内蒙古科技大学毕业实习说明书讲述-

发布时间:   来源:文档文库   
字号:


内蒙古科技大学 毕业实习设计说明书
目:毕业实习学生姓名: 号: 业:测控技术与仪器 级:指导教师: ***
2012-2










内蒙古科技大学毕业实习设计说明书



随着微处理器、计算机和数字通讯技术的快速发展, 计算机控制系统在工业领域的应用越来越多广泛, 它的重要性也越来越受到人们的肯定。
基于MCGSS7-200PLC的液位比值控制系统就是组态软件和可编程序控制器PLC)联合应用的实例。在这个设计中,利用MCGS组态软件对数据、图形进行组态,进而做出上下水箱的动态仿真画面。然后PLC进行数据采集、处理并与MCGS平台进行通讯,从而对液位比值对象进行全面监控。
创新教学的科目繁多,形式多样,根据不同的专业,能开不同的专业,能开展不同的教学模式。本文基于测控专业,dcs在水箱液位中的控制应用作为创新案例的背景,进行创新教学的研究和实践,不仅能增强学生的实践能力,还能增加其解决问题的能力,培养创新思维,提高创新能力。




关键字:流量计检定;DCS水箱液位控制;PLC S7-300


1
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书


.............................................................. 1 第一章 流量计检定实验 ................................................. 4
1.1 涡轮流量计检定 ................................................ 4
1.1.1 目的 ..................................................... 4 1.1.3 实验过程 ................................................. 4 1.1.4实验步骤 ................................................. 4 1.1.5 软件操作 ................................................. 5 1.1.6 注意事项和技巧 ........................................... 8 1.1.7 数据处理 ................................................. 9 1.2 流量标准装置检定实验 .......................................... 10
1.2.1 目的 .................................................... 10 1.2.2 可以学到的知识、积累的经验 .............................. 10 1.2.3 实验过程 ................................................ 10 1.2.4 实验步骤 ................................................ 10 1.2.5 注意事项和技巧 .......................................... 11
第二章 DCS水箱液位控制系统........................................... 12
2.1实验目的 ...................................................... 12 2.2 实验设备 ..................................................... 12 2.3 实验原理 ..................................................... 13 2.4 实验步骤 ..................................................... 14 2.5系统软件设计 .................................................. 14
2.5.1 系统仿真调试 ............................................ 14
第三章 PLC S7-300设计 ............................................... 16
3.1 PLC技术的概念 ................................................ 16 3.2 实验目的 ..................................................... 16 3.3 实验设备 ..................................................... 16 3.4 S7-300的系统结构 ............................................. 16 3.5 实验步骤 ..................................................... 17

2
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
参考文献 ............................................................. 18 附录A DCS水箱液位控制接线图 ......................................... 19 附录B PLC流程图 ..................................................... 20




3
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
第一章 流量计检定实验


1.1 涡轮流量计检定
1.1.1 目的

熟悉水流量标准装置,掌握涡轮流量计的检定。
涡轮流量传感器的仪表系数、线性度误差、重复性误差,是表征涡轮流量计性能的重要参数。在涡轮流量计出厂前,或已经在现场使用一段时间之后,需要对这些性能参数进行实验测试。因此,本实验的目的在于掌握涡轮流量计测试的整个过程,熟悉测试设备“水流量标准实验装置”的操作。 1.1.2 可以学到的知识、积累的经验
水流量标准装置的功能、结构和工作原理; 涡轮流量计检定的流程; 检定数据的处理方法; 涡轮流量计的测量性能评价;
积累流量标准装置及相关仪表、设备的操作经验。 1.1.3 实验过程
开始
设置参数
流量调节
流量是否稳定
Y开始检定数据是否合理
Y保存结束
N1.1实验流程图
N

