PID 控制和锅炉出水流量的监视。系统设一个主站、3 个 从站，分别由 S7-300PLC、现场智能设备以及 PROFIBUS 总线构成。 2 卡件规模 电源模块 PS（Power Supply） 将交流电压 220V 转换为 24V 直流工作电压，为 S7-300CPU 和 24V 直流负载电路（信号 模块、传感器、执行器等）提供电源。 中央处理单元 CPU 本系统采用 CPU313C-2DP，用于执行程序；为 S7-300 背板总线提供 5V 电源；在 MPI 网 络中，通过 MPI（多点接口）与其他 MPI 网络结点进行通讯。 信号模块 SM 系统使用 4 块信号模块。2 块模拟输入模块 SM331 是 8 输入 4 通道组模块；2 块模拟输 出模块 SM332 分别是 4 输出 4 通道组和 2 输出 2 通道组。 此外还有导轨、前连接器和带总线连接器的 PROFIBUS 总线电缆
三、控制方案 基于该应用实例的重点是PF1以5-A现场总线控制系统的构建与实现上，而不在复桑 控制策略的实施方面。本方案中的控制策略仅采用了常规单国路控制，见图634，即用控 制铜炉出水流量达到液位的定慎控制。 干忧 坡位给定但 PDD. 钢护减位 校和器 普量词有风 真家铜仲 苦棱质力 餐世落 图6.3鞋偶中液位2南回， 该系统的具体设计组态过程见技能模块中综合技能的项目周： 四、监控面面与运行效果 结合本系统的工艺流程，用iQC开发了工艺流程图和相关的调节面面。通过操作员站 C西面、鼠标，健盘，操作人贝可以更好地用安装在现场的各种智能仪表对铜炉液位， 流量等参数进行动态监控，从而保迁系统的安全、稳定运行。经过对控制参数的整定、调试， 其瓷程图画面和运行控制由线见图6.35、6.36。 锅炉液位PD泰数设里调节实验 中数 纳24位 方 西 的度口 口 国 5 生新 图4非置山工建态养工艺根延万
三、控制方案 基于该应用实例的重点是 PROFIBUS-PA 现场总线控制系统的构建与实现上，而不在复杂 控制策略的实施方面。本方案中的控制策略仅采用了常规单回路控制，见图 6.34，即用控 制锅炉出水流量达到液位的定值控制。 该系统的具体设计组态过程见技能模块中综合技能的项目四。 四、监控画面与运行效果 结合本系统的工艺流程，用 WinCC 开发了工艺流程图和相关的调节画面。通过操作员站 WinCC 画面、鼠标、键盘，操作人员可以更好地用安装在现场的各种智能仪表对锅炉液位、 流量等参数进行动态监控，从而保证系统的安全、稳定运行。经过对控制参数的整定、调试， 其流程图画面和运行控制曲线见图 6.35、6.36
锅护液位L2定鱼调节实验 ▣ 丽6.防病伊流收河有境 当改变钢炉液位给定值之后，从锅炉液位的调节过程曲战可以看出，系统调节时间为 2.5分，上升时间约30秒，超调量为，稳态误差基本为零：
当改变锅炉液位给定值之后，从锅炉液位的调节过程曲线可以看出，系统调节时间为 2.5 分，上升时间约 30 秒，超调量为 5%，稳态误差基本为零