除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)設計

1、華州電力之號課程設計報告（2013 2014年度第二學期）名 稱：操縱裝置及儀表課程設計題 目：除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)設計院 系：自動化系班 級：學 號：學生姓名：指導教師：韋本源設計周數(shù)：爭成 績：日期：2021年6月26日操縱裝置與儀表課程設計任務書一、目的與要求認知操縱系統(tǒng)的設計和操縱儀表的應用進程。1 . 了解進程操縱方案的原理圖表示方式（SAMA圖）。2 .把握數(shù)字調(diào)劑器KMM的組態(tài)方式，熟悉KMM的面板操作、數(shù)據(jù)設定器和心N數(shù)據(jù) 寫入器的利用方式。3 .初步了解操縱系統(tǒng)參數(shù)整定、系統(tǒng)調(diào)試的進程。二、要緊內(nèi)容1 .按選題的操縱要求，進行操縱策略的原理設計、儀表選型并將操縱方案以SA

2、MA 圖表示出來。2 .組態(tài)設計3 . 1KMM組態(tài)設計以KMM單回路調(diào)劑器為實現(xiàn)儀表并畫出KMM儀表的組態(tài)圖，由組態(tài)圖填寫 KMM的各組態(tài)數(shù)據(jù)表。4 . 2組態(tài)實現(xiàn)在程序寫入器輸入數(shù)據(jù)，將輸入程序寫入EPROM芯片中。5 .操縱對象模擬及進程信號的搜集依照操縱對象特性，以線性集成運算放大器為主組成反饋運算回路，模擬操縱對 象的特性。將定值和進程變量送入工業(yè)信號轉換裝置中，以便進行觀看和記錄。6 .系統(tǒng)調(diào)試設計要求進行動態(tài)調(diào)試。動態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場相連時的調(diào)試。由于生產(chǎn) 進程已經(jīng)處于運行或試運行時期，現(xiàn)在應以觀看為主，當涉及到必需的系統(tǒng)修改 時，應做好充分的預備及平安方法，以避免阻礙正常

3、生產(chǎn)，更不許諾造成系統(tǒng)或 設備故障。動態(tài)調(diào)試一樣包括以下內(nèi)容：1）觀看進程參數(shù)顯示是不是正常、執(zhí)行機構操作是不是正常；2）檢查操縱系統(tǒng)邏輯是不是正確，并在適那時候投入自動運行：3）對操縱回路進行在線整定；4 ）當系統(tǒng)存在較大問題時，如需進行操縱結構修改、增加測點等，要從頭組態(tài)下裝。三、進度打算序號設計（實驗）內(nèi)容時間備注1閱讀理解課程設計指導書的要求，根 據(jù)選題設計內(nèi)容，小組討論控制方案， 進行SAMA圖設計。確定小組負責人及 每人的具體分工。D1分組；確定小組負責人及每人的 分工，列出名單；討論控制方案。2根據(jù)KMM調(diào)節(jié)器組態(tài)要求,設計KMMD2列出KMM組態(tài)數(shù)據(jù)表。組態(tài)圖，填寫心M組態(tài)數(shù)據(jù)

4、表。3利用程序寫入器輸入組態(tài)數(shù)據(jù)，寫入EPROM芯片。D3上實驗室。4進行系統(tǒng)接線和調(diào)試D4 D5上實驗室。5上機答辯考核檢驗設計結果。6撰寫課程設計報告確定設計成績（其中實驗前準備 工作占20%,實驗考核內(nèi)容占60%, 設計報告占20%）。設計內(nèi)容分工參考：小組每人均參與操縱方案的設計，了解方案的KMM儀表實現(xiàn)方式、實驗 系統(tǒng)組成、系統(tǒng)調(diào)試和數(shù)據(jù)記錄的進程。在此基礎上小組成員可作如下具體分工：預習KMM 程序寫入器利用并具體進行EPROM芯片的制作（2人）；設計實驗接線原理圖，進行實驗接 線并熟悉把握KN1M面板功能及數(shù)據(jù)設定器利用（1-2人）：確信記錄信號并利用工業(yè)操縱信 號轉換設備進行記

5、錄信號的組態(tài)和實驗曲線的打印工作（1人）。四、設計（實驗）功效要求1 .完成系統(tǒng)SAMA圖和KMM組態(tài)圖，附出操縱系統(tǒng)的調(diào)試曲線和操縱參數(shù)。2 .對系統(tǒng)設計進程進行總結，完成并打印設計報告。五、考核方式1.按上述步驟逐項完成軟件內(nèi)容的設計，進行操作演示，操縱結果知足要求，并進 行問答。2.設計報告格式標準，內(nèi)容詳實。六、選題參考1除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)設計2爐膛壓力系統(tǒng)死區(qū)操縱系統(tǒng)設計3過熱汽溫串級操縱系統(tǒng)設計4鍋爐給水三沖量操縱系統(tǒng)設計5風煤比值操縱系統(tǒng)設計6主汽壓力前饋操縱系統(tǒng)設計學生姓名：指導教師：韋本源2014年6月26日除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)設計一、課程設計（綜合實驗）的目的與要