1.1.4实验步骤

1 认识实验装置,了解装置中各个仪表和设备的名称、基本工作原理以及功能,以便于在实验中正确、熟练地操作仪表,读取数据。熟悉装置的构成和管道的结构,认清电动阀和手动阀的位置及其作用。
2 确认装置的各个仪表和设备状态良好后,接通装置电源。
3 在实验开始前,仔细检查装置的各个仪表和设备,并调整其所处的工作状态,保证变频器控制面板处于远程操作状态,水泵吸水口的手动阀打开,水平夹表器下游的放水阀关闭,浮子流量计安装位置用直管段代替,夹表器的气源压力高于0.6 MPa

4
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
4 操作水平卡表器,安装被检表涡轮流量计。
5 运行上位机MCGS程序,打开“涡轮标准表法”或“涡轮称重法”进入到参数设定界面,检定点流量为系统默认值,由涡轮流量计检定规程得来,仪表类型选择涡轮流量计即可,可以根据实际情况酌情选择检定时间,如果是“涡轮称重法”,根据用户输入的检定用水量,系统自动运算所需检定时间,但一般不小于30 s,然后确定。
6 由于系统调节流量时需要一定时间,点击“匹配调节参数”,系统自动上传该流量点默认参数,程序根据上传到的参数数据,开始自动调节流量,直到稳定。如果长时间达不到设定流量,可以微调DN15DN25调节阀。
7 当系统指示的管道流量,与检定点设定流量值的偏差,小于设定流量值的5%时,点击“检定”,系统进入自动检定过程,每个检定流量点自动检定3次,完成后系统提示检定完成,点击报表生成,可以查看本次检定的数据,如果数据不理想,可以选择重测,如果数据满意,点击保存,输入报表名称点击保存,完成该流量点检定。
8点击切换流量点,重复456步骤,完成全部流量点的检定。 1.1.5 软件操作
运行水流量实验装置的测控程序,在图1.2所示的主界面上,点击“流量计检定”按钮,会显示如图1.3所示的分项检定页面,点击“涡轮标准表法”“涡轮称重法”按钮,程序进入如图1.4所示的涡轮流量计标准表法或称重法检定界面,点击图中的“参数设置”按钮,进入涡轮标准表法检定或称重法检定参数设置界面,如图1.5所示,检定点流量是根据检定规程系统默认的,检定用水量根据实际需求,保证不冒罐并且检定时间合乎要求的前提下,任意修改。
点击图1.4中“匹配调节参数”按钮,匹配成功有提示窗后,如图1.6。匹配成功后,点击提示窗后上的确定按钮。然后,程序进入自动调节流量过程,当装置实际流量与设定流量的偏差小于设定值的5%时,点击图1.7中的“检定”按钮。程序进入正常的检定过程。如图1.7所示。该流量点检定完成后,点击图1.7“报表生成”按钮,显示如图1.8所示的检定数据报表。
如果检定数据和理论数据的偏差在允许范围内,可以点击图1.8中的“保存”按钮,会显示图1.9,输入数据报表名称后,点击图1.9中的“保存”按钮,数据保存成功后,显示图1.10,点击“确定”按钮,结束实验。涡轮流量计称重法检定软件操作相同。

