dcs_鍋爐液位控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告[1]

1、控制儀表和裝置課程設(shè)計(jì)編號(hào) XXXX XX XX鍋爐液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院:專 業(yè): 班 級(jí)：學(xué)生姓名：XXXX 學(xué) 號(hào)：XXXXXXXX指導(dǎo)教師：XXXX設(shè)計(jì)時(shí)間：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成 績(jī):本文檔是控制儀表和裝置課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式要求和各部分內(nèi)容的撰寫(xiě)說(shuō)明。課程設(shè)計(jì)報(bào)告是同學(xué)完成課程設(shè)計(jì)后的技術(shù)總結(jié)報(bào)告，屬于專業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)的一種，要求 其內(nèi)容完整、敘述清晰、設(shè)計(jì)原理正確，版面設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、格式統(tǒng)一。參加本課程設(shè)計(jì)的同學(xué)要按照本文檔要求，提交一份設(shè)計(jì)報(bào)告及相應(yīng)的電子文檔（包括 組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告文檔）。電子文檔存放要求：（1）以班級(jí)為名建立文件夾，女口：自動(dòng)化XXXX班一

2、控制儀表和裝置課程設(shè)計(jì)資料。（2）每個(gè)班級(jí)文件夾下， 建立6個(gè)設(shè)計(jì)小組的文件夾， 以班級(jí)和組號(hào)命名，女口： xxxx 班xx組。（3）每個(gè)小組文件夾下，建每位同學(xué)的文件夾，以各自的姓名命名，文件夾內(nèi)存放 各自的組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告文檔。（4）組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告用“學(xué)號(hào) +名字”命名。報(bào)告書(shū)要求采用 A4紙打印，版面設(shè)置左右邊距為 30mm，上下邊距為25mm。 打印的報(bào)告要求包括：封面、摘要、目錄、報(bào)告正文四部分。每部分格式和內(nèi)容要求見(jiàn)本文檔正文內(nèi)容。1. 概述11.1課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù) 11.2課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求 1主要設(shè)計(jì)內(nèi)容1設(shè)計(jì)基本要求12. 被控對(duì)象設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽

3、。2.1實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介22.2被控對(duì)象特性說(shuō)明（過(guò)程工藝分析） 22.3被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32.4被控對(duì)象工藝流程圖 43. 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 43.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì) 43.2 一次儀表選型設(shè)計(jì) 53.3DCS選型設(shè)計(jì) 63.4控制系統(tǒng)接線設(shè)計(jì) 74. DCS組態(tài)設(shè)計(jì)84.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)8卡件配置圖 8系統(tǒng)（控制站卡件及設(shè)計(jì)小組各操作站）地址配置表 84.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)9組態(tài)9控制回路組態(tài) 10操作站組態(tài) 104.3DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析和說(shuō)明 125. 設(shè)計(jì)總結(jié)和體會(huì) 136. 參考文獻(xiàn)131概述1.1課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù)控制儀表和裝置課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專

4、業(yè)必修實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。按自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃要求，在學(xué)完專業(yè)限選課控制儀表和裝置后，安排控制儀表和裝置課程設(shè)計(jì)。其目的是使學(xué)生在深入理解已學(xué)的有關(guān)過(guò)程控制儀表和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、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合聯(lián)系實(shí)際的課程設(shè)計(jì)題目，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，初步掌握控制系統(tǒng)的工程性設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)一步增強(qiáng)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。1.2課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和要求主要設(shè)計(jì)內(nèi)容以過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室的“ EFPT過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”為被控對(duì)象、“SUPCON JX-300 DCS ”為控制裝置，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，本課程設(shè)計(jì)將完成該閉環(huán)系統(tǒng)的下列一系列工程

