DCS課程設計報告解析

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上課程設計報告( 2012- 2013年度第2學期)名 稱： 控制裝置與儀表A （DCS部分）課程設計 題 目：過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)院 系： 自動化系 班 級： 測控1003 學 號： 學生姓名： 指導教師： 翟永杰 設計周數(shù)： 一周 成 績： 日期： 2013 年 7 月 10 日專心-專注-專業(yè)控制裝置與儀表A（DCS部分）課程設計課程設計任 務 書一、 目的與要求1 了解DCS應用過程中的主要工作內(nèi)容及應該注意的問題，并能根據(jù)應用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設計組態(tài)、調(diào)試操作等工作。2 以LN2000分散控制系統(tǒng)為平臺，完成過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)。3 進行DCS的調(diào)試

2、工作。二、 主要內(nèi)容分為組態(tài)設計和系統(tǒng)調(diào)試兩個部分：1 組態(tài)設計11系統(tǒng)配置組態(tài)主要是指DCS中工程師站、操作員站、控制站的主機系統(tǒng)配置信息及外設類型，I/O卡件信息，電源布置，控制柜內(nèi)安裝接線等。此部分內(nèi)容作為了解內(nèi)容，不進行具體組態(tài)。12實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)數(shù)據(jù)庫組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應盡早完成的工作，因為只有有了數(shù)據(jù)庫，其他的組態(tài)工作（控制回路組態(tài)、畫面組態(tài)等）才可以調(diào)試。數(shù)據(jù)庫組態(tài)一般通過專用軟件進行，數(shù)據(jù)錄入時一定要認真仔細，數(shù)據(jù)庫中一個小的錯誤就會給運行帶來極大的麻煩，如造成顯示錯誤、操作不當甚至死機故障。13控制算法組態(tài)控制算法組態(tài)指的是將系統(tǒng)設計時規(guī)定的模擬量控制、開關量控制等功能用DCS

3、算法予以實現(xiàn)。本設計以主汽溫度串級控制策略為對象，并且模擬控制對象，構成閉環(huán)回路，完成這些控制算法的組態(tài)工作。14操作員站顯示畫面組態(tài)運行人員主要通過操作員站畫面來觀察生產(chǎn)過程運行情況，并通過畫面提供的軟操作器來干預生產(chǎn)過程，因此畫面設計是否合理、操作是否方便都會對運行產(chǎn)生重要影響。本設計要求設計關于主汽溫控制的簡單流程圖畫面、趨勢畫面、參數(shù)顯示畫面、操作畫面，并把有關的動態(tài)點同控制算法連接起來。15報警顯示在數(shù)據(jù)庫中進行溫度報警值設置，在運行界面中顯示報警窗口。本設計要求能夠模擬實現(xiàn)超溫報警。16趨勢組態(tài)。顯示需要觀察的數(shù)據(jù)點趨勢圖。2 系統(tǒng)調(diào)試設計要求進行動態(tài)調(diào)試。實際工作中的動態(tài)調(diào)試是指

4、系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場相連時的調(diào)試。由于生產(chǎn)過程已經(jīng)處于運行或試運行階段，此時應以觀察為主，當涉及到必需的系統(tǒng)修改時，應做好充分的準備及安全措施，以免影響正常生產(chǎn)，更不允許造成系統(tǒng)或設備故障。動態(tài)調(diào)試一般包括以下內(nèi)容：1）觀察過程參數(shù)顯示是否正常、執(zhí)行機構操作是否正常；2）檢查控制系統(tǒng)邏輯是否正確，并在適當時候投入自動運行；3）對控制回路進行在線整定；4）當系統(tǒng)存在較大問題時，如需進行控制結構修改、增加測點等，應盡量在停機狀態(tài)下重新組態(tài)下裝。若條件不允許，也可進行在線組態(tài)，但要熟悉在線組態(tài)的各個環(huán)節(jié)并做好應急措施。三、 進度計劃序號設計(實驗)內(nèi)容完成時間備注1了解設計內(nèi)容，閱讀并理解課程設計指導書的

