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1、-FFFF 总线控制系统介绍总线控制系统介绍北京创研科自动化设备有限公司北京创研科自动化设备有限公司2006 年 12 月-目录一概述二系统介绍三操作四系统组态介绍五附：控制箱部件布置及仪表接线图-一概述北京创研科自动化设备有限公司根据北京联合大学的要求， 为联合大学自动化学院网络实验室提供的 FF 总线控制系统现已投入运行。为使系统能满足联合大学教学要求，并使系统长期、稳定、正常运行，现将FF 总线控制系统的构成、操作方法、软件编制等做一简单介绍。1 FF 总线控制系统所以硬件系统已安装连接完成。2 系统软件系统已编制并调试。3 系统软硬件完全响应了联合大学所提出的教学要求，即：A完成现场设
2、备（实验水箱）与控制器之间的信号线连接，实现 FF 总线仪表之间的通讯；B完成控制器与上位 PC 机之间的网络线路连接；C针对具体硬件系统的信号连接，完成软件上的硬件组态；保证硬件和软件的协调工作；D使用控制组态软件完成对象的测量数据的采集，保证数据显示正确；E使用控制组态软件完成手动状态下的数据输出，保证数据输出正确，调节阀正确执行；F使用控制组态软件的PID 控制功能完成单回路控制，并调试通过；G使用控制组态软件的PID 控制功能完成串级控制，并调试通过；H使用监控组态软件完成与控制器的通讯连接；I使用监控组态软件完成控制总貌画面和PID 参数控制画面的动态显示；J使用监控组态软件完成过程
3、数据的显示， 同时实现设定值等监控数据能够向下一级传输；K调试整个系统，使整个系统正确完成控制和监控功能。二系统介绍1 系统构成（见系统示意图） ：系统主要设备有：蓄水槽、水泵、水箱1、水箱 2、过渡水箱、调节阀、流量计、液位变送器、气泵、节流阀和控制箱组成。2 流程简述：蓄水槽中的水通过水泵加压到80kPa 后，由流量计检测流量，流量计的测量范围：0-200kg/h，流量计的最大压损为10kPa。水量的调整由调节阀完成，调节阀的开度由系统状况（流量、液位等因素）决定。水泵出口的旁路节流阀辅助调节水的压力和流量。水经过流量调节后流入水箱1，水在水箱 1 的停留时间可通过调整水箱1 出口的节流阀
4、进行控制， 此节流阀可起到改变系统动态特性的作用。 水箱 1 的液位由安装在其底部的液位计进行测量。水在过渡水箱的停留时间同样可通过过渡水箱后的节流阀进行控制，过渡水箱可作为一个滞后环节。水流到水箱2 后同样通过出口的节流阀控制停留时间，水箱 2 的液位由安装在其底部的液位计进行测量。 水箱 2 的出水直接回到蓄水槽中， 完成循环。3 控制方案：系统中的流量计、 液位计和电气转换器均是总线仪表， 利用其内部功能模块可实现各种控制功能的组态，可实现的控制功能如下：-A 水箱 1 的单回路液位控制；B水箱 1 与流量的串级控制；C水箱 2 的单回路液位控制；D 水箱 2 与流量的串级控制；上位机液
5、位计LT节流阀过渡水箱RS-485以太网FF 总线水箱 1水箱 2节流阀控制箱液位计LT节流阀节流阀流量计FT去气泵FV水泵蓄水槽排放系系 统统 示示 意意 图图4 软件FIM3420 组态软件；用于与现场总线仪表通讯，进行控制算法的组态和下装；三维力控；用于与 FIM3420 的通讯，进行数据的采集与监控；Wincc；人机界面，用于流程图的显示。5 网络通讯FIM3420 支持两种网络通讯方式：以太网，RS485 方式。1)以太网通讯方式；a)FIM3420 的组态采用以太网方式；-b)OPC 连接也采用以太网方式；c)MODEBUS TCP/IP也采用以太网方式；2)RS485 方式；用于
6、 MODEBUS RTU通讯方式。三操作1 上电A 接通外部供电开关；B接通控制箱内三相空气开关（位置见接线图） ；注意：控制箱内有强电！注意安全！注意：控制箱内有强电！注意安全！C检查控制箱内各端子开关的位置，如供电有问题，请检查各端子开关内的熔断器。2 控制箱操作当上电完成后进行下面操作A 从控制箱面板开启气泵，气泵开启后空气压力将自动控制在0.40.6MPa。B当空气压力大于 0.2 MPa 后，从控制箱面板开启水泵。开启水泵前上位监控应运行，否则调节阀不能打开。C根据需要调节各节流阀开度。3 上位机操作A 打开桌面上的 wincc(windows control center )的快捷
7、方式，启动 wincc。进入了如下图的运行画面B点击主页中的现场总线实验，进入流程图画面。如下图-C点击需要调节的回路位号，如上图LRC01，可进行 PID 设定和 SP、OP 的设置，进而回路调节监控。D 图中的是为了看控制回路直观把流程图分成了四个直观的控制回路流程图，点击按钮进入相应的流程画面。E要修改控制方式必须在 FIM3420 里进行相应的组态下装。F要改变切换手自动必须在FIM3420 里做切换，具体做法见4.3.5（图解）4.通过MODBUS来与FIM3420通讯， 点击电脑左下方的开始， 在程序里查找力控PCAuto3.62点击进入力控，如下图-进入了力控的开发系统， 如上图
