CS2000型控制系統介紹

1、CS2000型控制系統介紹型控制系統介紹 學學 習習 要要 求求 （1）根據原理圖，了解整個設備的工作流程。根據原理圖，了解整個設備的工作流程。 （2）認識各個檢測）認識各個檢測元件元件與執(zhí)行機構。與執(zhí)行機構。 （3）在熟悉）在熟悉CS2000系統系統工作流程工作流程的基礎上找出的基礎上找出主要控制參數，設計控制方案。主要控制參數，設計控制方案。一、一、CS2000過程控制系統過程控制系統DCS工業(yè)標準控制柜的組成工業(yè)標準控制柜的組成 1. 電源部分：電源部分： 控制柜上方為供電電源部分。控制柜上方為供電電源部分。2. DCS部分：部分： 從左往右卡件安排：從左往右卡件安排： 序號序號 卡件名

2、稱卡件名稱 規(guī)格功能說明規(guī)格功能說明 1 XP243 主控制卡主控制卡 2 XP243 主控制卡主控制卡 3 XP233 數據轉發(fā)卡數據轉發(fā)卡 4 XP233 數據轉發(fā)卡數據轉發(fā)卡 0 XP316 4路熱電阻信號輸入卡路熱電阻信號輸入卡 1 XP316 4路熱電阻信號輸入卡路熱電阻信號輸入卡 2 XP313 6路電流信號輸入卡路電流信號輸入卡 3 XP313 6路電流信號輸入卡路電流信號輸入卡 4 XP314 6路電壓信號輸入卡路電壓信號輸入卡 5 XP314 6路電壓信號輸入卡路電壓信號輸入卡 6 XP314 6路電壓信號輸入卡路電壓信號輸入卡 7 XP322 4路模擬信號輸出卡路模擬信號輸

3、出卡 8 XP322 4路模擬信號輸出卡路模擬信號輸出卡 9 XP322 4路模擬信號輸出卡路模擬信號輸出卡 10 XP335 4路脈沖量輸入卡路脈沖量輸入卡一、一、CS2000過程控制系統過程控制系統控制對象的組成結構及特點控制對象的組成結構及特點 （一）（一） CS2000型系統主要特點型系統主要特點1被調參數囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數。被調參數囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數。2執(zhí)行器中既有電動調節(jié)閥（或氣動調節(jié)閥）、單相執(zhí)行器中既有電動調節(jié)閥（或氣動調節(jié)閥）、單相SCR移相調壓移相調壓等儀表類執(zhí)行機構，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器。等儀表類執(zhí)行機構，又有變頻器等電

4、力拖動類執(zhí)行器。3調節(jié)系統除了有調節(jié)器的設定值階躍擾動外，還有在對象中通過調節(jié)系統除了有調節(jié)器的設定值階躍擾動外，還有在對象中通過另一動力支路或手操作閥制造各種擾動。另一動力支路或手操作閥制造各種擾動。4. 鍋爐溫控系統包含了一個防干燒裝置，以防操作不當引起嚴重后果。鍋爐溫控系統包含了一個防干燒裝置，以防操作不當引起嚴重后果。5. 系統中的兩個獨立的控制回路可以通過不同的執(zhí)行器、工藝線路組系統中的兩個獨立的控制回路可以通過不同的執(zhí)行器、工藝線路組成不同的控制方案。成不同的控制方案。6一個被調參數可在不同動力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路一個被調參數可在不同動力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路

5、下可演變成多種調節(jié)回路，以利于討論、比較各種調節(jié)方案的優(yōu)劣。下可演變成多種調節(jié)回路，以利于討論、比較各種調節(jié)方案的優(yōu)劣。7各種控制算法和調節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實驗軟件平臺上都可以實各種控制算法和調節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實驗軟件平臺上都可以實現?，F。 （二）（二） CS2000型實驗對象組成結構型實驗對象組成結構 過程控制過程控制實驗對象實驗對象系統包含有：不銹鋼儲水箱系統包含有：不銹鋼儲水箱（長（長寬寬高：高：850450400mm） 、強制對流換熱管系統、串接圓筒有機、強制對流換熱管系統、串接圓筒有機玻璃上水箱玻璃上水箱（250380mm） 、中水箱、下水箱、中水箱、下水箱（250350mm） 、

