控制儀表于裝置課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置課程設(shè)計(jì)課程名稱：控制儀表與計(jì)算機(jī)控制裝置 課設(shè)項(xiàng)目： DCS 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì) 課設(shè)地點(diǎn)：自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)室專業(yè)班級(jí)：自動(dòng)化 1003 班學(xué) 號(hào)：2010001150姓 名：王慧勇指導(dǎo)教師： 謝 剛2013 年 6 月 14 日課程設(shè)計(jì)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦眠^程控制實(shí)驗(yàn)室的條件，以過控裝置為被控對(duì)象， DCS 為控制設(shè)備，讓學(xué)生完成 一個(gè) DCS 控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)，其目的是使學(xué)生在深入理解過程控制課程，以及了解 DCS 系統(tǒng)的基本概念、組成結(jié)構(gòu)、工作原理、 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)方法。 使學(xué)生熟悉和掌握 DCS控制系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，進(jìn)一步增強(qiáng)解決實(shí)際工程問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備E

2、FAT/P IIB 型過程控制實(shí)驗(yàn)裝置、 SUPCON JX-300X 集散控制系統(tǒng) (DCS) 、計(jì)算機(jī)及 其網(wǎng)絡(luò)。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1)被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)2)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；3)DCS 控制裝置的 I/O 點(diǎn)配置與組態(tài)設(shè)計(jì)；4)DCS 控制回路組態(tài)設(shè)計(jì)；5)DCS 操作站組態(tài)設(shè)計(jì)；6)DCS 系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試。四、實(shí)驗(yàn)步驟1. 被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)通過“ EFPT 過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”的管道和閥門的開/閉狀態(tài)，構(gòu)造一個(gè)實(shí)驗(yàn)者所希望實(shí)現(xiàn)的對(duì)象特性。畫出帶測(cè)控點(diǎn)的工藝管道流程圖，2. 控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計(jì)根據(jù)被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)，確定“EFPT 過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀表型號(hào)、量程等

3、參數(shù)，編制一次儀表位號(hào)，列出一次儀表選型表。位號(hào)型號(hào)FE-1LDG-10SFIT-1LD2-4BFE-2LDG-10SFIT-1LD2-4BLT-2DBYG變送M1QS201調(diào)節(jié)閥M2QS201節(jié)閥量程名稱用途0300L/h電磁流量傳感器進(jìn)水流量檢測(cè)(420 mA)電磁流量轉(zhuǎn)換器進(jìn)水流量變送和顯示0300L/h電磁流量傳感器出水流量檢測(cè)(420 mA)電磁流量轉(zhuǎn)換器出水流量變送和顯示04Kpa(0400mm)(420mA) 擴(kuò)散硅壓力變送器 鍋爐液位行程 16mm 直行程電子式電動(dòng)執(zhí)行器 進(jìn)水閥位行程 16mm 直行程電子式電動(dòng)執(zhí)行器出水閥位調(diào)3. 控制回路設(shè)計(jì)畫出控制回路方框圖。 以單回路鍋

4、爐液位控制為例講述， 通過控制進(jìn)水閥 M1 的開度控制鍋爐進(jìn)水流量，達(dá)到控制鍋爐液位的目的，出水閥 M2 設(shè)置成手操器， 出水流量可以手動(dòng)調(diào)節(jié)。4. DCS 的硬件配置和 I/O 點(diǎn)配置設(shè)計(jì) 根據(jù)過程控制實(shí)驗(yàn)室的“ SUPCON JX-300 DCS”硬件配置，確定實(shí)驗(yàn)所需的 DCS 卡件和 I/O 點(diǎn)。畫出 DCS 卡件配置圖。卡件配置圖5. 控制系統(tǒng)一次儀表和 DCS I/O 點(diǎn)接線設(shè)計(jì) 根據(jù)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)一次儀表和 DCS I/O 點(diǎn)接線圖，如下表所示。 在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成 一次儀表與 DCS 的信號(hào)連接。DCS 的信號(hào)和一次儀表接線表FE-1進(jìn)水流量檢測(cè)NAI3FE-2出水流量檢測(cè)NA

5、I4LT-2鍋爐液位NAI5M1-1進(jìn)水閥位NAI6M2-1出水閥位NAI7M1進(jìn)水閥位控制NAO5M2出水閥位控制NAO66. DCS 控制站組態(tài)在工程師站上完成 DCS 系統(tǒng)的主控卡件組態(tài)、 通信卡件組態(tài)、 I/O 卡件組態(tài)和 DCS I/O 點(diǎn)組態(tài)設(shè)計(jì)。列出 I/O 卡件、 I/O 點(diǎn)地址表，列出 I/O 點(diǎn)位號(hào)、注釋、量程、單位、報(bào)警限 及配電設(shè)計(jì)表?？刂普局饕袡C(jī)柜、機(jī)籠、供電單元和各類卡件（包括主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信 號(hào)輸入輸出卡）組成，其核心是主控卡，主控卡通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) SBUS 擴(kuò) 充各種功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的輸入輸出，同時(shí)完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、 順序

