dcs-鍋爐液位控制系統(tǒng)課程設計報告[1]

1、控制儀表與裝置課程設計編號 XXXX XX XX鍋爐液位控制系統(tǒng)設計報告學 院：專 業(yè)：班 級：學生姓名：XXXX學 號：XXXXXXXX指導教師：XXXX設計時間：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成 績:本文檔是控制儀表與裝置課程設計報告的格式要求與各部分內容的撰寫說明。課程設計報告是同學完成課程設計后的技術總結報告，屬于專業(yè)技術文獻的一種，要求 其內容完整、敘述清晰、設計原理正確，版面設計簡單、格式統(tǒng)一。參加本課程設計的同學要按照本文檔要求，提交一份設計報告及相應的電子文檔(包括 組態(tài)文件和設計報告文檔)。電子文檔存放要求：(1) 以班級為名建立文件夾，如：自動化xxxx班一控制

2、儀表與裝置課程設計資料。(2) 每個班級文件夾下， 建立6個設計小組的文件夾， 以班級和組號命名， 如：xxxx班xx組。(3) 每個小組文件夾下，建每位同學的文件夾，以各自的姓名命名，文件夾內存放各自的組態(tài)文件和設計報告文檔。(4) 組態(tài)文件和設計報告用“學號 +名字”命名。報告書要求采用 A4紙打印，版面設置左右邊距為30mm,上下邊距為25mm。打印的報告要求包括：封面、摘要、目錄、報告正文四部分。每部分格式和內容要求見 本文檔正文內容。1 .概述11.1 課程設計的性質、目的和任務 11.2 課程設計的主要內容與要求 11.2.1 主要設計內容11.2.2 設計基本要求 12 .被控對

3、象設計22.1 實驗裝置簡介32.2 被控對象特性說明（過程工藝分析） 32.3 被控對象的結構設計 32.4 被控對象工藝流程圖 43 .控制系統(tǒng)設計43.1 控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設計 43.2 一次儀表選型設計 53.3 DCS選型設計 63.4 控制系統(tǒng)接線設計74 .DCS組態(tài)設計84.1 DCS硬件組態(tài)設計84.1.1 DCS卡件配置圖 84.1.2 DCS系統(tǒng)（控制站卡件及設計小組各操作站）地址配置表 84.2 DCS軟件組態(tài)設計94.2.1 /O 組態(tài)94.2.2 制回路組態(tài) 104.2.3 作站組態(tài) 104.3 DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調試結果分析與說明 125 .設計總結與體

4、會136 .參考文獻13信息工程學院課程設計報告1 .概述1.1 課程設計的性質、目的和任務控制儀表與裝置課程設計是自動化專業(yè)必修實踐性教學環(huán)節(jié)。按自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃要求，在學完專業(yè)限選課控制儀表與裝置后，安排控制儀表與裝置課程設計。其目的是使學生在深入理解已學的有關過程控制儀表和DCS系統(tǒng)的基本概念、組成結構、工作原理、系統(tǒng)組態(tài)設計方法、系統(tǒng)設計原則的基礎上，結合聯(lián)系實際的課程設計題目，使學生熟悉和掌握 DC或制系統(tǒng)的設計和調試方法，初步掌握控制系統(tǒng)的工程性設計步驟，進一步增強解決實際工程問題的能力。1.2 課程設計的主要內容與要求1.2.1 主要設計內容以過程控制實驗室的“ EFPT過程控