6、單相、單相2.5KW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）。爐內膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）。 系統動力支路分為兩路組成系統動力支路分為兩路組成：一路由威樂泵、電動調節(jié)閥、：一路由威樂泵、電動調節(jié)閥、孔板流量計、自鎖緊不銹鋼水管及手動切換閥組成；另一孔板流量計、自鎖緊不銹鋼水管及手動切換閥組成；另一路由威樂泵、變頻調速器、渦輪流量計、自鎖緊不銹鋼水路由威樂泵、變頻調速器、渦輪流量計、自鎖緊不銹鋼水管及手動切換閥組成。管及手動切換閥組成。 系統中的系統中的檢測變送和執(zhí)行元件檢測變送和執(zhí)行元件有：壓力變送器、溫度傳感有：壓力

7、變送器、溫度傳感器、溫度變送器、孔板流量計、渦輪流量計、壓力表、電器、溫度變送器、孔板流量計、渦輪流量計、壓力表、電動調節(jié)閥等。動調節(jié)閥等。 系統對象結構圖如下：系統對象結構圖如下： 二、二、CS2000實驗對象的檢測及執(zhí)行裝置實驗對象的檢測及執(zhí)行裝置 檢測裝置檢測裝置：擴散硅壓力變送器，分別用來檢測上：擴散硅壓力變送器，分別用來檢測上水箱、下水箱液位的壓力；孔板流量計、渦輪流水箱、下水箱液位的壓力；孔板流量計、渦輪流量計分別用來檢測單相水泵支路流量和變頻器動量計分別用來檢測單相水泵支路流量和變頻器動力支路流量；力支路流量；Pt100熱電阻溫度傳感器分別用來熱電阻溫度傳感器分別用來檢測鍋爐內膽

8、、鍋爐夾套和強制對流換熱器冷水檢測鍋爐內膽、鍋爐夾套和強制對流換熱器冷水出口、熱水出口。出口、熱水出口。 執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置：單相可控硅移相調壓裝置用來調節(jié)單：單相可控硅移相調壓裝置用來調節(jié)單相電加熱管的工作電壓；電動調節(jié)閥調節(jié)管道出相電加熱管的工作電壓；電動調節(jié)閥調節(jié)管道出水量；變頻器調節(jié)副回路水泵的工作電壓。水量；變頻器調節(jié)副回路水泵的工作電壓。 1、壓力變送器（、壓力變送器（液位傳感器液位傳感器 ）工作原理：當被測介質（液體）的壓力作用于傳感器時，壓力變送器將壓力工作原理：當被測介質（液體）的壓力作用于傳感器時，壓力變送器將壓力信號轉換成電信號，經歸一化差分放大和輸信號轉換成電信號，經歸一

9、化差分放大和輸V/A電壓、電流轉換器，轉換成電壓、電流轉換器，轉換成與被測介質（液體）的液位壓力成線性對應關系的與被測介質（液體）的液位壓力成線性對應關系的420mA標準電流輸出信標準電流輸出信號。接線如下圖所示：號。接線如下圖所示： 接線說明：傳感器為接線說明：傳感器為二線制接法二線制接法，它的端子位于中繼箱內，電纜線從中繼箱，它的端子位于中繼箱內，電纜線從中繼箱的引線口接入，直流電源的引線口接入，直流電源24V+接中繼箱內正端（接中繼箱內正端（+），中繼箱內負端（），中繼箱內負端（）接負載電阻的一端，負載電阻的另一端接接負載電阻的一端，負載電阻的另一端接24V-。傳感器輸出。傳感器輸出42

10、0mA電流信電流信號，通過負載電阻號，通過負載電阻250轉換成轉換成15V電壓信號。電壓信號。零點和量程調整：零點和量程調整：零點和量程調整電位器位于中繼箱內的另一側。校正時打開中繼箱蓋，即可零點和量程調整電位器位于中繼箱內的另一側。校正時打開中繼箱蓋，即可進行調整，左邊的（進行調整，左邊的（Z）為調零電位器，右邊的（）為調零電位器，右邊的（R）為調增益電位器。）為調增益電位器。 2、溫度傳感器、溫度傳感器 Pt100熱電阻熱電阻工作原理：利用工作原理：利用Pt電阻阻值與溫度之間的良好線性關系。電阻阻值與溫度之間的良好線性關系。 接線說明：連接兩端元件熱電阻采用的是接線說明：連接兩端元件熱電阻

11、采用的是三線制接法三線制接法，以，以減少測量誤差。在多數測量中，熱電阻遠離測量電橋，因減少測量誤差。在多數測量中，熱電阻遠離測量電橋，因此與熱電阻相連接的導線長，當環(huán)境溫度變化時，連接導此與熱電阻相連接的導線長，當環(huán)境溫度變化時，連接導線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產生的測量誤差，采用三線制接法。即在兩端元件的一端引生的測量誤差，采用三線制接法。即在兩端元件的一端引出一條導線，另一端引出兩條導線，這三條導線的材料、出一條導線，另一端引出兩條導線，這三條導線的材料、長度和粗細都相同，如下圖中所示的長度和粗細都相同，如下圖中所示的

