执行器的电源输入端子说明如图1-25所示。
图1-25 执行器电源输入端子说明
信号的输入输出端子如图1-26所示。
图1-26 信号输入输出端子
信号的输入输出端子说明如图1-27所示。
图1-27 信号输入输出端子说明
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第2章 软件平台
一、MCGS组态软件
本装置中三种控制方案均采用了北京昆仑公司的MCGS组态软件作为上位机监控组态软件。MCGS（Monitor and Control Generated System）是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows操作系统。
MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定可靠。
MCGS 5.5为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。
MCGS 5.5软件系统包括组态环境和运行环境两个部分。组态环境相当于一套完整的工具软件，帮助用户设计和构造自己的应用系统。运行环境则按照组态环境中构造的组态工程，以用户指定的方式运行，并进行各种处理，完成用户组态设计的目标和功能。
MCGS组态软件（以下简称MCGS）由“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两个系统组成。两部分互相独立，又紧密相关。
图2-1 MCGS组态软件系统组成
MCGS组态环境是生成用户应用系统的工作环境，由可执行程序McgsSet.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。用户在MCGS组态环境中完成动画设计、设备连接、编写控制流程、编制工程打印报表等全部组态工作后，生成扩展名为.mcg的工程文件，又称为组态结果数据库，其与MCGS 运行环境一起，构成了用户应用系统，统称为“工程” 。
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MCGS运行环境是用户应用系统的运行环境，由可执行程序McgsRun.exe支持，其存放于MCGS目录的Program子目录中。在运行环境中完成对工程的控制工作。
MCGS组态软件的具体操作和使用请自行阅读MCGS用户。
二、PLC编程软件
本套控制系统下位机编程软件采用SIEMENS公司的下位机编程软件STEP 7-Micro/WIN V4.0。STEP 7-Micro/WIN V4.0是S7-200PLC系列产品的最新版编程软件，包括以下升级功能：PID自整定控制面板、超级项目树形结构、状态趋势图、PLC历史记录和事件缓存区、项目文件的口令保护、存储卡支持、TD200和TD200C支持、PLC内置位置控制向导、数据归档向导、配方向导、PTO指令向导、诊断LED组态、数据块页、新的字符串和变量。STEP 7-Micro/WIN V4.0的兼容性极强，支持当前所有S7-200 CPU 22X系列产品。增加了数据记录指令、配方指令、PID自整定指令、夏令时指令、间隔定时器指令、诊断LED（DIAG_LED）指令和线性斜坡脉冲指令等。
用户可以用语句表、梯形图和功能块图编程，不同的编程语言编制的程序可以相互转换。可以通过PC/PPI电缆在Windows下实现CPU和PC的通讯。总体说来，它的功能强大，使用方便，简单易学。
图2-2 西门子STEP 7-Micro/WIN软件界面
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第3章 操作规范
一、实训准备
实训前应复习教科书有关章节，认真研读实训指导书，了解实训目的、项目、方法与步骤，明确实训过程中应注意的问题，并按实训项目准备记录等。
实训前应了解实训装置中的对象、水泵、变频器和所用控制组件的名称、作用及其所在位置。以便于在实训中对它们进行操作和观察。熟悉实训装置面板图，要求做到：由面板上的图形、文字符号能准确找到该设备的实际位置。熟悉工艺管道结构、每个手动阀门的位置及其作用。
二、实训流程
（1）明确实训任务； （2）提出实训方案； （3）画实训接线图；
（4）进行实训操作，做好观测和记录； （5）整理实训数据，得出结论，撰写实训报告。
三、实训操作规程
（1）实训之前确保所有电源开关均处于“关”的位置。
（2）接线或拆线必须在切断电源的情况下进行，接线时要注意电源极性。完成接线后，正式投入运行之前，应严格检查安装、接线是否正确，并请指导老师确认无误后，方能通电。
（3）在投运之前，请先检查管道及阀门是否已按实训指导书的要求打开，储水箱中是否充水至三分之二以上，以保证磁力驱动泵中充满水，磁力驱动泵无水空转易造成水泵损坏。
（4）在进行温度实验前，请先检查锅炉内胆内水位，至少保证水位超过液位指示玻璃管上面的红线位置，无水空烧易造成电加热管烧坏。
（5）实训之前应进行变送器零位和量程的调整，调整时应注意电位器的调节方向，并分清调零电位器和满量程电位器。
（6）仪表应通电预热15分钟后再进行校验。 （7）小心操作，切勿乱扳硬拧，严防损坏仪表。
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第4章 实验项目 4.1 单容水箱对象特性测试
实验类型：验证型
一、实验目的
（1）掌握单容水箱的阶跃响应测试方法，并记录相应液位的响应曲线； （2）确定单容水箱的特征参数K、T和传递函数。
实验学时：2学时
二、实验原理
单容指只有一个贮蓄容器。自衡是指对象在扰动作用下，其平衡位置被破坏后，依靠其自身重新恢复平衡的过程。图4-1所示为单容自衡水箱特性测试系统结构图和方框图。阀门F1-1、 F1-3和F1-7全开，设下水箱流入量为Q1，改变电动调节阀V1的开度可以改变Q1的大小，下水箱的流出量为Q2，改变出水阀F1-8的开度可以改变Q2。液位h的变化反映了Q1与Q2不等而引起水箱中蓄水或泄水的过程。
图4-1 单容自衡水箱对象特性测试系统
根据动态物料平衡关系有
在平衡时，Q1=Q2,?dh dtd?h?Q1??Q2?A
dtQ1?Q2?A(4-1) (4-2)
dh?0；当Q1发生变化时，液位h随之变化，水箱出口处的静压也随之变dt化，Q2也发生变化。由流体力学可知，流体在紊流情况下，液位h与流量之间为非线性关系。经线性化处理后，可近似认为Q2与h成正比关系，而与阀门F1-8的阻力R成反比，即
?Q2??h R(4-3)
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