6、求1 .認知操縱系統(tǒng)的設計和操縱儀表的應用進程。2 . 了解進程操縱方案的原理圖表示方式（SAMA圖）。3 .把握數(shù)字調(diào)劑器KN1M的組態(tài)方式，熟悉KMM的面板操作、數(shù)據(jù)設定器和KMM數(shù)據(jù)寫入器 的利用方式。4 .初步了解操縱系統(tǒng)參數(shù)整定、系統(tǒng)調(diào)試的進程。二、設計（實驗）正文1 .由操縱要求畫出操縱流程圖。對如附圖1所示的除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)，要求對除氧器進行單變量定值操縱。 除氧器水位經(jīng)水位變送器測量后，由KMM模入通道送至調(diào)劑器中。調(diào)劑器輸出A01經(jīng)A/D 轉換通道操縱調(diào)劑閥，操縱除氧器內(nèi)水位。操縱要求：當調(diào)劑器的給定值SP和測量值PV之誤差超過給定的監(jiān)視值（15%）時， 調(diào)劑器自動切

7、換至手動（M）方式。在誤差許諾的范圍內(nèi)（15%）,許諾切入自動（A）方式。2 .確信對可編程序調(diào)劑器的要求。操縱系統(tǒng)要求一路模擬量輸入（模入）通道輸入壓力信號，一路模擬量輸出（模出） 通道輸出操縱信號操縱壓力調(diào)劑閥。而心M具有5路模入通道、3路模出通道（其中第一 路模出通道A01可另外同時輸出一路420mA電流信號），可知足本系統(tǒng)操縱要求。3 .設計操縱原理圖（SAMA圖）。依照操縱對象的特性和操縱要求，進行常規(guī)的操縱系統(tǒng)設計。SAMA圖見附圖24 .繪制KMM組態(tài)圖并填寫KMM操縱數(shù)據(jù)表KMM組態(tài)圖見附圖35 .把握KMM程序寫入器的利用方式并用程序寫入器將數(shù)據(jù)寫入EPROM中。這部份由我要

8、緊 負責。具體如下：一、KMM程序寫入器的操作方式程序寫入器具有制作可編程調(diào)劑器的用戶PROM所需要的全數(shù)功能，還能夠打印出程序 的內(nèi)容并具有程序寫入器本身的自診斷功能。圖1 KMM程序寫入器（左）及面板（右）程序寫入器外觀見圖1（左）。其鍵盤和顯示單元部份如圖1 （右）所示。顯示部份由兩排數(shù)碼管顯示信息，上排數(shù)碼管顯示操縱代碼及數(shù)據(jù)，其全數(shù)格式見圖2所示,rniK 示理制敵艇的名種射限尸130:運維單元（2ff）FOO1 : FOO2 : 產(chǎn)003 : FOO I : FOO5 : FOO6 : F1O1 :數(shù)陽代碼2：衣示詳細口本入DUS一需 第PI折句理3IIHIII號.圖2操縱數(shù)據(jù)的代

9、碼下排數(shù)碼管給出數(shù)據(jù)填寫進程中的提示信息或犯錯代碼。操縱代碼及數(shù)據(jù)的內(nèi)容填寫由鍵盤操縱。各鍵功能如下（按由上至下，從左到右的鍵盤 順序）：READ鍵：把用戶PROM程序讀入寫入器的RAM中。R鍵：選擇增加運算單元的功能。C鍵：選擇用戶PROM校核功能，擦除檢查、缺省值讀出和程序寫入器的自診斷功能。UF鍵：送運算單元的單元編號。F鍵：選擇操縱數(shù)據(jù)的寫入功能。WRIT鍵：把程序寫入器RAM中的程序寫入用戶PROM中。D鍵：選擇刪除運算單元的內(nèi)容。L鍵：選擇打印功能。C1鍵：挪用各個項目碼的第一部份。（在寫入運算單元時，挪用運算式的編號部份。） C2F鍵：挪用各個項目碼的第二部份。（在寫入運算單元時