12、a、b、c。它們與儀。它們與儀表輸入電橋相連接時，導線表輸入電橋相連接時，導線a和和c分別加在電橋相鄰的兩個分別加在電橋相鄰的兩個橋臂上，導線橋臂上，導線b在橋路的輸出電路上，因此，在橋路的輸出電路上，因此，a和和c阻值的阻值的變化對電橋平衡的影響正好抵消，變化對電橋平衡的影響正好抵消，b阻值的變化量對儀表阻值的變化量對儀表輸入阻抗影響可忽略不計。輸入阻抗影響可忽略不計。 3、流量計、流量計（1）孔板流量計）孔板流量計孔板流量計：輸出信號：孔板流量計：輸出信號：420mA，測量，測量范圍：范圍：01.2m3/h接線說明：孔板流量計輸入端采用的是接線說明：孔板流量計輸入端采用的是24V的直流電，

13、輸出的是的直流電，輸出的是420mA的電流信號。的電流信號。（2）渦輪流量計）渦輪流量計渦輪流量計的輸出信號為頻率信號，測量渦輪流量計的輸出信號為頻率信號，測量范圍：范圍：01.0m3/h。 4、壓力表、壓力表安裝位置：單相泵之后，電動調節(jié)閥之前。安裝位置：單相泵之后，電動調節(jié)閥之前。測量范圍：測量范圍：00.25MPa -p+524VDC脈沖輸出5、電動調節(jié)閥、電動調節(jié)閥主要技術參數：主要技術參數：執(zhí)行機構執(zhí)行機構型式：智能型直行程執(zhí)行機構型式：智能型直行程執(zhí)行機構輸入信號：輸入信號： 010VDC/210VDC輸入阻抗：輸入阻抗：250/500輸出信號：輸出信號：420mADC輸出最大負載

14、：輸出最大負載：500信號斷電時的閥位：可任意設置為保持信號斷電時的閥位：可任意設置為保持/全開全開/全關全關/0100%間的任意值間的任意值電源：電源：220V10%/50Hz 6、單相可控硅移相調壓、單相可控硅移相調壓通過通過420mA電流控制信號控制單相電流控制信號控制單相220V交流電源在交流電源在0220V之間根據控制之間根據控制電流的大小實現連續(xù)變化。電流的大小實現連續(xù)變化。7、變頻器、變頻器系統中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調速器。變頻器的輸出端與循系統中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調速器。變頻器的輸出端與循環(huán)泵相連，實現循環(huán)泵支路的流量控制。環(huán)泵相連，實現循環(huán)泵支路

15、的流量控制。 三、主要參數控制方案三、主要參數控制方案（一）簡單控制系統（一）簡單控制系統上水箱液位控制系統上水箱液位控制系統上水箱液位控制系統上水箱液位控制系統鍋爐內膽水溫溫度控制系統鍋爐內膽水溫溫度控制系統鍋爐內膽水溫溫度控制系統鍋爐內膽水溫溫度控制系統鍋爐夾套水溫溫度控制系統鍋爐夾套水溫溫度控制系統鍋爐夾套水溫溫度控制系統鍋爐夾套水溫溫度控制系統（二）串級控制系統（二）串級控制系統渦輪流量和上水箱液位串級控制渦輪流量和上水箱液位串級控制系統系統渦輪流量和上水箱液位串級控制渦輪流量和上水箱液位串級控制系統系統鍋爐內膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統鍋爐內膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統鍋爐內膽和鍋爐

16、夾套溫度串級控制系統鍋爐內膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統上水箱上水箱和和下水箱液位串級控制下水箱液位串級控制系統系統上水箱上水箱和和下水箱液位串級控制下水箱液位串級控制系統系統作作 業(yè)業(yè) 1. 根據原理圖，寫出系統工作流程。根據原理圖，寫出系統工作流程。 2. 熟悉熟悉CS2000系統工作流程，設計控制方案。系統工作流程，設計控制方案。 （1）單回路控制系統）單回路控制系統 上水箱液位控制系統上水箱液位控制系統 鍋爐內膽水溫溫度控制系統鍋爐內膽水溫溫度控制系統 鍋爐夾套水溫溫度控制系統鍋爐夾套水溫溫度控制系統 （2）串級控制系統）串級控制系統 流量和上水箱液位串級控制系統流量和上水箱液位串級控制系統 鍋爐內膽和鍋爐夾套溫