5、要求。D12熟悉LN2000分散控制系統(tǒng)軟件的組態(tài)方法。D13進行組態(tài)設計要求的6項內(nèi)容。D1D24進行系統(tǒng)調(diào)試D3D45撰寫課程設計報告D46上機答辯考核D5四、 設計（實驗）成果要求1 完成系統(tǒng)結構圖及數(shù)據(jù)點清單，打印各步的組態(tài)設計圖紙。2 對系統(tǒng)設計過程進行總結，完成并打印設計報告。五、 考核方式1 設計報告內(nèi)容及格式考查。2 按上述步驟逐項完成軟件內(nèi)容的設計，進行操作演示，并進行答辯。 分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術課程設計報 告 書一、分散控制系統(tǒng)課程設計的目的與要求1、了解DCS應用過程中的主要工作內(nèi)容及應該注意的問題，并能根據(jù)應用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設計組態(tài)、調(diào)試操作等工作。2、

6、以LN2000分散控制系統(tǒng)為平臺，完成過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)。3、進行DCS的調(diào)試工作。二、設計正文(一)設計分析過程一、串級汽溫控制系統(tǒng)的工作原理 圖1所示的串級汽溫控制系統(tǒng)，只要導前汽溫發(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，直到恢復到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時，導前汽溫可能穩(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。圖1 串級汽溫控制系統(tǒng)工作原理在串級汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個回路

7、的任務及動態(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?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)器的任務是維持恒定，一般選用比例積分調(diào)節(jié)器。當過熱器惰性區(qū)較大時，也可選用比例、積分、微分調(diào)節(jié)器。二、串級汽溫控制系統(tǒng)設計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2:已知系統(tǒng)中被控對象的傳遞函數(shù)為:被控對象導前區(qū)：（/%）被控對象惰性區(qū)：（/）圖2串級汽溫控制系統(tǒng)構成串級組態(tài)仿真方案為了更加形象地顯示串級系統(tǒng)的控制作用，可以假設一個簡單的對象模型，如圖中紅色框內(nèi)所示，使用

8、SAMA模塊搭建，僅用來示意，實際中對應具體的被控對象，在控制邏輯組態(tài)圖中沒有這部分內(nèi)容。紅色框內(nèi)產(chǎn)生PV1主汽溫度、PV2導前汽溫，接受從控制器來的OP閥門開度信號。 該控制對象的建立參考某電廠鍋爐參數(shù)，使用某設計值下的參數(shù)作為系統(tǒng)的靜態(tài)點，在該靜態(tài)點情況下，工況不再發(fā)生變化，無外界干擾，僅由減溫水來調(diào)節(jié)蒸汽溫度。 系統(tǒng)的靜態(tài)平衡狀態(tài)描述如下：1、上一級過熱器出口溫度：71號模塊設定為定值520度，該溫度測點在噴水減溫器之前。2、末級過熱器出口溫度：SP設定值為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（模塊71），減溫水閥開度為50%，經(jīng)減溫器（傳遞函數(shù)w

9、2，模塊69）引起40度的溫降，形成末級過熱器進口溫度480度（模塊70的輸出）；實際末級過熱器進口溫度經(jīng)惰性區(qū)（傳遞函數(shù)w1，模塊70），得到最終的末級過熱器溫度（模塊72輸出）。以上描述為某嚴格靜態(tài)點的平衡狀態(tài)，僅為示意，省略和簡化了很多因素，更合理的模型建立方式是采用機理建模方法，構成整個電廠熱力系統(tǒng)模型。在該簡化模型基礎上，可以進行以下實驗內(nèi)容：1、主汽溫度設定值的變化：將設定值SP（模塊68的SP輸出）進行改變，例如545或535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71的輸出，表示上一級過熱器出口溫度發(fā)生了變化，實現(xiàn)擾動，觀察自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的克服擾動的能力。完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)、，并研究報警軟件。數(shù)據(jù)庫組態(tài)圖SAMA圖組態(tài)流程圖組態(tài)操作器組態(tài)趨勢圖1、串級控制系統(tǒng)（1