10、，挪用輸入信號部份。） P鍵和U犍：用于運算單元的置數(shù)。DATA鍵：挪用數(shù)據(jù)部份。STOP鍵：停止打印。EW鍵：確認鍵，填入設置的代碼和數(shù)據(jù)。6 .按操縱系統(tǒng)模擬線路原理圖接線。由運算放大器組成的反饋網(wǎng)絡模擬操縱對象特性，組成操縱系統(tǒng)的模擬操縱回路。系統(tǒng)原理接線圖見附圖4所示。模擬的操縱對象采納由兩個線性運算放大器組成的一階滯后反饋環(huán)行串聯(lián)組成，以加 大對象的滯后時刻。操縱回路中測量值和設定值信號別離送入工業(yè)操縱信號轉換器中的A/D模擬量輸入通道中進行顯示和記錄。運算放大器組成的是一階滯后特性的反饋回路。運放的反饋網(wǎng)絡是電阻和電容的并Rf x!z . W R, r I"'&#

11、39;聯(lián)，等效阻抗*,輸入網(wǎng)絡的等效阻抗Z1= %,那個放大器組Zy Rf!R1W（s）=_W =成的閉環(huán)特性傳遞函數(shù)z, I + R/C/S,設定由=%,那么1 + R/C/S。因此，這是一個滯后時刻丁=勺的的一階滯后環(huán)節(jié)。設計實驗當選取與Cf""，計算得那個滯后環(huán)節(jié)的滯后時刻丁 = 4.75。因滯后時刻較小，設計中將如此的 兩個環(huán)節(jié)串聯(lián)而成。7 .進行操縱參數(shù)調(diào)整，對操縱系統(tǒng)各項功能進行模擬測試并記錄定值擾動操縱曲線。（1）上電預備。（2）通電。使調(diào)劑器通電，初上電，調(diào)劑器先處于“聯(lián)鎖手動”方式。（3）運行數(shù)據(jù)的確認。用“數(shù)據(jù)設定器”來確認，關于運行所必需的操縱數(shù)據(jù)、可

12、變 參數(shù)等是不是被設定在規(guī)定值。必要時可進行數(shù)據(jù)的設定變更（4）按操縱面板上的R （Reset,復位）按鈕，解除“聯(lián)鎖方式”后，調(diào)劑器可進行輸 出操作、方式切換等正常的運行操作。（5）組態(tài)工業(yè)操縱信號轉換設備的顯示畫面，以便記錄調(diào)試曲線。（6）通過“數(shù)據(jù)設定器”進行PI參數(shù)的調(diào)整，使操縱品質達到操縱要求（衰減率為 75%-90%）o記錄定值擾動10%時的動態(tài)進程曲線。4汽源管；5耙管圖3除氧器綜合剖面圖（7）打印進程曲線1加熱器來水入口； 2一至凝結器排氣口； 3噴口;附圖1除氧器附圖（設計流程圖、程序、表格、數(shù)據(jù)等）KMM/ AO1（沙 冷凝水 A附圖3PPAR3-o 15%-o PPAR4

13、0.0附圖4圖4模擬控制回路接線圖表格數(shù)據(jù)：KMM組態(tài)通過填入以下數(shù)據(jù)表格實現(xiàn)。大體數(shù)據(jù)表(F001-01-QD-)項目代碼設定范圍代碼數(shù)據(jù)省缺值PROM管理編號指定的四位數(shù)0108130運算操作周期(100ms)1、 2、 3、 4、 50222調(diào)節(jié)器類型0、 1、 2、 30300PV報警顯示PID編號1、20411調(diào)節(jié)器編號1-5005251上位計算機控制系統(tǒng)0、1、20600上位機故障時切換狀態(tài)0、10700PROM治理編號：作芯片記號，指定一個四位數(shù)。調(diào)劑器類型:O-1PID(A/M)1： 1-PID(C/A/M)： 22PID(A/M)： 3-2PID(C/A/M) 上位運算機操縱

14、系統(tǒng)：0無通信；1 一有通信(無上位機)：2 有通信(有上位機)。上位機故障時切換狀態(tài)：。一MAX方式：1 一AUTO方式。輸入處置數(shù)據(jù)表(F002-EXPD)項目代碼設定范圍代碼模擬輸入數(shù)據(jù)缺省值0102030105輸入使用0、10110按工程顯示小數(shù)點位置0、 1、 2、 30221工程測量單位的下限值-9999-999903工程測量單位的上限值-9999-999904折線編號0、 1、 2、 3050溫度補償輸入編號0、1、2、3、4、5060溫度單位0、1070設定（目標）溫度-9999-9999080壓力補償輸入編號0、1、2、3、4、5090壓力單位0、1100設定（目標）壓力-9

