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第一章A3000高级过程控制实验系统概述本章介绍A3000高级过程控制实验系统整个测试平台的构成。
A3000包括物理硬件系统以及配置的软件系统。
第一节总体架构A3000测试平台总体物理系统如图1.1所示，包括控制系统和现场系统，控制系统可有30多种，现场系统可具有现场总线。
总体逻辑结构如图1.2所示。
图1.1 Au3000测试平台物理系统A3000现场系统特性：➢尺寸：1450（毫米宽度）X700（毫米深度）X1950（毫米高度），全不锈钢框架；➢电力：三相接地四线制380V 0%，单相三线制，220V 10%；➢能耗：最大额定用电6kw/h。
自来水120L，可重复使用；A3000控制系统特性：➢尺寸：800(宽度)X60（深度）X1950（高度）。
标准工业机柜；➢电力：单相三线制，220V 10%；➢能耗：最大额定用电1kw/h；第二节测试平台现场系统物理受控系统包括了测试对象单元、供电系统、传感器、执行器（包括变频器及移相调压器），从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。
下面使用示意图和流程图方式介绍现场系统的结构、原理、操作和维护。
系统必须可靠接地，以防止因动力设备静电积累而造成触电或设备损坏。
一现场系统结构示意图现场系统结构示意图如图1.3所示。
图1.3 现场系统结构示意图总体的测点清单如表1.1所示。
表1.1 整体流程测点清单8 XV-101 电磁阀一支路给水切断光电隔离DO NC9 XV-102 电磁阀二支路给水切断光电隔离DO NC10 AL-101 告警光电隔离DO NC11 FT-101 涡轮流量计一支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h12 FT-102 电磁流量计二支路给水流量4-20mADC AI0~3m3/h13 PT-101 压力变送器给水压力4-20mADC AI150kPa14 LT-101 液位变送器上水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa15 LT-102 液位变送器中水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa16 LT-103 液位变送器下水箱液位4-20mADC AI 2.5 kPa17 LT-104 液位变送器锅炉/中水箱右液位4-20mADC AI0~5kPa18 FV-101 电动调节阀阀位控制4-20mADC AO 0~100%19 GZ-101 调压模块锅炉水温控制4-20mADC AO 0~100%20 U-101 变频器频率控制4-20mADC AO 0~100%注：所列信号类型为原始信号，在控制柜中Pt100经过变送器转换成了4～20mA。
第四章串级控制系统实验第一节串级控制系统的连接实践一、串接控制系统的组成图4-1是串级控制系统的方框图。
该系统有主、副两个控制回路，主、副调节器相串联工作，其中主调节器有自己独立的设定值R，它的输出m1作为副调节器的给定值，副调节器的输出m2控制执行器，以改变主参数C1。
图4-1 串级控制系统的方框图R-主参数的给定值 C1-被控的主参数 C2-副参数f1(t)-作用在主对象上的扰动 f2(t)-作用在副对象上的扰动二、串级控制系统的特点1.改善了过程的动态特性由负反馈原理可知，副回路不仅能改变副对象的结构，而且还能使副对象的放大系数减小，频带变宽，从而使系统的响应速度变快，动态性能得到改善。
2.能及时克服进入副回路的各种二次扰动，提高了系统抗扰动能力串级控制系统由于比单回路控制系统多了一个副回路，当二次扰动进入副回路，由于主对象的时间常数大于副对象的时间常数，因而当扰动还没有影响到主控参数时，副调节器就开始动作，及时减小或消除扰动对主参数的影响。
基于这个特点，在设计串级控制系统时尽可能把可能产生的扰动都纳入到副回路中，以确保主参数的控制质量。
至于作用在主对象上的一次扰动对主参数的影响，一般通过主回路的控制来消除。
3.提高了系统的鲁棒性由于副回路的存在，它对副对象（包括执行机构）特性变化的灵敏度降低，即系统的鲁棒性得到了提高。
具有一定的自适应能力53串级控制系统的主回路是一个定值控制系统，副回路则是一个随动系统。
主调节器能按照负荷和操作条件的变化，不断地自动改变副调节器的给定值，使副调节器的给定值能适应负荷和操作条件的变化。
三、串级控制系统的设计原则1.主、副回路的设计1)副回路不仅要包括生产过程中的主要扰动，而且应该尽可能包括更多的扰动信号。
2)主、副对象的时间常数要合理匹配，一般要求主、副对象时间常数的匹配能使主、副回路的工作频率之比大于3。
为此，要求主、副回路的时间常数之比应该在3～10之间。
.HUATEC A3000过程控制实验系统实验指导书V3.0北京华晟高科教学仪器有限公司编制目录第一章安全注意事项与设备使用 ........................................................................ - 1 -1.1防止触电........................................................................................................................ - 1 -1.2防止烫伤........................................................................................................................ - 2 -1.3防止损坏........................................................................................................................ - 2 -1.4现场系统组成................................................................................................................ - 2 -1.5控制系统组成................................................................................................................ - 2 - 第二章计算机测控系统实验 ................................................................................ - 5 -实验1 实验系统认知......................................................................................................... - 5 - 实验2 ADAM4000模块的通讯和使用........................................................................... - 10 - 实验3 组态软件编程和数据获取................................................................................... - 18 - 实验4 PLC系统通讯和使用 ........................................................................................... - 21 - 实验5 PLC Step7编程 .................................................................................................. - 28 - 实验6 现场总线技术与DCS实验 ................................................................................. - 33 - 第三章工艺设备和仪器仪表实验 ...................................................................... - 41 -实验1 温度、压力、液位和流量测量实验................................................................... - 41 - 实验2 水泵负载特性测量实验....................................................................................... - 45 - 实验3 管道压力和流量耦合特性测量实验................................................................... - 47 - 实验4 电动调节阀特性测量实验................................................................................... - 50 - 实验5 调压器特性测量实验........................................................................................... - 53 - 实验6 变频器水泵控制特性测量实验........................................................................... - 55 - 第四章工业系统对象特性的测定研究 .............................................................. - 59 -实验1 单容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 59 - 实验2 双容水箱液位数学模型的测定实验................................................................... - 62 - 实验3 非线性容积水箱液位数学模型的测定实验....................................................... - 64 - 实验4 测定不同阻力下单容水箱液位数学模型实验................................................... - 67 - 实验5 锅炉与加热器对象数学模型实验....................................................................... - 69 - 实验6 滞后管数学模型实验........................................................................................... - 72 - 实验7 换热机组数学模型实验....................................................................................... - 75 - 第五章简单设计型控制实验 .............................................................................. - 79 -实验1 单闭环流量控制实验........................................................................................... - 79 - 实验2 单容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 82 - 实验3 双容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 88 - 实验4 三容水箱液位定值控制实验............................................................................... - 91 - 实验5 锅炉水温定值位式控制实验............................................................................... - 94 - 实验6 锅炉水温定值控制实验....................................................................................... - 98 - 实验7 换热器水温单回路控制实验............................................................................. - 101 - 实验8 联锁控制系统实验............................................................................................. - 104 - 实验9 单闭环压力控制实验......................................................................................... - 107 - 第六章复杂设计型控制系统 ............................................................................ - 110 -实验1下水箱液位和进口流量串级控制实验.............................................................. - 110 - 实验2 闭环双水箱液位串级控制实验......................................................................... - 119 - 实验3 换热器热水出口温度和冷水流量串级控制实验............................................. - 123 - 实验4 单闭环流量比值控制系统实验......................................................................... - 127 - 实验5 下水箱液位前馈反馈控制系统实验................................................................. - 129 - 实验6 锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统实验..................................................... - 133 - 实验7 管道压力和流量解耦控制系统实验................................................................. - 136 - 实验8 换热器出口温度与流量解耦控制系统实验..................................................... - 140 -第七章创新型设计与研究 ................................................................................ - 144 -实验1 大延迟系统补偿控制的研究............................................................................. - 144 - 实验2 单神经元自适应PID算法的研究 .................................................................... - 147 - 实验3 模糊控制算法的研究......................................................................................... - 154 - 实验4 现场总线系统控制研究..................................................................................... - 156 - 第八章工程应用型设计 .................................................................................... - 164 -实验1 工业项目设计..................................................................................................... - 164 - 实验2 报警系统设计..................................................................................................... - 168 - 实验3 关键事件处理和记录设计................................................................................. - 175 - 实验4 系统趋势和历史存储设计................................................................................. - 178 - 实验5 系统登录和安全性设计..................................................................................... - 180 - 实验6 网络化控制系统的研究..................................................................................... - 185 -第一章安全注意事项与设备使用安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项。
E3000控制器使用说明书OM-K06xxx目录1. 安全上的注意事项、标记....................................P. 22. 特征......................................................P. 43. 规格及外观图..............................................P. 44. 系统结构..................................................P. 65. 扭力输出特性图............................................P. 76. 各部分的名称..............................................P. 97. 保险丝的更换方法..........................................P.118. 托架及橡胶垫脚的安装方法..................................P.119. 电源线的连接方法..........................................P.1310. 马达线的连接方法..........................................P.1311. 风管的连接方法............................................P.1412. 操作方法..................................................P.1513. 外部输入/输出连接器.......................................P.1814. 保护功能..................................................P.2715. 参数的设定方法............................................P.2916. 试运转方法................................................P.3717. 故障的原因及对策..........................................P.38非常感谢您此次购买E3000控制器。
A3000过程控制装置综合实践报告班级：姓名：学号：2011年1月9日一、实验目的1、熟悉A3000实验装置的工艺流程。
2、熟悉使用浙大中控DCS系统，了解DCS系统的工作原理。
3、掌握使用DCS系统组态软件进行组态和设计控制系统基本过程。
4、在A3000实验装置上完成水箱液位自动控制系统的设计与分析。
5、深入理解控制器参数的调整原理。
二、实验内容（一）、熟悉工艺流程，绘制装置流程图。
1、任务要求：（1）熟悉系统的工艺流程，了解装置上的检测点和执行机构并进行记录。
（2）了解装置上各个手动阀和泵的作用。
（3）了解电磁阀的作用和工作原理。
（4）了解变频泵的作用和工作原理（5）掌握如何开启、关闭系统。
（6）在前几步的基础上进行如下操作：a).使用工频支路给上水箱上水。
b).使用变频支路给上水箱上水。
c).使用工频支路给下水箱上水。
d).使用变频支路给下水箱上水。
e).使用工频支路给锅炉上水，观察锅炉水位，当锅炉水位达到30%时，关闭上水泵。