5、制實驗裝置”為被控對象、“SUPCON JX-300 DCS ”為控制裝置，構成一個閉環(huán)系統(tǒng)，本課程設計將完成該閉環(huán)系統(tǒng)的下列一系列工程性設計：(1) 被控對象特性設計組態(tài)；(2) 控制系統(tǒng)一次儀表選型設計；(3) 控制系統(tǒng)設計；(4) DCS控制裝置的I/O點配置與組態(tài)設計；(5) DCS控制回路組態(tài)設計；(6) DCS操作站組態(tài)設計；(7) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調試。1.2.2 設計基本要求(1) 被控對象特性設計組態(tài)通過“ EFPT過程控制實驗裝置”的管道和閥門的開/閉狀態(tài)，構造一個實驗者所希望實現的對象特性，用于本課程設計的控制系統(tǒng)被控對象。列寫出“EFPT過程控制實驗裝置”閥門狀態(tài)表，

6、畫出被控對象工藝流程圖。(2) 控制系統(tǒng)一次儀表選型設計 根據被控對象組態(tài)設計，確定“ EFPT過程控制實驗裝置”中一次儀表的使用情況，查閱 一次儀表型號、量程等參數，編制一次儀表位號，列出一次儀表選型表。(3) 控制系統(tǒng)測控點和控制回路設計畫出帶測控點的工藝管道流程圖(P&ID圖)。畫出控制回路方框圖。(4) DCS的硬件配置和I/O點配置設計根據過程控制實驗室的“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置(見“控制儀表與裝置實驗指 導書”)，確定本課程設計所需的DCS卡件和I/O點。畫出DCS卡件配置圖。(5) 控制系統(tǒng)一次儀表和 DCS I/O點接線設計畫出控制系統(tǒng)一次儀表和 DC

7、S I/O點接線圖(參照“控制儀表與裝置實驗指導書”)。(6) 控制系統(tǒng)接線實施根據所設計的控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點接線圖，在實驗系統(tǒng)上完成一次儀表與DCS的信號連接。(7) DCS系統(tǒng)硬件組態(tài)設計在工程師站上完成 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點組態(tài)設計。列出I/O卡件、I/O點地址表，列出I/O點位號、注釋、量程、單位、報警 限及配電設置表。(8) DCS控制回路組態(tài)設計根據控制回路設計，組態(tài)主控卡控制回路。(9) 操作站和操作小組設計按照課程設計小組成員組成，設計和定義實驗小組所有成員為控制系統(tǒng)操作站。(10) ) DCS操作站組態(tài)設計

8、根據控制系統(tǒng)設計，進行 DCS系統(tǒng)總貌畫面組態(tài)設計、分組畫面組態(tài)設計、趨勢畫面組 態(tài)設計、工藝流程畫面組態(tài)設計。(11) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調試課程設計小組內的每個成員輪流下載自己設計的程序，進行系統(tǒng)閉環(huán)運行調試。(12 ) DCS系統(tǒng)多操作站運行監(jiān)視在課程設計小組內的某個成員下載程序運行調試時，利用DCS工程師站的傳送功能將自己設計的程序傳送給課程設計小組內的其他成員，實現DCS系統(tǒng)的多操作站監(jiān)視功能。(13 )操作站人機界面設計剪切每個學生應將自己設計的操作站人機界面剪切下來，用于課程設計報告中；(14 )學生進入實驗室前應完成上述設計基本要求的初步設計，經指導教師檢查后方可進入實驗室進行

9、上機設計實驗。142.被控對象設計2.1 實驗裝置簡介該系統(tǒng)的實驗裝置包括水箱、水槽、鍋爐各一個，各種變送儀表共計八塊，以及各種管道閥門若 干。由本系統(tǒng)的各實驗裝置可構成鍋爐進水流量定值調節(jié)，并聯(lián)管路壓力定值調節(jié)，鍋爐液位定值調 節(jié)等系統(tǒng)典型生產工藝流程。實驗裝置清單如下：水槽一個水箱一個鍋爐一個水泵一個電磁流量傳感器兩個(FE1 , FE2)LD2 4B型電磁流量轉換器兩個(FIT1 , FIT2)DYBG壓力變送器兩個(LT1 , LT2)QS智能型電動調節(jié)閥兩塊(M1, M2)管線和閥門若嚇2.2 被控對象特性說明(過程工藝分析)本系統(tǒng)中被控對象是鍋爐，因鍋爐是用于加熱的容器，所以存在上