5
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书

1.2 水流量标准实验装置测控软件主界面


1.3 流量计检定分项选择界面


6
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
1.4 涡轮流量计标准表法检定界面

1.5 涡轮流量计标准表法检定参数设置界面

1.6 调节参数匹配成功提示

1.7涡轮流量计自动检定

7
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书

1.8 涡轮流量计检定数据报表

1.9 涡轮流量计检定数据保存

1.10 涡轮流量计检定数据保存成功
1.1.6 注意事项和技巧
涡轮流量计安装:1、安装涡轮前,检查涡轮的导向件是否固定紧;涡轮传感器和放大器(检出器)之间,是否牢固拧紧,而且不可以在实验测试的过程中随意调整其拧紧的程度。2、安装时,确保涡轮安装的前后方向正确,即流体的流动方向与标签上箭头所示的方向一致;保证密封垫片与涡轮的口径正好合适,且粘贴时,很好的同轴;装夹涡轮时,尽量保证涡轮与上下游管道同轴。
实验过程中:1、随时注意观察涡轮流量传感器叶轮转速随实验流量大小的变化
8
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
情况。2、水泵转速、变频器的工作频率、输出电流和电压随流量大小、管道压力的变化情况。3、随时观察水流在水箱及管路中的流动情况。4、随时观察装置管路、容器有无漏水情况,卡表器管路有无漏气情况,水泵及电机有无异响,控制柜及仪表设备有无运行故障,电气设备及线缆有无短路、焦糊气味等。 1.1.7 数据处理
流量计仪表系数和示值误差的计算。
每次测试的仪表系数:
KijKijNijNijVij 1
31 ——第i检定点第j次检定的系数(mL1
——第i检定点第j次检定时计算机测得的涡轮流量计输出的脉冲个数; ——第i检定点第j次检定时标准装置测得的实际体积;
Viji——1,2,……mm为检定点数,m3
j——1,2,……n,n为检定次数,n3
每个检定点的平均仪表系数:
1nKiKijnj1 2
Ki311(m——检定点平均仪表系数L
n —— 每个流量检定点的检定次数。
流量计仪表系数
K(Kimax(Kimin2 3
流量计的线性度误差 ELKimaxKimin100% 4
KimaxKimin311K ——流量计的仪表系数(mL
(Kimax1——流量计在qtqmax流量范围内m个流量检定点得到的Ki31(m中的最大值,L

9
内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
(Kimin——流量计在qtqmax流量范围内m个流量检定点得到的Ki中的最小值,(m31L
每个检定流量的涡轮流量计重复性
2KKiji 5 j1n1100%EiKin121在整个检定流量范围内的流量计重复性
ErErimax 6
涡轮流量计的基本误差
2Er2EL 7
1.2 流量标准装置检定实验
1.2.1 目的
熟悉水流量标准装置整体不确定度合成的计算方法,掌握电子秤的检定。 不确定度是流量装置的重要性能指标。电子秤的不确定度,是水流量装置不确定度的主要构成部分。本实验主要根据《液体流量标准装置检定规程》对电子秤进行检定。
1.2.2 可以学到的知识、积累的经验
水流量标准装置的性能参数、不确定度合成公式; 电子秤检定的流程; 检定数据的处理方法; 电子秤的测量性能评价。 1.2.3 实验过程
开始
设置参数
开始检定
结束

1.2.4 实验步骤


1 认识实验装置,了解装置中电子秤及其显示仪表的作用、基本工作原理以及功10

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
能,以便于在实验中正确、熟练地操作电子秤,读取数据。
2 确认装置的各个仪表和设备状态良好后,接通装置电源。
3 运行上位机MCGS程序,打开“电子秤检定”进入到参数设定界面。其中,循环次数为检定电子秤时,加载(正行程、卸载(反行程砝码的重复次数,根据《液体流量标准装置检定规程》,默认值为10次。考虑到实验目的主要是掌握检定方法,为减少砝码搬运的工作量,软件中将默认值设为5次。
4 根据系统提示,往电子秤上放置标准砝码。砝码需要标上序号,按顺序放置在电子秤上,建议先放置在秤的对角上,再放中心,然后从中心到对角顺序向下减载,重复加载、卸载5轮(一次加载和卸载视为一轮)。 1.2.5 注意事项和技巧
1 电子秤属于精密仪器设备,放置砝码时,需轻拿轻放,避免损伤秤的台面和传感器。
2 加载或卸载砝码后,需要等待电子秤的读数稳定后再记录数据。
3 检定电子秤时,无需从电子秤上移除称重容器,容器的重量已作为皮重被清除。


