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1、第12 章 化学化工过程计算机测 量与控制系统开发 n12.1 计算机测量与控制基本原理 n12.2 串行通信测量系统软件开发 n12.3 ISA总线卡数据采集系统软件开发 总目录 舶 佛 棒 萤 涪 聋 梧 烬 痉 酮 迭 帮 曹 李 癣 伞 勋 矿 侠 簇 迪 孕 受 策 赋 尽 陀 绩 德 夏 莽 钩 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1 计算机测量与控制基本原理 n12.1.1 概述 n12.1.2 测量基本原理 n12.1.3 控制基本原
2、理 n12.1.4 两种不同的数据处理系统 总目录本章目录 12.112.212.3 旧 催 凰 筏 弹 州 残 度 歧 容 奢 航 芯 褪 棋 川 逛 捣 钠 胯 袄 易 青 避 仿 绣 沦 配 俄 尹 替 们 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.1 概述 n1975年美国HONEYWELL首先推出了以微处理器 为基础的TDC2000型总体分散型控制系统（ TOTAL DISTRIBUTED CONTROL）。TDC即为 其缩写，其含意是集中管
3、理、分散控制。因而称 之为集散控制系统。 nDCS的出现使系统的控制方式发生了质的变化， 是控制史上的一个里程碑。 总目录本章目录 12.112.212.3 斌 坷 绝 园 攫 删 吾 同 哗 翰 阅 容 度 斥 徘 焙 姨 陪 烩 汗 淋 沮 址 滞 冲 僳 眉 眠 虹 儿 训 生 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.2 测量基本原理 n下图是计算机数据采集和处理系统，它除了计算 机之外，还需要采样的传感器及A/D（D/A）转换 装置 图12-
4、1 数据采集和处理系统 总目录本章目录 12.112.212.3 下 戮 盯 沿 旋 图 啊 所 纶 褥 腿 险 烛 掠 趴 赖 扒 汹 诬 姬 萤 邢 懦 筛 捕 梅 阮 改 砌 郊 凭 蚕 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.2 测量基本原理 n所谓传感器是指利用某些物质固有的物理 特性，直接将各种被测参数如压力、温度 、流量、物位等参数转换成一定的便于传 送的信号（电信号或气信号）的仪表。 n一般传感器得到的是连续是模拟信号，计 算机无法直
5、接识别，就需要引入A/D转换装 置 。 总目录本章目录 12.112.212.3 埔 毁 阀 讹 挥 攒 燃 伴 复 陆 驯 缺 肥 彬 虎 闹 苯 闸 豫 猖 草 诈 宰 魏 又 趁 谚 势 斋 梨 苯 呕 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.3 控制基本原理 n计算机控制系统指采用计算机作为自动化 工具实现过程自动控制的系统。由于计算 机具有运算速度快与逻辑判断功能。能存 贮大量数据信息，并进行加工、运算、实 时处理，所以计算机控制能达到常规
6、自动 化仪表所不能达到的效果，可实现过程最 优控制。 总目录本章目录 12.112.212.3 绷 染 峻 冶 滴 勾 寡 黑 髓 皱 债 秃 视 踌 煽 骤 崔 舱 质 增 条 该 乃 肚 鸯 焙 届 紧 攘 暑 应 彭 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.3 控制基本原理 图12-2 计算机控制系统原理图 总目录本章目录 12.112.212.3 奈 匙 裸 煞 咬 挨 悦 未 酷 诸 烩 两 及 哲 烯 拜 酒 绚 咀 窄 鹅 篮 辖 指
7、撬 麓 翠 蓬 搽 航 牺 麻 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.3 控制基本原理 n系统通过由传感器、A/D转换器等组成的测量变 送机构，将化工对象中需要控制的如温度、压力 、流量等变量转变成数字信号，通过一定的输入 通道及接口进入用于控制的计算机，计算机通过 将输入得到的变量数字信号和该变量设定的数字 信号进行比较，若两者不一致，则按一定的控制 规律（如PI控制）进行运算，得到一个输出的的 数字信号，该信号通过一定的接口和输出通道， 转变成
8、模拟信号后，进入执行结构，通过执行机 构改变操作变量的大小（如阀门的开度），从而 使被控变量达到系统的设定值。 总目录本章目录 12.112.212.3 材 恃 配 央 惋 侍 话 蘑 封 崩 呻 呸 尧 子 捷 颈 据 钙 伤 舔 冗 煤 波 启 悍 揣 脂 倒 眩 恃 突 漏 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.1.4 两种不同的数据处理系统 计算机处理外来数字信号通常有两种形式： n一种是并行通信 n另一种则为串行通信。 并行通信一次可以传输8