f).使用变频支路给锅炉上水，当锅炉水位达到70%时，关闭上水泵，并放空锅炉内的水。
（7）绘制整个工艺过程的工艺流程图2、完成步骤（1）、测试系统，在弄清系统的管路连接后手工绘制流程图。
在流程图中标注A3000装置中的所有管道，锅炉，水槽，水泵，调节阀和传感器等元件。
（2）、完成主控卡和控制站的组态。
其组态顺序为先组态主控制卡，然后组态I/O 卡件，再组态I/O点，最后组态控制方案。
（注：其各自组态地址如表1—表4所示。
地址表中只列出了第四组装置用到的组态地址）。
a、主控制卡组态。
主控制卡的组态是总组态的第一步，完成这一步后就可以在主控制卡XP243上完成后续的组态。
表1 主控制卡组态参数表b、数据转发卡组态c、I/O卡件组态说明：I/O卡件是和现场直接相连的设备，现场信号通过电缆到达I/O卡件，I/O 卡件处理后将数据送给数据转发卡，数据转发卡再送到主控制站进行运算。
目录1 引言 (4)1.1 编写目的 (4)1.2 注意事项 (4)2 启动 (4)3 初始界面 (4)4 应用程序结构与模块 (6)4.1 用户管理 (9)4.1.1 用户登记 (9)指纹登记 (13)ID(Mifare)卡登记 (13)原声录制 (14)拍照 (15)4.1.2 删除登记记录 (17)4.2 设置 (18)4.2.1基本设置 (18)时间设置 (18)语言设置 (18)语音提示 (18)音量调节 (19)按键音 (19)报警设置 (19)4.2.2 高级设置 (19)4.2.2.1 验证界面设置 (19)是否实时拍照 (19)是否显示照片 (19)实时指纹显示设置 (19)4.2.2.2删除全部记录 (19)4.2.2.3 删除全部登记数据 (20)4.2.2.4 恢复出厂设置 (20)4.2.2.5 固件升级 (20)4.2.2.6 夏令时设置： (20)4.2.2.7 功能键设置 (20)4.2.3 电源管理 (20)定时开机 (21)定时关机 (21)定时休眠 (21)响铃设置 (21)空闲设置 (21)锁闭关机键 (21)定时状态转换 (21)4.2.4 通讯设置 (22)机器编号 (22)RS232 (22)RS485 (22)波特率 (22)以太网 (22)IP地址 (22)子网掩码 (22)网关地址 (22)连接密码 (23)动态IP分配 (23)后台地址 (23)4.2.5 记录设置 (23)管理记录警告(报警) (23)验证记录警告(报警) (23)重复确认时间 (23)4.2.6 自动检测 (23)4.3门禁功能设置 (24)4.3.1 时间段设置 (24)4.3.2 分组功能设置 (25)4.3.3 用户门禁设置 (25)4.3.4 开锁组合设置 (26)开锁组合基本设置 (26)开锁组合设置 (26)4.3.5 锁驱动时长 (28)4.3.6 门磁延时 (28)4.3.7 门磁开关设置 (28)4.3.8 胁迫报警设置 (28)胁迫指纹管理 (28)验密码报警 (28)按键求助 (28)报警延迟 (29)4.3.9 错按报警 (29)4.3.10 反潜功能设置 (29)4.3.11 绑定ID (29)4.4 U盘管理 (29)4.5解除报警 (29)4.6系统信息 (30)4.6.1 用户登记数 (30)4.6.2 指纹登记数 (30)4.6.3 验证记录数 (30)4.6.4 管理记录数 (30)4.6.5 已用内存 (30)4.6.6 剩余容量 (30)4.6.7 设备信息 (30)4.7数据查询 (31)验证记录查询 (31)管理记录查询 (31)用户登记查询 (31)5外接端口连接方式 (31)5.1 外接端口总体描述 (31)5.2 连接说明 (32)5.2.1 RS232连接 (32)5.2.2 RS485连接 (32)5.2.3 出门开关连接 (33)5.2.4 门磁连接 (34)5.2.5 报警连接 (34)5.2.6 电锁连接 (35)5.2.7 电铃连接 (36)5.2.8 指纹读头连接 (37)6组网方式 (37)6.1 分体机组网方式 (38)6.2 一体机组网方式 (38)6.3 指纹读头组网方式 (38)7 终端设备组网调线方式说明 (39)7.1分体机调线连接方式图 (40)7.2一体机调线连接方式图 (41)8 控制器使用说明 (41)8.1 控制器外接端口图说明 (42)8.2 控制器连接说明 (42)8.2.1 出门开关连接 (42)8.2.2 门磁连接 (43)8.2.3 报警器连接 (43)8.2.4 电锁连接 (44)8.2.5 电铃连接 (46)9 基本概念与说明 (47)误判 (47)拒判 (47)权限级别 (47)状态键 (47)消息通知 (47)主从机 (48)夏令时（时区设置） (48)1 引言1.1 编写目的用户使用说明书.1.2 注意事项本考勤机不可阳光直射或强烈阳光下工作。
普罗巴克 AC300说明书目录1 引言 (5)1.1 编写目的 (5)2 启动 (5)3 初始界面 (5)4 应用程序结构与模块 (6)4.1 用户管理 (10)4.1.1 用户登记 (10)指纹登记 (14)ID(Mifare)卡登记 (14)原声录制 (15)拍照 (16)4.1.2 删除登记记录 (18)4.2 设置 (19)4.2.1基本设置 (19)时间设置 (19)语言设置 (20)语音提示 (20)音量调节 (20)按键音 (20)4.2.2 高级设置 (20)4.2.2.1 验证界面设置 (20)是否实时拍照 (20)是否显示照片 (21)实时指纹显示设置 (21)4.2.2.2删除全部记录 (21)4.2.2.3 删除全部登记数据 (21)4.2.2.4 恢复出厂设置 (21)4.2.2.5 固件升级 (21)4.2.2.6 夏令时设置： (21)4.2.2.7 功能键设置 (22)4.2.3 电源管理 (22)定时开机 (22)定时关机 (22)定时休眠 (22)响铃设置 (22)空闲设置 (22)锁闭关机键 (23)定时状态转换 (23)4.2.4 通讯设置 (23)机器编号 (23)RS232 (23)RS485 (23)波特率 (23)以太网 (23)IP地址 (24)子网掩码 (24)网关地址 (24)连接密码 (24)动态IP分配 (24)后台地址 (24)4.2.5 记录设置 (24)管理记录警告(报警) (24)验证记录警告(报警) (24)重复确认时间 (25)4.2.6 自动检测 (25)4.3门禁功能设置 (25)4.3.1 时间段设置 (26)4.3.2 分组功能设置 (26)4.3.3 用户门禁设置 (27)4.3.4 开锁组合设置 (28)开锁组合基本设置 (28)开锁组合设置 (28)4.3.5 锁驱动时长 (29)4.3.6 门磁延时 (29)4.3.7 门磁开关设置 (29)4.3.8 胁迫报警设置 (29)胁迫指纹管理 (29)验密码报警 (30)按键求助 (30)报警延迟 (30)4.3.9 错按报警 (30)4.3.10 反潜功能设置 (30)4.3.11 绑定ID (30)4.4 U盘管理 (31)4.5解除报警 (31)4.6系统信息 (31)4.6.1 用户登记数 (31)4.6.2 指纹登记数 (31)4.6.3 验证记录数 (31)4.6.4 管理记录数 (31)4.6.5 已用内存 (31)4.6.6 剩余容量 (31)4.6.7 设备信息 (32)4.7数据查询 (32)验证记录查询 (32)管理记录查询 (32)用户登记查询 (32)5外接端口连接方式 (33)5.1 外接端口总体描述 (33)5.2 连接说明 (33)5.2.1 RS232连接 (33)5.2.2 RS485连接 (34)5.2.3 出门开关连接 (35)5.2.4 门磁连接 (36)5.2.5 报警连接 (36)5.2.6 电锁连接 (37)5.2.7 电铃连接 (38)5.2.8 指纹读头连接 (39)5.2.8 指纹读头连接 (39)6组网方式 (40)6.1 分体机组网方式 (40)6.2 一体机组网方式 (40)6.3 指纹读头组网方式 (41)7 终端设备组网调线方式说明 (41)7.1分体机调线连接方式图 (41)7.2一体机调线连接方式图 (42)8 控制器使用说明 (43)8.1 控制器外接端口图说明 (43)8.2 控制器连接说明 (44)8.2.1 出门开关连接 (44)8.2.2 门磁连接 (44)8.2.3 报警器连接 (45)8.2.4 电锁连接 (46)8.2.5 电铃连接 (47)9 基本概念与说明 (48)误判 (48)拒判 (48)权限级别 (48)状态键 (48)消息通知 (48)主从机 (49)夏令时（时区设置） (49)1 引言1.1 编写目的用户使用说明书.2 启动启动时有公司LOGO和进度条显示,LOGO可自由配置,启动过程如图2:LOGO图2进度条3 初始界面启动完成后进入初始界面,如图系统状态栏,当前系统处在”上班签到”状态图3在此界面下可进行如下操作：1. 进入菜单1）按MENU键，设备提示“请管理者验证…”；2）输入用户编号,密码、或录入指纹、或刷卡来通过验证；注：通过验证后,如果用户身份是管理员或超级管理员,则可进入菜单界面,如果是普通用户,进入的是查看记录界面；2. 考勤操作1）选择考勤操作（按F1上班签到，F2下班签退，F3加班签到，F4加班签退），若不选择则按当前系统状态进行考勤；2）用户录入指纹，系统有验证成功提示；注：考勤验证也可通过输入用户编号,密码或刷卡，可以在用户门禁设置菜单里设置验证方式；4 应用程序结构与模块AC300菜单列表一级菜单 二级菜单 三级菜单 四级菜单1用户管理 1.1用户登记1.1.1指纹登记1.1.2 RF卡登记1.1.3原声录制1.1.4拍照1.2删除登记2.1.1时间设置 2.1.2语言设置 2.1.3语音提示 2.1.4音量调节 2.1基本设置2.1.5按键音 2.1.1.1实时拍照设置 2.1.1.2是否显示照片 2.2.1.验证界面设置 2.1.1.3实时指纹显示设置 2.2.2删除全部记录 2.2.3删除全部登记数据 2.2.4恢复出厂设置 2.2.5固件升级 2.2.6夏令时设置 2.2.7功能键设置 2.2.8管理员总数 2.2.9默认默认验证方式 2.2.10超级管理员密码 2.2高级设置2.2.11灵敏度调节 2.3.1响铃设置 2.3.2.1关机 2.3.2.2休眠 2.3.2空闲设置 2.3.2.3播放彩色宣传 2.3.3定时关机 2.3.4定时开机 2.3.5定时休眠 2.3.6锁闭关机键 2.3电源管理2.3.7定时状态转换 2.4.1机器编号2.4.2 RS2322.4.3 RS4852.4.4波特率2.4.5以太网2.4.6 IP 地址2设备设置 2.4通讯设置 2.4.7子网掩码2.4.8网关地址2.4.9连接密码2.4.10动态IP分配2.4.11后台地址2.5.1管理记录警告(报警)2.5记录设置2.5.2验证记录警告(报警)2.5.3重复确认时间2.6.1运行全部测试2.6.2内存测试2.6.3液晶功能测试2.6自动检测2.6.4语音测试2.6.5指纹采集器测试2.6.6键盘测试2.6.7实时时钟3.1时间段设置3.2.1组时间组合3.2分组功能设置3.2.2组验证方式3.3.1所属分组3.3.2使用组时间段3.3.3时间段13.3用户门禁设置3.3.4时间段23.3.5时间段33.3.6使用组验证方式3.3.7验证方式3.4开锁组合基本设置3.5.1组合13.5.2组合23门禁设置3.5.3组合33.5开锁组合设置3.5.4组合43.5.5组合53.6锁驱动时长3.7门磁延时3.8门磁开关设置3.9.1胁迫指纹管理3.9.2验密码报警3.9胁迫报警设置3.9.3按键求助3.9.4报警延迟3.10错按报警3.11反潜功能设置3.12绑定ID4 U盘管理 4.1下载验证记录4.2下载管理记录 4.3下载用户信息 4.4上传用户信息 4.5上传消息通知 4.6上传mp35.1用户登记数 5.2指纹登记数 5.3验证记录数 5.4管理记录数 5.5已用内存 5.6.1用户登记数 5.6.2指纹登记数 5.6.3验证记录数 5.6.4管理记录数 5.6剩余容量 5.6.5剩余内存 5.7.1指纹容量 5.7.2记录容量 5.7.3管理记录容量 5.7.4内存容量 5.7.5出厂日期 5.7.6序列号 5.7.7制造商 5.7.8设备名称 5.7.9设备型号 5.7.10算法版本 5系统信息5.7设备信息 5.7.11固件版本6.1验证记录查询 6.2管理记录查询 6数据查询6.3用户登记查询 7报警解除菜单数字编号，按相应数字编号可进入此菜单此界面下的操作帮助菜单图标1. 进入菜单方法：1）按MENU 键，设备提示“请管理者验证…”；2）输入用户编号,密码、或录入指纹、或刷卡来通过验证；注：通过验证后,如果用户身份是管理员或超级管理员,则可进入菜单界面,如果是普通用户,进入的是查看记录界面；2．菜单界面介绍：1）进入菜单后默认第一个为焦点, 焦点图标突出显示.2）方向键移动焦点到相应图标,OK 键进入相应子菜单3）每个图标都有编号,按相应数字键可直接进入此子菜单4）ESC 返回上一级菜单，主菜单ESC 键返回初始界面5）标题栏显示：当前菜单名称--选中的子菜单名称6）图标上最多显示4个汉字,超过4个汉字用前三个汉字+”···”代替7）MENU 键说明：在任何菜单状态下按MENU 键都回到主界面,在主界面状态表示进入主菜单,在输入姓名状态下则会启动输入法.4.1 用户管理4.1.1 用户登记进入：主菜单_ 用户管理说明:1、普通用户:是指一般用户即那些因为某种目的而需要验证身份的人，诸如通过设备去开门，或仅考勤的人.2、管理员: 除了不能进行高级设置，和不能登记和删除同级管理员的操作，可以进行其它所有操作,他可以对自己的数据进行维护.3、超级管理员:可以进行其它所有操作，能够删除自己和除了0号超级管理员之外的其他所有管理员。
目录人员分工................................................................................................... - 5 -第一章安全注意事项 ............................................................................. - 6 -一、防止触电 ...................................................................................... - 6 -二、防止损坏 ...................................................................................... - 6 -三、其他 .............................................................................................. - 6 -第二章A3000概述.................................................................................. - 7 -一、A3000 现场系统........................................................................... - 7 -二、仪表与阀门选型 .......................................................................... - 8 -1、工艺设备明细表 ........................................................................ - 8 -2、阀门选型 .................................................................................... - 9 -第三章监控系统总体设计方案与通讯 ...............................................- 10 -一、系统分析 .................................................................................... - 10 -二、测点设计 .................................................................................... - 10 -三、监控系统组成 ............................................................................ - 11 -四、通讯 ............................................................................................ - 11 -1、PLC与计算机的连接 ............................................................... - 11 -2、PLC与STEP7的连接 ............................................................... - 12 -3、PLC与组态王的连接 ............................................................... - 12 -4、组态王与下位机的连接原理 .................................................. - 12 -第四章S7-200系列PLC监控系统硬件设计 .......................................- 13 -一、系统配置 .................................................................................... - 13 -1、I/O设备统计............................................................................ - 13 -2、I/O点数统计............................................................................ - 13 -3、硬件选择 .................................................................................. - 13 -二、I/O分配...................................................................................... - 14 -三、PLC接线图 ................................................................................. - 15 -1、CPU224接线端子图 ................................................................ - 15 -2．EM235接线端子图.................................................................. - 15 -3、控制柜正面接线图 .................................................................. - 16 -4、控制柜背面接线图 .................................................................. - 17 -第五章STEP 7-Micro/WIN 32软件程序设计 .....................................- 20 -一、主程序 ........................................................................................ - 20 -二、模拟量采样程序设计 ................................................................ - 20 -1、DIP开关设置............................................................................ - 20 -2、模拟量值和A/D转换值的转换.............................................. - 20 -三、PID控制程序设计...................................................................... - 22 -第六章组态王监控系统软件设计 .......................................................- 25 -一、系统组态结构 ............................................................................ - 25 -二、建立组态王工程的一般过程 .................................................... - 25 -1、设计图形界面（定义画面） .................................................. - 25 -2、定义设备 .................................................................................. - 28 -3、构造数据库 .............................................................................. - 29 -4、建立动画链接 .......................................................................... - 29 -5、运行和调试 .............................................................................. - 29 -第七章单闭环液位控制系统 ...............................................................