10、下限制值，而且由于加熱效率 等問題，就期望鍋爐液位可以穩(wěn)定在某一給定值上，所以以鍋爐液位作為被控變量，進水發(fā)門開度為 控制變量。以鍋爐液位為反饋變量構成單回路控制系統(tǒng)，并采用PID算法進行控制，通過改變閥門開度，實現鍋爐水位穩(wěn)定在給定值附近的目的。2.3 被控對象的結構設計為實現上述的對象特性，完成對被控對象的控制，需將管路中的閥門按下表設置。閥門標號狀態(tài)閥門標號狀態(tài)閥門標號狀態(tài)V25開V35開V40開V21開V51開V30開V33開V39開V38開V42開V43開V27開2.4 被控對象工藝流程圖0-250KPaVr-J空隼史pSo 進水壓/ 詼-iRiV2*標 題鍋爐液位調節(jié)流程圖(P&I

11、D)文檔編號syzds-03擬制 審核 批準謝剛實驗名稱實驗二：儀表控制系統(tǒng)調試項目編號proctrllab-01太原理工大學信息工程學院自動化系第3張|共3張3.控制系統(tǒng)設計3.1 控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設計(1) 根據所組態(tài)的被控生產流程(被控對象)的工藝要求，確定控制系統(tǒng)的控制方案為單回路控制系統(tǒng)，要求控制系統(tǒng)原理框圖如下：控制系統(tǒng)原理框圖(2) 根據被控對象的生產流程和控制要求，確定調節(jié)閥為氣開形式， 控制器為反作用空控制(3)工藝管道流程圖(P&ID圖)。3.2 一次儀表選型設計根據被控對象組態(tài)設計，確定“ EFPT過程控制實驗裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀 表型號、量程

12、等參數，(1) 編制一次儀表位號。儀表型號儀表位號功能QS智能型電動調節(jié)閥M1調節(jié)進水閥位QSVP-16KM2調節(jié)出水閥位電磁流量傳感器LDG 10SFE1測量進水流量FE2測量出水流量LD2-4B型電磁流量轉換FIT1顯示進水流量器FIT2顯示出水流量DYBG壓力變送器LT1水箱液位LT2鍋爐液位(2)列出一次儀表選型表。儀表型號QS智能型 電動調節(jié)閥 QSVP-16K電磁流量傳感 器LDG 10SLD2-4B型電磁DYBG壓力變送器公稱通徑：20MM流量范圍： 00.3MA3/h輸出信號：420MA防爆標志：ib II CT6參公稱壓力： 16MPa工作溫度：012 0 c負裁電阻：025

13、0Q輸出：420mA-DC介質溫度：-4020 0 c工作壓力：4MPa電源 220V , 50HZ里程04kPa信號范圍： 420MA DAC精確度：1級消耗功率30VA工作壓力：68kPa數行程：SCD :10MMSCC: 16MM防護等級：ZP65精度：0.53.3 DCS選型設計(1)I/O清單如下:信號類型小冗余點數榮譽點數總點數AL電流佶號606AO模擬量輸出202(2)根據系統(tǒng)I/O清單，確定DCS的硬件配置清單如下:卡件名稱卡件代碼卡件數量卡件名稱卡件代碼卡件數量電源供電卡PS2211電流信號輸入卡PS3132主控卡PS243X1模擬量輸出卡PS3221數據轉爰卡PS23313

14、.4控制系統(tǒng)接線設計控制系統(tǒng)接線圖。4.DCS組態(tài)設計4.1DCS硬件組態(tài)設計4.1.1DCS卡件配置圖站名機位IP地址2#控制站2#CS工程師站/操作站A131工程師站/操作站A232工程師站/操作站B141工程師站/操作站B242工程師站/操作站C151工程師站/操作站C252Server（卡 1）29025613是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余模塊名稱電源供電 卡主控制卡數據轉發(fā) 卡電流信號 輸入卡電流信