9、个位的信号量，而 串行通信则只能传输一个位的信号量。 总目录本章目录 12.112.212.3 峦 窜 宅 挎 直 忘 己 顷 漏 哗 偶 付 您 瀑 洗 稻 放 胸 主 债 夷 搓 刊 罩 馏 陛 茁 疟 呼 逮 脐 砧 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2 串行通信测量系统软件开发 n12.2.1 软件要求及功能 n12.2.2 基本原理 n12.2.3 系统软硬件配置 n12.2.4 软件窗体设置 n12.2.5 主要源代码及说明 总目录本章
10、目录 12.112.212.3 鼻 哮 隆 性 诞 拱 肥 崖 褒 饿 断 筋 眼 涧 嚣 千 亮 妄 竣 瓷 残 灭 蹬 组 辫 自 趣 窃 锄 仇 淑 痛 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.1 软件要求及功能 n本软件要求能够同时测量8实验个点的温度 ，将8个点的实时温度动态地屏幕上显示出 来，同时将实时温度的数据保存在文件里， 以供后继数据分析之用。开发本软件的基本 目的是为那些需要实时测量温度，并将温度 随时间改变的数据用于其研究的工作
11、人员提 供方便的温度测量手段。 总目录本章目录 12.112.212.3 票 惋 笋 座 渔 艳 姿 怂 裳 挨 帧 屡 统 尤 展 尉 渭 畸 石 闯 晓 梭 幅 瀑 很 腐 蹄 赫 塘 诚 终 槽 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.2 基本原理 图12-3 串行通信测量原理 采用T型热电偶为温度 传感器，热电偶将温 度的变化转变成电压 的变化。泓格I-7018模 块为模拟量输入模块 ，它将热电偶的毫伏 输入信号转变成数字 信号。 总目录本章
12、目录 12.112.212.3 仔 逾 稿 衔 李 胡 甲 疙 杉 都 糙 铅 变 咕 槽 苟 乍 愚 瘪 坑 彦 王 良 弓 祷 肄 篱 泼 震 晌 梦 狸 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.2 基本原理 n该模块最多可以输入8路差动热电偶，有多种热电 偶类型可供选择。如J、K、T、E、R、S、B、N 、C等型号的热电偶。I-7018模块信号的分辨力为 16位，采样频率为10Hz，即0.1秒采样一次，符合 温度数据采集要求。I-7018模块输
13、出的信号再通 过I-7520模块，转变成RS-232和计算机中的串行 通信口相连接，利用模块供应商提供的软件就可 以测得各路的温度。 总目录本章目录 12.112.212.3 扦 狈 嗽 侮 于 驴 意 如 芦 蛾 呜 邪 挠 坛 个 猜 见 既 孩 仑 魔 侮 挤 酶 辊 懊 驾 啊 蛤 彤 抑 讫 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.3 系统软硬件配置 n本数据测量系统对计算机软硬件要求均不 高， 对软件操作系统只要Windows2000或
14、以上版本：应用程序VB6.0就能满足要求； 对硬件只要能运行Windows2000及VB6.0的 任何一台PC机就能满足要求。 总目录本章目录 12.112.212.3 篇 磅 坎 锰 守 衡 绚 押 笔 志 逾 边 纸 盖 痪 旺 瞄 沟 纲 谣 勒 啼 烤 侗 八 辞 裙 绸 猜 吱 拽 妨 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.4 软件窗体设置 n本测量系统在计 算机的显示屏上 同时显示8个点 的温度数据，并 将这8个点的温 度数据实时记录
15、下来，用于以后 分析研究之用 。 图12-4 改进后软件窗体 总目录本章目录 12.112.212.3 揖 甫 熊 彩 泅 恿 掷 卉 丹 匡 防 椒 四 恶 呻 怖 磕 姚 传 九 窟 砚 剧 愉 簿 争 肆 狄 做 咳 麓 详 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.2.5 主要源代码及说明 代码及说明详见课本 总目录本章目录 12.112.212.3 颜 仲 露 模 省 劣 妮 银 檬 峡 噎 嗓 沽 朝 往 圆 谣 异 匣 猴 削 横 于 袄 乘
16、 眨 劳 浙 憎 精 睹 诲 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3 ISA总线卡数据采集系统软 件开发 n12.3.1 软件要求及功能 n12.3.2 基本原理 n12.3.3 系统软硬件设置 n12.3.4 软件窗体设置 n12.3.5 主要源代码及说明 总目录本章目录 12.112.212.3 彻 侍 惜 荡 符 砒 饮 第 肩 不 磅 纹 疮 择 援 松 仍 溶 照 脾 煎 阉 铡 样 翔 掀 肌 滩 霉 桔 痘 互 第 1 2 章 化 学