- 30 -一、下水箱液位定值控制试验方案 ................................................ - 30 -1、控制要求 .................................................................................. - 30 -2、工艺流程 .................................................................................. - 30 -3、控制系统接线表 ...................................................................... - 30 -4、工艺流程图 .............................................................................. - 30 -二、测量广义对象传递函数及调节阀静态特性 ............................ - 30 -1、广义对象传递函数 .................................................................. - 30 -2、测量调节阀静态特性 .............................................................. - 31 -三、系统投运与控制器参数整定 .................................................... - 32 -1、系统投运 .................................................................................. - 32 -2、参数整定 .................................................................................. - 32 -3、根据衰减曲线法整定结果 ...................................................... - 34 -4、Matlab仿真 ............................................................................. - 36 -五、实验结果分析 ............................................................................ - 37 -第八章监控系统设计评价与改进 .......................................................- 38 -一、评价 ............................................................................................ - 38 -二、改进 ............................................................................................ - 38 -参考文献： .............................................................................................- 38 -人员分工张颖颖：制定总体工作计划，设计控制方案，通讯，编程，组态王工程设计，模型仿真，系统投运与调试温馨：接线，编程，通讯，组态王工程设计，模型仿真，系统投运与调试，测传递函数顾翔：接线，编程，组态王工程设计，系统投运与调试，测传递函数王继光：接线，定义变量，编程，通讯，系统投运与调试郑明：采购，打印，接线，绘图，查资料，编程，系统投运与调试马竞夫：图表设计与绘制，仪表选型，组态王监控页面设计，钟鸣：接线，通讯，编程，系统投运与调试第一章安全注意事项在本次课程设计试验中，发生过一些安全事故，某些组也出现大概因为操作不当造成水泵，仪表的损坏现象，故在此提出一些几条特别注意的事项。
A3000高级过程控制系统使用说明和维护手册(版本4.0)用户文件编号：A3000DH017北京华晟经世信息技术有限公司编制安全注意事项 (1)1系统安装 (3)1.1系统规格 (3)1.2布局方式 (5)1.3配电连接和接地 (6)1.4信号线和通讯线连接 (7)2操作和控制 (8)2.1现场系统 (8)2.2过程和电气设备结构和操作 (16)2.3基本控制系统 (32)2.4开始实验 (39)3系统功能 (40)3.1对象数学模型的测定与建立 (40)3.2单回路控制实验 (41)3.3位式控制 (41)3.4计算机控制一般性实验 (42)3.5复杂控制实验 (42)3.6高等控制 (42)3.7自动化网络实验 (43)4报警和保护 (43)5常规维护 (43)本使用手册包括有使用时的操作说明和注意事项。
本使用手册请交给最终用户。
安全注意事项安全注意事项：在安装、操作、维护或检查本系统之前．一定仔细阅读以下安全注意事项，并且要在熟悉设备的知识、安全信息及全部有关注意事项以后使用。
在本使用说明书中，将安全注意事项等级分为“危险”和“注意”。
不正确的操作造成的危险情况，将导致死亡或重伤不正确的操作造成的危险情况，将导致一般或轻微的伤害或造成物体的硬件损坏。
注意：根据情况的不同，“注意”等级的事项也可能造成严重后果。
请遵循两个等级的注意事项，因为它们对于个人安全都是重要的。
1、防止触电测试系统的控制系统供电一般为DC24V，漏电保护器和开关电源的端子上带有220V电压。
正常漏电保护30毫安。
物理受控系统分别引入三相电和单相电，整个现场系统没有任何可以接触到的端子。
正常漏电保护30毫安。
尽管系统经过多层保护，还是请用户注意以下安全事项。
危险当通电或正在运行时，非专业人员不要进行任何维护、维修操作，不要打开机柜后门，接线箱盖子，变频器前盖板，否则会发生触电的危险。
要求现场系统可靠接地。
每隔一定时间，对漏电保护器进行漏电测试试验，即按下测试按钮。
即使电源处于断开时，除维护、维修外，请不要打开控制箱接触变频器的输出裸露端子，可能会出现充电回路放电的现象，造成伤害。
水泵、电磁流量计，以及灯管都是220V供电，维修时请断开电源。
对于交流220V或380V供电电缆，请不要损伤它，不要对它加过重的应力，使它承载重物或对它钳压。
否则可能会导致触电。
2、防止烫伤加热情况：锅炉结构为内容器，内有4.5KW（部分产品6KW）加热管。
外容器为隔热保护，不会有高温，同时封闭所有强电端子。
锅炉常压，最高温度不超过100度，建议保持70度以下。
支路中会流通热水。
危险在热水没有冷却时，不要进行任何打开锅炉维修维护工作。
不要接触热水管道过长时间（例如3秒以上），避免高温烫伤。
锅炉中的水最好不要超过锅炉高度的2/3，请尽量控制水温在70度以下，以免高温烫伤，提高产品寿命。
3、防止损坏在水箱水位没有达到一定高度，不能启动调压器输出，否则可能损坏加热器。