15、999-9999110開平方處理0、1120開方小信號切除徐）130數(shù)字濾波常數(shù)14傳感器故障診斷0、11501輸入利用：0一不用：1 一用。按工程顯示小數(shù)點位置：。一無小數(shù)：11位小數(shù)：22位小數(shù)：3三位小數(shù)。開平方處置：0 一直線：0 開平方處置。開方小信號切除：給AllAI5設定的開方信號切除值。傳感器故障診斷：。一無診斷：1 一診斷。PID數(shù)據(jù)表（F003-項目代碼設定范圍代碼PID數(shù)據(jù)缺省值0102PID操作類型0、10100PV輸入編號1-50211PV跟蹤0、10300報警滯后(%)040比例帶(%)05積分時間06微分時間07積分下限08積分上限R)09比率R)10偏置R)11

16、死區(qū)R)12輸出偏差率限制R)13偏差報警R)14報警下限(4)15報警上限-(%)16PID操作類型：0-常規(guī)PID： 1微分先行PIDc PV跟蹤：定值跟蹤功能,0-無：1 一有?？勺冏兞勘?F005-口 口-01（百分型）02 (lh刻型)代碼數(shù)據(jù)0102030120代碼數(shù)據(jù)0102030405百分型數(shù)據(jù)：缺省值為：給定范圍為：。時刻型數(shù)據(jù)：缺省值為：給定范圍為:輸出處置數(shù)據(jù)表規(guī)定模擬輸出信號和數(shù)字輸出信號從哪個模塊引出,(F006二D輸出輸出端代碼連接的內(nèi)部信號名稱信號名代碼01（模擬輸出）A0101U4U0001A0202SP1P0001A030302（數(shù)字輸出）D0101D0202

17、D0303運算模塊數(shù)據(jù)表用來規(guī)定模塊的類型及模塊彼此之間的連接。運算模運算式Hl輸入信號H2輸入信號P1輸入旨號P2輸入信號塊編號名稱編號信號名稱代碼信號名稱代碼信號名稱代碼信號名稱代碼1PID120SP1P0001AI2P0402U4U0004OFFP05022LLM11U1V0001PPAR1P01013HLM13U2V0002PPAR2P01024MAN19U3V00035DMS16SP1P0001AI2P0402PPAR3P0103PPAR4P01046NOT30U5V00057OR28MSWP1001U5U00058AND27ASWP1002U6U00069MOD45OFFP0502

18、U7U0007U8U0008OFFP05021030設計實驗報告姓名：徐槐遠專業(yè)、班級：自動化1103EPROM編號0813學號：0322同組人杜遠征楊磊潘宇遙設計名稱除氧器水位單回路控制系統(tǒng)設計1設計功能說明除氧器水箱的汽側和水側都有平衡管相連，其中的水平衡管保持除氧器的水位穩(wěn)定， 此外除氧器設置水位調(diào)節(jié)器，通過改變給水量來調(diào)節(jié)水箱水位，保證除氧器正常工作，此 次課程設計的系統(tǒng)目的在于在水箱水位改變時，通過KMM調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié).給水從而維持除氧器 水位在正常水平?？刂埔螅寒斦{(diào)節(jié).器的給定值SP和測量值PV之偏差超過給定的監(jiān)視值（15Q時，調(diào) 節(jié)器自動切換至手動（M）方式。在偏差允許的范圍內(nèi)（1

19、5%）,允許切入自動（A）方式。2 PI參數(shù)P=Ti=3記錄曲線見打印圖紙4曲線分析衰減率：%超調(diào)量：%穩(wěn)態(tài)誤差:，不是很好地滿足控制品質要求指導教師韋根源設計日期2014-6-26三、課程設計（綜合實驗）總結或結論本次課程設計咱們班安排的時刻是周四上午，由于之前預習的不是太充分，做實驗的時 候被韋教師批評，咱們都很不行意思。后來經(jīng)韋教師的指導，咱們最后一組做了出來，進程 很艱辛。在那個進程中我鞏固了之前學習的理論知識，接觸到了新的實驗方式，鍛煉了動手 能力，讓我收成頗豐。咱們小組選擇的題目是除氧器水位單回路操縱系統(tǒng)設計，通過設計又溫習了一下進程操 縱方案用SAMA圖表示原理圖的方式，進一步把握了數(shù)字調(diào)劑器KMM的組態(tài)方式，組態(tài)圖的 繪制，各個組態(tài)元件模塊的功能。熟悉了 KMM的面板操作、數(shù)據(jù)設定器和KMM數(shù)據(jù)寫入器的 利用方式，和如何將程序燒制到EPROM。另外，關于除氧器水位調(diào)劑操縱有了一個比較系統(tǒng) 的了解。再次熟悉了 CAE2000系統(tǒng)的操作。在本次課程設計中，我要緊負責的任務是確信記錄信號并利用工業(yè)操縱信號轉換設備進