5、性設(shè)計(jì)：(1)被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)組態(tài)；(2)控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計(jì)；(3)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；(4)DCS控制裝置的I/O點(diǎn)配置和組態(tài)設(shè)計(jì);(5)DCS控制回路組態(tài)設(shè)計(jì)；(6)DCS操作站組態(tài)設(shè)計(jì)；(7)DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試。設(shè)計(jì)基本要求（1）被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)組態(tài)通過(guò)“ EFPT過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”的管道和閥門(mén)的開(kāi)/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，用于本課程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)被控對(duì)象。列寫(xiě)出“ EFPT過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”閥門(mén)狀態(tài)表，畫(huà)出被控對(duì)象工藝流程圖。（2）控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計(jì)根據(jù)被控對(duì)象組態(tài)設(shè)計(jì)，確定“ EFPT過(guò)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)、量程等參數(shù)

6、，編制一次儀表位號(hào)，列出一次儀表選型表。（3）控制系統(tǒng)測(cè)控點(diǎn)和控制回路設(shè)計(jì)畫(huà)出帶測(cè)控點(diǎn)的工藝管道流程圖（P&ID圖）。畫(huà)出控制回路方框圖。（4）DCS的硬件配置和I/O點(diǎn)配置設(shè)計(jì)根據(jù)過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)室的“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置（見(jiàn)“控制儀表和裝置實(shí)驗(yàn)指 導(dǎo)書(shū)”），確定本課程設(shè)計(jì)所需的 DCS卡件和I/O點(diǎn)。畫(huà)出DCS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)畫(huà)出控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點(diǎn)接線圖（參照“控制儀表和裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”）。（6）控制系統(tǒng)接線實(shí)施根據(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，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成一次儀表和DCS

7、的信號(hào)連接。（7）DCS系統(tǒng)硬件組態(tài)設(shè)計(jì)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)置表。(8) DCS控制回路組態(tài)設(shè)計(jì)根據(jù)控制回路設(shè)計(jì)，組態(tài)主控卡控制回路。(9) 操作站和操作小組設(shè)計(jì)按照課程設(shè)計(jì)小組成員組成，設(shè)計(jì)和定義實(shí)驗(yàn)小組所有成員為控制系統(tǒng)操作站。(10) DCS操作站組態(tài)設(shè)計(jì)根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行 DCS系統(tǒng)總貌畫(huà)面組態(tài)設(shè)計(jì)、分組畫(huà)面組態(tài)設(shè)計(jì)、趨勢(shì)畫(huà)面組 態(tài)設(shè)計(jì)、工藝流程畫(huà)面組態(tài)設(shè)計(jì)。(11) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的每個(gè)成員輪流

8、下載自己設(shè)計(jì)的程序，進(jìn)行系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試。(12) DCS系統(tǒng)多操作站運(yùn)行監(jiān)視在課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的某個(gè)成員下載程序運(yùn)行調(diào)試時(shí)，利用DCS工程師站的傳送功能將自己設(shè)計(jì)的程序傳送給課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的其他成員，實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)的多操作站監(jiān)視功能。(13) 操作站人機(jī)界面設(shè)計(jì)剪切每個(gè)學(xué)生應(yīng)將自己設(shè)計(jì)的操作站人機(jī)界面剪切下來(lái)，用于課程設(shè)計(jì)報(bào)告中；(14) 學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前應(yīng)完成上述設(shè)計(jì)基本要求的初步設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后方可進(jìn)入實(shí) 驗(yàn)室進(jìn)行上機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。2.被控對(duì)象設(shè)計(jì)2.1實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)介該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置包括水箱、水槽、鍋爐各一個(gè)，各種變送儀表共計(jì)八塊，以及各種管道閥門(mén)若 干。由本系統(tǒng)的各實(shí)驗(yàn)裝置可構(gòu)成鍋爐進(jìn)水

9、流量定值調(diào)節(jié)，并聯(lián)管路壓力定值調(diào)節(jié)，鍋爐液位定值調(diào) 節(jié)等系統(tǒng)典型生產(chǎn)工藝流程。實(shí)驗(yàn)裝置清單如下：水槽一個(gè)水箱一個(gè)鍋爐一個(gè)水泵一個(gè)電磁流量傳感器兩個(gè)(FE1，F(xiàn)E2)LD2 4B型電磁流量轉(zhuǎn)換器兩個(gè)(FIT1，F(xiàn)IT2)DYBG壓力變送器兩個(gè)(LT1，LT2)QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩塊(M1，M2)管線和閥門(mén)若干2.2被控對(duì)象特性說(shuō)明(過(guò)程工藝分析)本系統(tǒng)中被控對(duì)象是鍋爐，因鍋爐是用于加熱的容器，所以存在上下限制值，而且由于加熱效率等問(wèn)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(jìn)水發(fā)門(mén)開(kāi)度為 控制變量。以鍋爐液位為反饋?zhàn)兞繕?gòu)成單回路控制系統(tǒng)，并采用PID算法進(jìn)行控制，通

