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1、基于MACS的配浆过程DCS控制系统设计摘要造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业.配浆系统是整个造纸工艺流程的重要组成部分.为了达到配浆系统给定的工艺要求,保证纸浆的产量和质量,对配浆系统进行自动化控制.配浆的目的是使各种纸浆,辅料等按一定的比例配置.其中各种浆液的加入量使用比例控制,并且这些流量比例控制均受配浆池液位信号的连锁控制.即,当配浆池液位达到高高限时,流量阀门全关,同时,自动关断相关的液位输送泵.当配浆池液位达到低低限时,流量比例控制程序恢复控制,同时启动相关的浆液输送泵.此次控制采用和利时的控制系统,同时,该系统可以充分提供配浆系统的各种生产数据,为生产工
2、艺的改进、管理水平的提高创造条件.本文研究了造纸工业中纸浆配比自动控制系统.整个系统结构可以分为监控程序、基于组态软件的控制程序与硬件与接口程序三层结构,三者相对独立运行.本文着重研究配浆系统中控制程序的设计和实现.在分析了整个系统需求的基础上提出了系统的控制目标和策略,主要包括绝干量配比控制、浓度控制和液位与联锁控制等.实现了纸浆配比系统中的控制程序.关键词：纸浆,绝干量,配比控制,软件组态Design ofDCS ControlSystem With The Plasma Process Based on MACSABSTRACTThe papermaking industry is a
3、national economic development and social civilization construction is an important industry. The whole paper slurry system is with an important part of the process. In order to achieve the slurry system with a given process requirement, guarantee the production and quality of paper pulp of slurry sy
4、stem with auto-control. The purpose is to match pulp of pulp, accessories, and other press certain proportion configuration. The addition amount of various slurry used proportional control, a value of pre-set parameter values, and these flow proportional control are subject to the slurry pond with t
5、he chain control level signal. Namely, when match slurry limit, high level gets to the pool, and at the same time, fitted flow valves automatic shutoff related level pump. When match plasma pool to low level limit, flow proportional control program, and restore control initiate relevant slurry pump.
6、 The control adopts Hollysys control system, at the same time, the system can fully provide all kinds of production with plasma system data, improve the production process, improve the level of management creates the condition.This paper studies the ratio of papermaking pulp automatic control system
7、. The whole system structure can be divided into monitoring program, based on configuration software control procedures and hardware and interface program three layer structure, three relatively independent operation. This paper focused on the research of slurry system with the design and implementa
8、tion of the control program. On the analysis of the whole system requirements are put forward on the basis of system control target and strategy, mainly including absolutely dry quantity ratio control, concentration control and liquid level and interlocks control, etc. At the same time, using DLL te