8、， 选上应用名称test for modbus,点击上面的进入运行， 便进入了用modbus与FIM3420进行通讯的流程画面。如下图，打开文件选择流程图便进入了流程图画面-，便可进行监控。要想再用西门子的WINCC 进行监控，则需退出力控的test for modbus,点击电脑右下角的灰色菱形进入它的文件点击退出。再重新进入力控选择 test 如图,在点击此画面的退出。四FIM3420 系统组态介绍4.1 概述Rosement 3420Fieldbus Interface Module(FIM)具有连接现场总线仪表构成总线网络的丰富功能；3420 可通过配置多种通讯方式（如：MODBUS,
9、RTU,MODBUS TCP/IP,OPC ）与上位计算机相连。3420 运行前需通过安装在上位机上的组态软件对其进行配置；各种总线-控制算法也在该组态软件上完成。下面说明依据 FIM3420 随机光盘说明的安装步骤，具体细节请查阅光盘说明。4.2 组态软件安装步骤1 安装该软件所需环境如下： （典型安装需 35Mb，最大安装需 250Mb）1） 操作系统：Windows 2000 ，SP4 或 Windows XP （Home 或 Professional） ，SP1，Windows2003；2） Internet Explorer 6.0 或更高；3） Sun MicrosystemsTM
10、 JavaTM Runtime 1.4.1；2 插入 Setup Assistant & Support Files CD； 按自动安装提示步骤进行； 在 Setup Type 步骤选项中，选择 Complete（完全）或 Custom（自定义） ，点击 Next（下一步） ；3 完成安装后，重新启动计算机，以保证安装生效。4 用以太网将 Fim3420 与组态 PC 机互联；在初始设定时 Fim3420 的 IP 地址为192.168.1.10，在本系统中该 IP 地址已更改为 169.254.157.110。5 重新启动计算机后，点击Windows桌面上安装生成的 Network Assi
11、stant快捷方式。按提示选择网卡，然后在窗口上点击Direct 按钮，建立与 Fim3420 的连接。6 打开 IE 浏览器，在浏览器地址栏中输入：http:/fim3420/。7输入用户名：admin， 密码：admin。进入 Fim3420 组态画面。如下图：43组态步骤说明1 点击 SetupFieldbusAppliction overview.在里面组态了 4 种控制方案， LT1单回路控制，LT1 与 FT1 串级控制，LT2 单回路控制，LT2 与 FT1 串级控制。如下图：-2如果想要使用其中的一种控制方式， 如要 LT1 单回路控制，则在相应的 ACTIVE 上划勾，然后点
12、击下面的 Submit 提交,最后 download application 下装该组态程序，如下图就是在下装过程中的画面，-等下装完毕后，点击返回，在点击EXPLORER，进入如下画面点击 LT1，进入 LT1-PID800 会展开如下参数项-点击其中的及 SP、OP 的设定。项可进行手自动的切换。在 FIM3420 里可以进行 PID-2）如果想改变控制方式，点击SetupFieldbusAppliction overview.把在 ACTIVE 上划的勾去掉，然后点击下面的Submit,最后 download application，下装完后再进入overview.在你想用的控制方案上的
13、ACTIVE 上划勾， 然后点击下面的 Submit,最后 downloadapplication。4.3.有关参数的设定说明1 点击 IE 浏览器， 输入 http:/fim3420按回车进入 fim3420 主页， 用户名和密码均为 admin。点击此网页上的 Explorer,2对于单回路控制，相对应的PID 下的 out_scale 范围为 0100,同时 OUT-HI-LIM为 100，OUT-LO-LIM为 0。3如果是串级则主回路中的PID_OUT_Scale 应与负回路的测量范围一致。即如果是液位LT2 与 LT1 的串级控制，则液位的 PID_OUT_Scale 设定应为 0
14、300, 同时 OUT-HI-LIM为300，OUT-LO-LIM为 0。如下图4.串级控制中主回路应为应打到自动模式，副回路应打到串级控制。(CAS 和 AUTO 都要选中)5手自动切换在 FIM3420 的 PID 项下的 Mode_blk_target 下，点击它，可以进行手自动切换，把当前的控制方式的勾去掉，在要选的控制方式上画勾，点击OK 完成操作。如下图6要对 PID 下的参数进行修改则必须打到手动状态，或os 状态(不包含 P、I、D、SP 的设定)。7在每种控制方案中AO1 下的 mode_blk_target必须为 cas(串级)模式。附：控制箱部件布置及仪表接线图控制箱部件
15、布置及仪表接线图-外接电源34203420三相空开DC24VModbus+ +SAB接触器（水泵）Ethernet 1Ethernet 224V 电源+ +S+ +S+ +SLNAC220V+ +S+DC24vS SS SS SS SS SS S接流量计N 线端子接液位计 1接液位计 2接电气转换器S SS SS SS SS SS S现场总线接线端子现场总线接线端子AC220VAC220V内部接线端子(见控制箱内部接线图)备用注：1 各部件位置以实际安装位置为准。2 电气系统及部件连接见控制箱原理接线图。带熔断器端子开关24V电源L两芯插座L两芯插座备用控制箱部件布置控制箱部件布置及仪表接线图及仪表接线图接气泵三芯插座-