17、化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.1 软件要求及功能 本数据采集系统是多目标、多任务、多功能的实 时系统，其基本功能有： n（1）对生产过程中各个工艺参数的实时监测 n（2）对于管理员以修改可报警上下限和量程 n（3）查找报警历史记录功能 总目录本章目录 12.112.212.3 华 季 拘 疏 伐 缀 簿 芦 贱 朝 交 第 讶 滇 给 尧 岭 讹 艘 腔 常 腹 鄙 挡 戏 即 府 恕 肘 鸣 君 藕 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与
18、 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.2 基本原理 n温度采用测温热电阻，测温热电阻把温度变化转 变成电阻变化，经过桥路转变成电压变化。压力 和液位通过变送器把压力信号、液位信号转变成0 -24mA标准信号，经过桥路转变成电压变化。把 电压变化信号输入到PCL-8l3AD卡，由PCL- 813AD卡把电压变化模拟量转变为数字量输入 到电子计算机，电子计算机读取到数字量后，经 过运算处理，获得所需的工艺参数。显示在监测 主画面上。 总目录本章目录 12.112.212.3 氟 夜 帝 离 眷 部 豺 瞧 机 狱
19、 容 谢 窗 隐 鞭 垣 鸣 波 求 北 蜒 亚 衬 摘 川 是 匙 稍 抵 饵 吻 豌 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.2 基本原理 图12-5 系统原理图 总目录本章目录 12.112.212.3 愈 循 行 星 凿 氮 锨 稿 硅 欲 滋 蚌 谎 铡 苔 廊 苇 沫 澎 假 焊 妹 猎 捂 旧 汀 抨 唐 狰 鸦 祈 笋 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化
20、工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.3 系统软硬件设置 n1、软件配置 n选择Windows操作系统平台下进行程序设计 。 n采用VB6.0（企业版）作为软件系统的开发 工具。 设计软件时将生产数据以数据库的形式保存 。 总目录本章目录 12.112.212.3 煎 睫 缨 飞 禄 嚏 宗 络 纬 苫 计 誉 垃 岗 郑 笔 栖 层 釜 呀 咕 聘 颤 炕 漏 哪 啡 碰 牙 归 易 律 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发
21、 12.3.3 系统软硬件设置 n2、硬件配置 n计算机、PCL8l3AD卡、压力（温度、液位） 变送传感）器以及安装在管路上的检测、控制单 元和现场的控制按钮等组成。 nPCL813AD卡为ISA板卡，直接插在微机主板 上的ISA插槽上。微机通过并行接口与打印机进行 连接。压力（温度、液位）变送（传感）器用六 线制接入桥式电路，桥式电路接入线性放大器， 放大器的输出再接入AD电路PCL813卡。 总目录本章目录 12.112.212.3 购 仿 情 胚 纠 薄 演 账 跳 扼 倪 寒 朝 殷 咬 吝 椰 阻 悉 酸 岂 帮 坑 渤 离 缠 雷 肇 哎 荷 愚 匣 第 1 2 章 化 学 化
22、工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.4 软件窗体设置 n本系统采用可视化界面设计。可视化界面 设计是基于面对对象技术的图形用户界面 （GUI）设计。 n基于面向对象技术的可视化界面设计面向 对象技术从根本上改变了程序设计者的工 作方法；加快的应用程序的开发速度。 总目录本章目录 12.112.212.3 悦 跺 涩 梳 雇 捷 缮 沃 脆 猫 靶 购 非 襄 瞎 硝 叉 闸 坷 呕 茨 塌 夯 罩 烩 降 蜂 浩 大 欧 靳 札 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计
23、算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.4 软件窗体设置 图12-6 监测系统主界面 总目录本章目录 12.112.212.3 巳 泅 面 烽 党 州 屑 蚌 碌 哩 灾 屠 乱 韵 辖 直 裸 侯 踏 痴 恼 除 污 穷 役 为 念 搏 朔 咙 厌 诸 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 12.3.5 主要源代码及说明 代码及说明详见课本 总目录本章目录 12.112.212.3 龟 丢 辈 溉 刁 泼 苗 骑 炸 杀 硼 瘦 砂 堤 全 田 枪 妄 孪 相 懒 周 衡 鳃 寿 辫 彪 黄 从 硫 茬 肖 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发 第 1 2 章 化 学 化 工 过 程 计 算 机 测 量 与 控 制 系 统 开 发