6、控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。1）主控卡設(shè)置在“主機(jī)設(shè)置 ”窗口中的 “主控制卡 ”設(shè)置窗口中， 利用 “增加”按鈕，便可設(shè)置相應(yīng)的主控制卡型號(hào)為 SP243X；類型為控制站。一個(gè)主控制卡對(duì)應(yīng)一個(gè)控制站，可以冗余配置。IP 地址應(yīng)與主控卡硬件上的跳線地址匹配。2）I/O 組態(tài)的設(shè)置在“功能”菜單的 “控制站 ”菜單中，選定 “I/O 組態(tài)”，便可進(jìn)入 “I/O 輸入”窗口，在此窗口可進(jìn)行以下設(shè)置。設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，型號(hào)為 SP233?？梢匀哂嗯渲?。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡 SP233 是系統(tǒng) I/O 機(jī)籠的核心單元，是主控卡連接 I/O 卡件的中間環(huán)節(jié)， 他一方面驅(qū)動(dòng) SBUS 總線，另一方面管理本機(jī)

7、籠的 I/O 卡件。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，一塊主控 卡（ SP243X）可擴(kuò)展 1到8個(gè) I/O 機(jī)籠，即可以擴(kuò)展 16到128塊不同功能的 I/O 卡件。設(shè)置 I/O 卡件，定義當(dāng)前 I/O 卡件在掛接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的地址，地址0-15。 I/O 卡件I/O 卡件類的組態(tài)地址與它在控制站機(jī)籠中的排列編號(hào)相匹配，并且地址編號(hào)不可重復(fù)。型從下拉列表中選。設(shè)置各種 I/O 卡件的 I/O 點(diǎn)，即信號(hào)點(diǎn)組態(tài)，定義：位號(hào)、注釋、地址、類型、設(shè)置 等。有表 1-5 2#控制站 DCS 模塊配置表可知DCS 接線端子號(hào)I/O 模塊地址I/O 點(diǎn)地址NAI3SP3130002NAI4SP3130003NAI5SP3

8、130100NAI6SP3130101NAI7SP3130102NAO5SP3221000NAO6SP3221001( 3) 控制回路的設(shè)置(如常規(guī)控制方案)在“功能”菜單的“控制站 ”菜單中，選定 “常規(guī)控制方案 ”，便可進(jìn)入 “常規(guī)控制方案 ”設(shè) 置窗口，在此窗口可增加相應(yīng)的控制方案。各項(xiàng)意義如下：(1) 控制方案：如單回路、串級(jí)、手操等。(2) 注釋：可根據(jù)用途填寫，以便于理解。(3) 回路參數(shù)：根據(jù)設(shè)置自動(dòng)變。(4) 設(shè)置：設(shè)置回路的位號(hào)，為了確定該回路的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)，還要設(shè)置此回 路輸入和輸出參數(shù)對(duì)應(yīng)的 I/O 點(diǎn)的位號(hào)。針對(duì)鍋爐液位控制可設(shè)置兩個(gè)回路，第一個(gè)單回路輸入信號(hào)鍋爐

9、液位，輸出信號(hào)是 進(jìn)水閥位控制。第二個(gè)回路是手操器輸入信號(hào)是出水流量，輸出信號(hào)是出水閥位控制。7. DCS 操作站組態(tài)DCS 操作站組態(tài)是系統(tǒng)總貌畫面組態(tài)、一覽畫面組態(tài)、趨勢(shì)畫面組態(tài)、分組畫面組 態(tài)。在“主機(jī)設(shè)置 ”窗口中的 “操作站 ”設(shè)置窗口中， 利用“增加 ”按鈕，便可設(shè)置相應(yīng)的操作 站： 在“功能”菜單的“操作站”菜單中，選定 “操作小組 ”，便可進(jìn)入 “操作小組 ”設(shè)置窗口，最多 可組 16 個(gè)操作小組。操作小組的權(quán)限分 4級(jí)：觀察、操作員、工程師、特權(quán)。 系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)畫面組態(tài)：選擇操作站的總貌畫面、一覽畫面組、趨勢(shì)畫面、分組畫面組態(tài)。(5) 增加流程圖： 首先在 “流程圖 ”窗口中，利

10、用 “增加 ”按鈕，增加一個(gè)新的流程圖， 然后利用 “編輯 ”按鈕，打開一個(gè)新流程圖的流程圖制作窗口。制作方法如下： 利用左邊的工具欄可畫點(diǎn)、線、圓、填加文字等；利用左下角 “?！卑灏粹o，來拷貝一些現(xiàn)有的設(shè)備模板。如閥、罐、鍋爐、管道等； 如模板庫中沒有所希望的設(shè)備模板，也可利用以下過程制作一些模板追加到模板庫中： 在繪制完流程圖后，要在流程圖中利用左邊工具欄中的0.0 、等按鈕，增加一些數(shù)顯儀表和棒顯儀表，以便把有關(guān) I/O 點(diǎn)或回路中的有關(guān)信號(hào)在流程圖中顯示出來。雙擊數(shù)顯儀 表和棒顯儀表的圖標(biāo)便可打開對(duì)應(yīng)的設(shè)置窗口，在設(shè)置窗口中利用數(shù)據(jù)位號(hào)輸入框右邊 的？便可選定已定義的 I/O 或回路位號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果截圖及總結(jié)制M一*一石-IJ-T -r.nV經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：本次試驗(yàn)是一個(gè)極具實(shí)踐意義的試驗(yàn)， 讓我們可以脫離課本直接感受到控制現(xiàn)場(chǎng)。 通過 對(duì) DSC系統(tǒng)的組態(tài)， 讓我對(duì) DCS系統(tǒng)有了更加深入和直觀的了解， 明確了 DCS系統(tǒng)的分層結(jié) 構(gòu)的實(shí)踐意義， 了解了組態(tài)的一般流程和浙大中控組態(tài)軟件的基本的使用方法， 雖然控制系 統(tǒng)本身并不是復(fù)雜的系統(tǒng)，