该系统增加了硬件的连锁保护，但是在操作时也要注意。
系统应远离可燃物体，系统发生故障时，请断开电源。
操作的环境温度-10℃-50℃，湿度90%RH以下，存储温度-20℃-65℃（运输时短时间适用温度）。
计算机或其他不能溅水的设备最好距离三个水箱2米以外。
运行时保管时运输时周围温度10ºC～＋50ºC 0ºC～＋50ºC －20ºC～＋65ºC湿度90％RH以下90％RH以下90％RH以下标高1000m 1000m 10000m1系统安装系统的如图所示。
A3000控制柜A3000对象电脑监控1.1系统规格现场A3000对象系统尺寸：1400(宽度)x700(深度)x1940(高度)。
控制机柜尺寸：800(宽度)x600(深度)x1900(高度)。
操作台尺寸对于现场对象系统和控制机柜，建议在固定位置之后，把支撑脚撑起来，避免轮子受力过大。
如下图：1.2布局方式控制机柜在现场系统左边，以便缩短信号连线，控制机柜可远离实验水箱，可防止实验时水滴溅到控制柜，使控制柜受潮，损坏控制元器件。
一个实验室可能具有多套A3000系统，并能根据客户要求组成一定的网络，作为监控系统的计算机，可监控本台设备，亦能通过网络控制别的对象系统。
高级过程控制实验室布局如图如下所示：1.3 配电连接和接地系统配电A3000高级过程控制系统不单独提供配电柜，系统供电由控制柜提供。
控制机柜内电源直接从实验室总配电柜提供。
柜内有两种电源，一种为单相电，另一种为三相电。
单相电主要为机柜内部元器件提供供电电源，单相电要求：AC220V±10%，1A。
功耗不超过200W。
插头要求：RVVZ-3P, 250V,10A。
现场对象系统供电要求电源为单相，三相电，并分开连接。
各种电缆敷设要求如下：单根信号电缆应穿在钢制电缆管中或线槽内敷设，电缆管或线槽要保证良好接地。
信号电缆屏蔽层宜选用铜带屏蔽或铝箔屏蔽。
接地屏蔽接地的原则为一端接地，屏蔽接地有两种方式：在传输模拟信号、脉冲频率信号时，若信号源没有接地，屏蔽电缆应在控制室一侧接地。
当信号源本身接地时，如接地热电偶、PH 计等，屏蔽电缆应在现场信号源一侧接地。
现场系统要求一定要良好接地，需要在现场系统引出一个黄绿双色地线直接连接到实验室接地螺栓上。
多套系统可以共点接地。
接地线可以采用软线，或者硬芯双色线。
直径不少于1mm2，地线末端应压入扁平冷压接线鼻子。
下面是变频器配电示例。
强烈建议在进入现场系统之前，选择不带漏电保护的断路器。
特别是在有多台变频器的情况下。
由于上电瞬间，具有很大的过电流和感应电流，所以容易导致系统跳闸。
可以考虑在输入端连接交流电抗器，提高功率因数，并减少电源干扰。
本系统中变频器及电机要严格接地。
变频器供电电源输入侧的接地端子应接入实验室接地螺栓上，其控制输出侧的接地端子应与电机接线盒内接地螺栓连接。
1.4 信号线和通讯线连接系统大部分的接线已经连接。
只是在各个单元之间需要连接。
除了实验时需要连接少量的实验专用连接信号线之外，还需要连接现场控制系统和监控计算机的通信接口。
如果控制系统支持以太网，则可以用网线直接连接到交换机上。
如果控制系统支持RS232，则直接连接到计算机串口上。
如果控制系统支持RS485，则首先在计算机串口上插一个RS232-RS485转换器。
然后控制系统直接连接到转换器上。
注意RS485 A,B信号连接。
RS485-RS232转换器连接示意图2操作和控制2.1现场系统本节通过大量的示意图介绍各个工艺设备结构和操作，其中包括各个水箱、锅炉、换热系统，以及管路。
如图所示现场系统示意图物理受控系统包括了测试对象单元、传感器、执行器（包括变频器及移相调压器）等。
为了防止动力设备静电积累而触电或者损坏设备，所以系统必须可靠接地。
下面使用示意图和流程图方式介绍现场系统的结构、原理、操作和维护。
现场系统工艺流程图如图所示。
系统工艺示意流程图(不含控制系统)系统总体的测点清单如表1.2.1所示。
注：所列信号类型为原始信号，一般两线制信号在IO面板上已经连接了24V 和GND，可以按照四线制方式使用。
执行机构一般为2～10V控制，控制信号经过500欧姆采样电阻，被转换成4-20毫安控制。
2.1.1 上水箱上水箱位于框架右上方，模拟一个工业上常见的卧式圆罐。
水平方向的截面积在各个高度不同，中间最大，两端最小，具有典型的非线性特性。
上水箱透视图如图所示。
上水箱透视图2.1.2 中水箱中水箱是一个结构复杂的容器。
提供变容结构，以及水平多容结构。
中水箱透视图如图所示。
中水箱透视图中水箱顶视图如图所示。
中水箱顶视图变容的实现过程：（1）分隔闸板拔很高，例如2厘米以上，则中水箱左右两边容器合在一起，通过出水闸板控制出口流量。
总截面积=中水箱左容器+中水箱右容器。
（2）出口闸板拔很高，例如2厘米以上，通过分隔闸板控制出口流量。
总截面积=中水箱左容器。
水平多容实现过程：分隔闸板作为左右两边容器的导通流量控制，出水闸板控制右边容器出口流量。
2.1.3 下水箱下容器可以更换不同形状的出口闸板，从而改变系统特性，还可放入一个斜体，从而模拟倒锥形工业容器。
下水箱透视图结构如图所示。
下水箱透视图下水箱顶视图结构如图所示。
下水箱顶视图2.1.4 常压锅炉锅炉是一个常压电加热锅炉，大气压力，没有高温。
如图所示。
常压电加热锅炉2.1.5 换热系统该换热器采用工业高效板式换热器。
换热器具有一个冷水入口，一个冷水出口，一个热水入口，一个热水出口（热水和冷水的位置可以互换，但是出口和入口不能互换）。
如图所示。
换热系统示意图2.1.6 管路系统管路系统如图所示。
现场对象系统管路通过该图可以了解各个阀门的位置，以及管道上的各个过程设备。
2.2 过程和电气设备结构和操作本节介绍仪器仪表，以及执行器等产品的结构和操作。
2.2.1 温度检测设备温度传感器为PT100。
三线制。
如图2.2.11所示。
图2.2.11 温度传感器为PT100温度变送器为两线制，24V直流供电。
如图2.2.12所示：图2.2.12 温度变送器接线原理图2.2.2 压力和液位检测设备参考手册：《扩散硅压力/液位变送器使用说明书》可以采用扩散硅压力/液位变送器，也可以选择电容式或者应变电阻式。
压力变送器如图2.2.13所示。
图2.2.13 压力变送器压力/液位变送器包括一个表头，两边都有盖子。
打开盖子，一边的表内部可以调节零点或满量程。
一边的表内部用于接线。
如图2.2.14所示。
图2.2.14 变送器接线图和调节图2.2.3 流量检测设备现场系统一般包括一个涡轮流量计，一个电磁流量计。
1、涡轮流量计参考手册：《LWGY/LWGB/LWY型涡轮流量计使用说明书》。
涡轮流量计管道里有一个叶轮随着流量转动，通过霍尔效应产生脉冲，然后进行F/I转换为4~20mA信号。
涡轮流量计如图2.2.15所示。
图2.2.15 涡轮流量计接线如图2.2.16所示。
图2.2.16 涡轮流量计接线图2、电磁流量计参考手册《中文电磁流量计转换器用户手册》，《中文电磁流量计传感器使用说明书》电磁流量计利用法拉第电磁感应定律来测量流量。
电磁流量计如图2.2.18所示。
图2.2.18 电磁流量计注意：不要在没有水的情况下给电磁流量计加电。
加电几分钟后才能获得准确数值。
电磁流量计接线图如图2.2.19所示。
图2.2.19 电磁流量计接线图注意，只连接220V电源L和N线，信号“4-20毫安”输出，以及“输出地”。
2.2.4 变频器接线和操作变频器采用三菱的FRS520S变频器，或者采用西门子的MM420变频器。
变频器控制水泵P101。
由于变频器响应快速，所以控制时间会短一些。