9、chnology to realize the control of the pulp ratio system program.Key words:paper pulp,dry ponent,ratio-control,software configuration目录摘要IABSTRACTII1 课题意义11.1 和利时MACS控制系统特点11.2 设计任务71.3 系统设计意义71.3.1 设计意义71.3.2 系统功能81.3.3 自身锻炼92 流程简介102.1 工段工艺过程102.1.1 工艺流程图102.1.2 自动控制方框图102.1.3 配浆的目的112.1.4 配浆的控制11
10、2.2 控制要求122.2.1 绝干量配比控制122.2.2 浓度控制122.2.3 液位与联锁控制133 硬件选型153.1 点表153.1.1 测点清单153.1.2 仪器仪表163.2 和利时硬件163.3 硬件功能简介183.3.1 主控单元FM801183.3.2 24V系统电源193.3.3 DP重复器213.3.4 FM148C 八路大信号模拟量输入模块233.3.5 FM151 8 路420mA 模拟量输出模块264 软件组态294.1 组态过程与步骤294.1.1 新建工程294.1.2 整理数据库304.1.3 数据库导入334.1.4 设备组态354.1.5 图形组态39
11、4.1.6 算法组态394.2 组态图形与程序394.2.1 组态图形404.2.2 程序405 上位机465.1 单机465.2 网络465.3 双冗余466 结语47致谢48参考文献49 / 1 课题意义1.1 和利时MACS控制系统特点MACS是和利时Hollysys开发的分层分布式的大型综合控制系统,用以完成大、中型分布式控制,大型数据采集监控,具有数据采集、控制运算、控制输出、设备和状态监视、报警监视、远程通信、实时数据处理和显示、历史数据管理、日志记录、事故顺序识别,事故追忆、图形显示、控制调节、报表打印、高级计算,以与所有这些信息的组态,调试、打印、下装、诊断等功能.该系统采用了
12、目前世界上先进的现场总线技术ProfiBus-DP总线,对控制系统实现计算机监控,具有可靠性高、适用性强等优点,是一个完善,经济、可靠的控制系统.MACS的硬件体系与其通信网络MACS系统硬件结构如下图.它是由网络、管理网关、通信网络、管理网网关、通信控制站、现场控制站、系统服务器、工程师站、操作员站、高级计算机站等组成.图1-1MACS系统结构图1通讯系统通讯系统由网络、管理网关和通讯控制站组成1 网络MACS网络由上到下分为监控网络、系统网络和控制网络三个层次.监控网络监控网络M-NET由100M高速以太网络构成,用于系统服务器与工作站,操作站、高级计算机站的连接,完成工程师站的数据下装,
13、操作员站、高级计算站的在线数据通讯.系统网络系统网络S-NET由100M以太网构成,用于系统服务器与现场总线控制站,通信控制站的连接,完成现场控制站、通信控制站的数据下装,服务器与现场控制站、通信控制站之间的实时数据通讯.控制网络控制网络C-NET由CAN总线或Profibus-DP总线构成,用来实现过程I/O模块与现场控制站主控单元的通信,完成实时输入、输出数据的传送.PROFIBUS-DP是专门为自动控制系统与设备级分散I/O之间进行通讯而设计的.既可满足高速传输,又有简单实用、经济性强等特点.Profibus-DP符合EN50170标准,拓补结构为总线式,在总线两端有有源总线端接器.最大
14、节点数为126,其中每个分段上最多可接22个节点,各段可通过中继器相连；传输速率9.6kps12Mbps,与每段距离有关.当距离在100m 内时可达12Mbps 同一系统中的全部设备需选用同一速率.通讯介质采用屏蔽双绞线或光纤.CAN2.0A协议的网络采均高可靠性的双冗余结构,应用时可以保证在任何一条网络失效的情况下都不影响系统通信.系统的网络拓补结构为星型,中央节点为服务器.MACS网络采用可靠性高的双冗余结构,应用时可以保证在任何一条网络失效的情况下都不影响系统通讯.系统的网络拓补结构为星型,中央节点为服务器.传输速率100Mbps,通讯介质采用光纤或双绞线,每根光缆的最大连接长度是2km
15、,每根双绞线的最大长度是100m.允许的最大HUB数为4,每个HUB有16个端口.2 管理网关MACS系统是一个开放的系统,通过管理网网关提供外界一个访问接口.作为网关,它一侧连接到MACS系统内,另一侧连接到外界系统,是内外系统沟通的桥梁.其主要作用是通过内部网关软件,将MACSTM内部的实时数据、历史数据转换到标准关系数据库中,并对数据提供数据访问接口.硬件接口：标准10/100M以太网.通讯协议：Ethernet、TCP/IP,可与Windows65、Windows NT等系统连接.数据库接口：提供业界规范的ODBC、SQL等数据库接口,可与采用Oracle、Informix、Sybase、SQL Serever等关系数据库的系统连接.3 通讯控制站CCS通讯控制站由高可靠性工业微机、各种通信卡件和通信软件组成,实现与各类现场总线仪表、PLC、智能电子设备IED、RTU与其它子系统的通信,完成各种通信协议的解释和数据格式转换等功能. 通讯控制站接收来自其它系统的通信数据,进行校验、分解数据包,并将数据发送到系统服务器；从系统服务器取得数据,按照协议组织数据包发送到其他计算机系统或进行远程发送.在接收和发送的数据处理中可以加入各种组台的算法进行数据加工.可支持RS232、RS422、RS485等通信线路.通信控制站通过系统网络S-NET与MACS系统连接.现场控制