11

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
第二章 DCS水箱液位控制系统

2.1实验目的 1.通过实验了解水箱液位串级控制系统组成原理。
2.掌握水箱液位串级控制系统调节器参数的整定与投运方法。
3.了解阶跃扰动分别作用于副对象和主对象时对系统主控制量的影响。 4.掌握液位串级控制系统采用不同控制方案的实现过程
2.2 实验设备
实验设备如图2.1所示。

2.1实验设备实物图
1.实验对象及控制屏、SA-11挂件一个、SA-13挂件一个、SA-14挂件一个、计算机一台(DCS需两台计算机)、万用表一个;
2SA-12挂件一个、RS485/232转换器一个、通讯线一根; 3SA-21挂件一个、SA-22挂件一个、SA-23挂件一个;

12

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
4SA-31挂件一个、SA-32挂件一个、SA-33挂件一个、主控单元一个、数据交换器两个,网线四根;
5SA-41挂件一个、CP5611专用网卡及网线; 6SA-42挂件一个、PC/PPI通讯电缆一根。
2.3 实验原理
本实验为水箱液位的串级控制系统,它是由主控、副控两个回路组成。主控回路中的调节器称主调节器,控制对象为下水箱,下水箱的液位为系统的主控制量。副控回路中的调节器称副调节器,控制对象为中水箱,又称副对象,中水箱的液位为系统的副控制量。主调节器的输出作为副调节器的给定,因而副控回路是一个随动控制系统。副调节器的的输出直接驱动电动调节阀,从而达到控制下水箱液位的目的。为了实现系统在阶跃给定和阶跃扰动作用下的无静差控制,系统的主调节器应为PIPID控制。由于副控回路的输出要求能快速、准确地复现主调节器输出信号的变化规律,对副参数的动态性能和余差无特殊的要求,因而副调节器可采用P调节器。本实验系统结构图和方框图如图所示。

2.1 系统结构图
给定值
二次 干扰
一次 干扰 下水箱



主调节器
副调节器
电动机
中水箱
+

+
液位变送器2 液位变送器1 2.2 系统方框图

13

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
2.4 实验步骤
1. 认识实验装置,了解装置中各个仪表和设备的名称、基本工作原理以及功能,以便于在实验中正确、熟练地操作仪表,读取数据。 2. 确认装置的各个仪表和设备状态良好后,接通装置电源。
3. 在实验开始前,仔细检查装置的各个仪表和设备,并调整其所处的工作状态。4. 控制是由被控对象、执行器、调节器和测量变送器组成一个单闭环控制系统。 系统的给定量是某一定值,要求系统的被控制量稳定至给定量。由于这种系统结构简单,性能较好,调试方便等优点,故在工业生产中已被广泛应用。控制器采用PID控制规律,常用的控制规律有比例(P调节、比例积分(PI调节、比例微分(PD调节、比例积分微分(PID调节。调节器参数的整定一般有两种方法:一种是理论计算法,即根据广义对象的数学模型和性能要求,用根轨迹法或频率特性法来确定调节器的相关参数;另一种方法是工程实验法,通过对典型输入响应曲线所得到的特征量,然后查照经验表,求得调节器的相关参数。工程实验整定法有临界振荡法、衰减振荡法。
5. 运行上位机界面进行监控。
2.5系统软件设计
系统的软件主要包括:组态软件、操作员站软件、工程师站软件。组态软件是安装在工程师站上的,它包括:数据库总控、设备组态、服务器算法组态、控制器算法组态、报表组态、图形组态、工程师在线下装等组成部分。完成用户对于测点、控制方案、人机界面等的组态。 操作员站软件是安装在操作员站上的,它完成用户对于人机交互界面的监控包括流程图、趋势、参数列表、报警、日志的显示及控制调节、参数整定等操作功能。 2.5.1 系统仿真调试
系统仿真调试图如图2.3所示。
14