10、過(guò)改變閥門(mén)開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)鍋爐水位穩(wěn)定在給定值附近的目的。2.3被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)上述的對(duì)象特性，完成對(duì)被控對(duì)象的控制，需將管路中的閥門(mén)按下表設(shè)置。閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門(mén)標(biāo)號(hào)狀態(tài)V25開(kāi)V35開(kāi)V40開(kāi)V21開(kāi)V51開(kāi)V30開(kāi)V33開(kāi)V39開(kāi)V38開(kāi)V42開(kāi)V43開(kāi)V27開(kāi)2.4被控對(duì)象工藝流程圖V39V43M電機(jī)水泵0-250KPaPIPE-1高位水箱（溢流）VC1PT2LIC20-400mm反作用V300-100%鍋爐0-100%進(jìn)水流量FE1/fit>1 1丿FI-進(jìn)水壓力2V21V38V42. H 0-300L/h0-100%0-300L/h380V'2'F

11、ITFIT72 t.2寸FEVC2V27計(jì)量水槽（大）V252V40LT標(biāo) 題鍋爐液位調(diào)節(jié)流程圖（P&ID）實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)二：儀表控制系統(tǒng)調(diào)試第3張共 3張文檔編號(hào)syzds-03擬制謝剛審核批準(zhǔn)項(xiàng)目編號(hào)proctrllab-01太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院自動(dòng)化系控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì)（1）根據(jù)所組態(tài)的被控生產(chǎn)流程（被控對(duì)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(jù)被控對(duì)象的生產(chǎn)流程和控制要求，確定調(diào)節(jié)閥為氣開(kāi)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

12、儀表選型設(shè)計(jì)EFPT過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀根據(jù)被控對(duì)象組態(tài)設(shè)計(jì)，確定“ 表型號(hào)、量程等參數(shù)，(1)編制一次儀表位號(hào)。DCS儀表型號(hào)儀表位號(hào)功能QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QSVP-16KM1調(diào)節(jié)進(jìn)水閥位M2調(diào)節(jié)出水閥位電磁流量傳感器LDG 10SFE1測(cè)量進(jìn)水流量FE2測(cè)量出水流量LD2-4B型電磁流量轉(zhuǎn)換 器FIT1顯示進(jìn)水流量FIT2顯示出水流量?jī)x表型號(hào)QS智能型 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥QSVP-16K電磁流量傳感 器LDG 10SLD2-4B型電磁 流量轉(zhuǎn)換器DYBG壓力變送器3.3D CS 選型 設(shè)計(jì)(1)/O清 單如下：(2) 據(jù)系 統(tǒng)I/O 清單， 確定DCS的硬 件配 置

13、清 單如下：3.4 控制 系統(tǒng) 接線 設(shè)計(jì)參數(shù)公稱通徑：20MM流量范圍：00.3MA3/h輸出信號(hào)：420MA防爆標(biāo)志：ibH CT6公稱壓力：16MPa工作溫度：012 0C負(fù)載電阻：0250Q輸出：420mA-DC介質(zhì)溫度：-4020 0°C工作壓力：4MPa電源 220V ,50HZ量程04kPa信號(hào)范圍：420MADAC精確度：1級(jí)消耗功率30VA工作壓力：68kPa行程：SCD :10MMSCC： 16MM防護(hù)等級(jí)：ZP65精度：0.5(2)列出一次儀表選型表。I根信號(hào)類型不冗余點(diǎn)數(shù)榮譽(yù)點(diǎn)數(shù)總點(diǎn)數(shù):AL電流信號(hào)606AO模擬量輸出202卡件名稱卡件代碼卡件數(shù)量卡件名稱卡件