15、號輸入 卡模擬 量輸 出卡型號PS221SP243XSP233SP313SP313SP3224.1.2DCS系統(tǒng)（控制站卡件及設計小組各操作站）地址配置表（各站點IP地址）（個工作小組分布情況）4.2DCS軟件組態(tài)設計d-A鋰咕F第同E 口的宅壬：上”期0 1K 口 ?？▅【：1-駕引比 一甚禺皿心 J J.巴二01鬻.1=/ T?： a況陳I 葭國同庭之 tint一髯網AODM1卷1 ADM2:值Ji. W|f -注提1博111蝎聒0 1srat5球目審W謂工卡謝白嘲電耨邪諷爺力不以儡邸卷咫卡筋gI0卡口覦蝴楂三昌）3-5 4旌E -Ffth/Ml4.2.1I /O 組態(tài)I/O卡件地址I/O

16、卡件地址位號單位閥特性信號制注釋00電流信號輸入02AI0M10100%進水閥位03AI0M20100%出水閥位01電流信號輸入00AI0FE10400L/h進水流星01AI0EF20400L/h出水流量02AI0LT10400ml水箱液位03AI0LT20400ml鍋爐液位10模擬量輸出卡00AO0M1氣開型出型進水閥控制01AO0M2氣開型出型出水閥控制4.2.2控制回路組態(tài)二黎01 AL0I就皿-X m &田噫.1器 m AID顰R1用力黑團AtD* 加 noi？邛a-學ACMco g王搜釗F回UDUL0J口一3E：粕出：Rjliud方界面柞 :?.產縣目叵 ,ilt-r. j 罷點手

17、在在r止止丁工司苣：A10LT11 l9C2_LJDjL?略出:的HHIJ4.2.3操作站組態(tài)小組設計及操作權限設計說明；六個工作點中，其中一個為工程師站（ C1或C2）,負責將程序下載到 DCS控制系統(tǒng)中，以及當 控制系統(tǒng)出現時修改程序；其余五個為操作員站，負責觀察監(jiān)控現場各項指標。課程設計小組內個人自己設計的DCS系統(tǒng)總貌畫面；送水硼2AIOILLNRT9, 8S3S出水褐魚 AT0B7HR69,011 %+造旅修A10LT1Kft227.即怎出輛爐瓶位AI0LT2KR1T3. 071 E橫建府甘AI0FE1KR12g.曉4 L/h出儲短AT0FE2KR55. 4粉 L&卡茄酒怛saajj

18、ooo l 口HAX 究M ntSO2JXI01 NRMN 85. 079 rL課程設計小組內個人自己設計的DCS系統(tǒng)分組畫面;課程設計小組內個人自己設計的DCS系統(tǒng)趨勢畫面;ul 一 20*l 47 0* H:2M51琳雌P 一 1141PT*7出十砸 /陽 12PTUK14梓碓3 AKLR因SL35/1L4就審位4 Alters理p-9L3MiL力才建 AICPE1F7q -135,119LA6瞬量PT1K3.932L/7*5*1立光lOOCiP77M.cn比o 332 81F7口1319/1101L至M聯(lián) I “ _: -課程設計小組內個人自己設計的DCS系統(tǒng)工藝流程畫面;PV;411 曲出由司位rL0 VimifAICFB1f.IDFEBL/hF31% 刖E.MEHR1 立的。KA麗1槽A進”怖討出讓氤苴mi明fl, OCfi工裝單位:五蛹眼T憲：NR半二置范=two手工量值爬上用-即UN嘉者即曄列Mto量起T限fi-UH高附BI=JDUOMHuUL貫值上tta.m稚雇uo=UOMIF，住建低鋤tu=toU禁止無因皿a.o