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书

2.3系统仿真调试图



15

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
第三章 PLC S7-300设计

3.1 PLC技术的概念 PLC即可编程控制器,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
3.2 实验目的
1. 熟悉S7-300 PLC的组成,电路接线和开机步骤。 2. 了解机电一体化系统及其相关技术。 3. 熟悉PLC的应用领域。 4. 掌握PLC系统设计方法。 5. 基本掌握PLC常规编程。 6. 做出相应文档报告及评价。 7. 学会PLC-300系统组态。
8. 培养学习、独立思考、组织及团队合作精神的能力。
3.3 实验设备
本次试验使用德国Festo AG&Co.公司MPSModule Product System,模块化制造系统)。本MPS实验系统包括五个单元:供料单元、检测单元、加工单元、操作手单元、成品分装单元,如图3所示。通过这五个单元组成一个具有加工、检测、分类功能的MPS实验系统。
本次实验采用了S7-300系列的PLCS7-300属于模块式PLC,主要由机架、CPU块、信号模块、功能模块、通信处理器、电源模块和编程设备组成。各种模块安装在机架上,通过CPU模块或通信模块上的通信接口,PLC被连接到通信网络上,可以与计算机、其他PLC设备通信。
3.4 S7-300的系统结构
S7-300 PLC是模拟式中小型PLC,电源、CPU和其他模块都是独立的,可以通过U形总线把电源(PS)、CPU和其他模块紧密固定在西门子S7-300的标准轨道上。每个
16

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
模块都有一个总线连接器,后者插在各模块的背后。电源模块总是安装在机架的最左边,CPU模块紧靠电源模块。S7编程软件组态主架导轨硬件时,电源,CPUIM分别放在导轨的1号槽、2号槽和3号槽上。一条导轨共有11个槽号:1号槽至11号槽,其中4号槽至11号槽可以随意放置除电源、CPUIM以外的其他模块。如:DI(数字量输入)DO(数字量输出)、AI(模拟量输入)、AO(模拟量输出)、FM(功能模块)和CP(通信模块)等。
3.5 实验步骤
1.了解S7300 PLC的组成,熟悉PLC的电源,输入信号端I和公共端1M4M,输出信号端Q和公共端1L5LPLCPC机的串行通讯口、编程电缆的连接;PLC上扩展单元插口的连接方法;RUN/STOP开关及各类指示灯的作用等。
2.电源电路连接好后经指导教师检查无误,并将RUN/STOP开关置于STOP后,方可接220V交流电源。
3.PC机启动西门子STEP 7编程软件,新建工程,进入编程环境。
4.根据实验内容,在STEP 7编程环境下输入梯形图程序,转换后,下载到PLC中。 5.程序运行调试并修改。


17

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
参考文献

[1] 潘立登.过程控制技术原理与应用[M].北京:中国电力出版社,2007. [2] 邵裕森.过程控制工程[M].北京:机械工业出版社,2004. [3] 胡寿松.自动控制原理[M].北京:科学出版社,2001. [4] 于庆广.可编程控制器原理及系统设计[M].北京:清华大学出版社,2004. [5] 陈建明.电气控制与PLC应用[M].北京:电工工业出版社,2010.
[6] 施仁,刘文江.自动化仪表与过程控制[M].北京:电子工业出版社,1991 [7] 吴蕴章.自动控制理论基础[M].西安:西安交通大学出版社,1999 [8] 侯志林.过程控制与自动化仪表[M].北京:机械工业出版社,2000 [9] 邵裕森,戴先中.过程控制工程[M].北京:机械工业出版社,2000


18

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
附录A DCS水箱液位控制接线图

19

内蒙古科技大学毕业实习设计说明书
附录B PLC流程图

20

本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/7d19da05b34e852458fb770bf78a6529657d35cc.html

《内蒙古科技大学毕业实习说明书讲述-.doc》
将本文的Word文档下载到电脑,方便收藏和打印
推荐度:
点击下载文档

文档为doc格式