14、代碼卡件數(shù)量電源供電卡PS2211電流信號(hào)輸入卡PS3132主控卡PS243X1模擬量輸出卡PS3221數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡PS2331控制系統(tǒng)接線圖。4. DCS組態(tài)設(shè)計(jì)4.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)卡件配置圖站名機(jī)位IP地址2#控制站2#CS工程師站/操作站A1工程師站/操作站A2工程師站/操作站B1工程師站/操作站B2工程師站/操作站C1工程師站/操作站C2Server（卡 1）025613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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡電流信號(hào)輸入卡電流信 號(hào)輸入 卡模擬 量輸 出卡型號(hào)PS221SP243XSP233SP313SP313SP3224.1.2DCS 系統(tǒng)（

15、控制 站卡件及 設(shè)計(jì)小組 各操作站） 地址配置 表4.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)4.2.1I /O 組態(tài)I/O卡件地址I/O卡件地址位號(hào)量程單位閥特性信號(hào)制注釋00電流信號(hào)輸入02AI0M10100%進(jìn)水閥位03AI0M20100%出水閥位01電流信號(hào)輸入00AI0FE10 400L/h進(jìn)水流量01AI0EF20 400L/h出水流量02AI0LT10 400ml水箱液位03AI0LT20 400ml鍋爐液位10模擬量輸出卡00AO0M1氣開(kāi)型川型進(jìn)水閥控制01AO0M2氣開(kāi)型川型出水閥控制A應(yīng)號(hào)A10ML10®入三蚤室瞬E觀2】主1麴卡阪iZ 加嶄發(fā)卡 顧山 SF322擁剛信總?cè)诳ㄈ锟谂?/p>

16、LiL啣/O宀二宀二，：J 01勰 M A»M1隱 ffl AWM2 2J鬱仙WDLT1磨山AMM-T2愿【2】W0FE1 蟹【可WDFE2 【嗎矍0 AO0M1 ?& 國(guó) A0M； 宙至嘶方案3回1【削自-胃郵蝴-© TEAMDDL- #螂直由 tfllH3 才咔陣曠01彌L?璐聯(lián)龍獻(xiàn)卡11螂豔卡_即葉件1爛曙RK瑪退出控制回路組態(tài)般冋WOf'般U 白曲ra般tn m 橇“俱 瞬AIM & m昭 白曲10鴛DJ4CX 爐1】心es idQ 1主揑制卡M-訂r00單回路回?&: KIDLTlJS02JJMJ0輸出 LfJXHll«R

17、lQI手燥吉回8g: Al0LTlS02_lJ0O輸出(XDCM1)-asl回覽設(shè)百廨淮號(hào) 回常1注釋 回路1輸入.；込£口：|I朮箱克佞|aiolti!9g4M001-趨愛(ài)函直口徒目亙ETZJ廠曲程（ft出齷L跟晾枝號(hào)忖程點(diǎn)阪%用存QE1E左E3 1 .L- 2 仕在在在扛 止正正正工423操作站組態(tài)小組設(shè)計(jì)及操作權(quán)限設(shè)計(jì)說(shuō)明；六個(gè)工作點(diǎn)中，其中一個(gè)為工程師站（C1或C2）,負(fù)責(zé)將程序下載到 DCS控制系統(tǒng)中，以及當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí)修改程序；其余五個(gè)為操作員站，負(fù)責(zé)觀察監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各項(xiàng)指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)總貌畫(huà)面；” J&昴打印 0H1 0S：2S16-u .2I1I-07-I1 D92JJE課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)趨勢(shì)畫(huà)面;JIIIJ |11III4.3DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析和說(shuō)明(1)控制系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行曲線。工程鹹報(bào)程舷：MR手工醫(yī)信=t.QM手工蘭這100-000r 1*6下嘏：n.ncD嵩限Ht=«ifipy=r24DLB79低 FF 5=ILBDI報(bào)曹使能低低機(jī)=0.9D0