分散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)串級汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 2011-2012年度第二學(xué)期)名 稱： DCS課程設(shè)計(jì) 題 目： 串級汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)院 系： 自動化系 班 級： 測控0 學(xué) 號： 2009 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 一周 成 績： 日期： 2012年 6月 14 日任 務(wù) 書一、 目的與要求1 了解DCS應(yīng)用過程中的主要工作內(nèi)容及應(yīng)該注意的問題，并能根據(jù)應(yīng)用目的，進(jìn)行分散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組態(tài)、調(diào)試操作等工作。2 以LN2000分散控制系統(tǒng)為平臺，完成DCS的組態(tài)。3 進(jìn)行DCS的調(diào)試工作。二、 進(jìn)度計(jì)劃序號設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容完成時間備注1了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，閱讀并理解課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求。2011年6月11日2熟悉LN2

2、000分散控制系統(tǒng)軟件的組態(tài)方法。2011年6月11日3進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)要求的6項(xiàng)內(nèi)容。2011年6月12日4進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試2011年6月13日5上機(jī)答辯考核2011年6月13日6撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告2011年6月14日四、 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）成果要求1 完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及數(shù)據(jù)點(diǎn)清單，打印各步的組態(tài)設(shè)計(jì)圖紙。2 對系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，完成并打印設(shè)計(jì)報(bào)告。五、 考核方式3 按上述步驟逐項(xiàng)完成軟件內(nèi)容的設(shè)計(jì)，進(jìn)行操作演示，并進(jìn)行答辯。4 設(shè)計(jì)報(bào)告格式規(guī)范，內(nèi)容詳實(shí)。 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2012年 6 月 14日一、課程設(shè)計(jì)正文1、串級汽溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)鍋爐過熱汽溫控制采用串級汽溫控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)方框圖如圖

3、2:已知系統(tǒng)中被控對象的傳遞函數(shù)為:被控對象導(dǎo)前區(qū)：（/%）被控對象惰性區(qū)：（/）圖2串級汽溫控制系統(tǒng)構(gòu)成2、具體設(shè)計(jì)要求參考過程控制實(shí)例二級減溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)，完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)、SAMA圖組態(tài)、流程圖組態(tài)、操作器組態(tài)，趨勢顯示，并進(jìn)行參數(shù)整定與系統(tǒng)調(diào)試。3、串級過熱汽溫控制系統(tǒng)工作原理 圖1所示的串級汽溫控制系統(tǒng)，只要導(dǎo)前汽溫發(fā)生變化，副調(diào)節(jié)器P就去改變減溫水流量，初步維持后級過熱器入口汽溫在一定范圍內(nèi)，起粗調(diào)作用。而過熱器出口汽溫的控制，則是通過主調(diào)節(jié)器PI來校正副調(diào)節(jié)器工作，只要未達(dá)到給定值，主調(diào)節(jié)PI的輸出信號就不斷遞變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到恢復(fù)到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時，

4、導(dǎo)前汽溫可能穩(wěn)定在與原來數(shù)值不同的數(shù)值上，而主汽溫則一定等于給定值。在串級汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個回路的任務(wù)及動態(tài)特性不同，可以選用不同的調(diào)節(jié)器。副回路及副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是快速消除內(nèi)擾，要求控制過程的持續(xù)時間較短，但不要求無差，故一般可選用純比例調(diào)節(jié)器。當(dāng)?shù)角捌麥貞T性較大時，也可選用比例微分調(diào)節(jié)器。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。當(dāng)過熱器惰性區(qū)較大時，也可選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。圖1 串級汽溫控制系統(tǒng)工作原理二、設(shè)計(jì)過程1、采用如下設(shè)計(jì)方案2、系統(tǒng)的平衡狀態(tài)描述（1）、PID1的參數(shù)設(shè)置：K1比例增益：2，K2積分增益：0.6，動作方向：反作用。PID2的參數(shù)設(shè)置：

5、K1比例增益：25，K2積分增益：0，動作方向：正作用。（2）、上一級過熱器出口溫度：設(shè)定為定值520度，該溫度測點(diǎn)在噴水減溫器之前。（3）、末級過熱器出口溫度：SP設(shè)定值為540度，為末級過熱器出口溫度。系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下，噴水減溫器之前溫度值為520度，減溫水閥開度為50%，經(jīng)減溫器引起40度的溫降，形成末級過熱器進(jìn)口溫度480度；實(shí)際末級過熱器進(jìn)口溫度經(jīng)惰性區(qū)，得到最終的末級過熱器溫度。3、系統(tǒng)性能測試（1）、主汽溫度設(shè)定值的變化：將設(shè)定值SP進(jìn)行改變，例如550度，觀察自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)和工作變化。（2）、上一級過熱器出口溫度的變化：改變模塊6的輸出，表示上一級過熱器出口溫度發(fā)生了變化，實(shí)現(xiàn)

6、擾動，觀察自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的克服擾動的能截圖如下：1、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫2、 組態(tài)流程圖3、 減溫器噴水控制閥4、 SAMA圖15、 SAMA圖26、 手動閥門開度50%7、外部擾動（設(shè)定值調(diào)為550）7、 內(nèi)部擾動四、總結(jié) 通過這次課程設(shè)計(jì)，使我已經(jīng)對 DCS的工程化設(shè)計(jì)有了一個初步的系統(tǒng)化概念。首先我了解了這次課程設(shè)計(jì)的任務(wù)是要做一個單回路溫度控制系統(tǒng)和過熱器二級減溫控制系統(tǒng)，接著通過閱讀文檔了解了將要使用的LN2000DCS的基本知識，完成了系統(tǒng)IO清單。接著通過學(xué)習(xí)DAS組態(tài)使用說明，掌握了軟件的使用注意事項(xiàng)，并按照步驟完成了單回路溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，接著便把這些步驟應(yīng)用到設(shè)計(jì)串級溫度控制系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫組態(tài)，SAMA圖組態(tài)，流程界面組態(tài)，操作器組態(tài)，實(shí)時趨勢圖，并觀看趨勢圖，達(dá)到了老師所要求的效果，完成了任務(wù)。這次學(xué)習(xí)使我加深了DCS控制軟件的使用，了解了自己以后工作的一些知識，對自己產(chǎn)生