dcs_鍋爐液位控制系統(tǒng)課程設(shè)計報告[1]

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

2、控制儀表和裝置課程設(shè)計資料。（2）每個班級文件夾下， 建立6個設(shè)計小組的文件夾， 以班級和組號命名，女口： xxxx 班xx組。（3）每個小組文件夾下，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)計報告文檔。（4）組態(tài)文件和設(shè)計報告用“學(xué)號 +名字”命名。報告書要求采用 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(nèi)容要求見本文檔正文內(nèi)容。1. 概述11.1課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù) 11.2課程設(shè)計的主要內(nèi)容和要求 1主要設(shè)計內(nèi)容1設(shè)計基本要求12. 被控對象設(shè)計 錯誤！未定義書簽

3、。2.1實驗裝置簡介22.2被控對象特性說明（過程工藝分析） 22.3被控對象的結(jié)構(gòu)設(shè)計 32.4被控對象工藝流程圖 43. 控制系統(tǒng)設(shè)計 43.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計 43.2 一次儀表選型設(shè)計 53.3DCS選型設(shè)計 63.4控制系統(tǒng)接線設(shè)計 74. DCS組態(tài)設(shè)計84.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計8卡件配置圖 8系統(tǒng)（控制站卡件及設(shè)計小組各操作站）地址配置表 84.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計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)運行調(diào)試結(jié)果分析和說明 125. 設(shè)計總結(jié)和體會 136. 參考文獻131概述1.1課程設(shè)計的性質(zhì)、目的和任務(wù)控制儀表和裝置課程設(shè)計是自動化專

4、業(yè)必修實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。按自動化專業(yè)培養(yǎng)計劃要求，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。其目的是使學(xué)生在深入理解已學(xué)的有關(guān)過程控制儀表和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)計方法、系統(tǒng)設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合聯(lián)系實際的課程設(shè)計題目，使學(xué)生熟悉和掌握 DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試方法，初步掌握控制系統(tǒng)的工程性設(shè)計步驟，進一步增強解決實際工程問題的能力。1.2課程設(shè)計的主要內(nèi)容和要求主要設(shè)計內(nèi)容以過程控制實驗室的“ EFPT過程控制實驗裝置”為被控對象、“SUPCON JX-300 DCS ”為控制裝置，構(gòu)成一個閉環(huán)系統(tǒng)，本課程設(shè)計將完成該閉環(huán)系統(tǒng)的下列一系列工程

5、性設(shè)計：(1)被控對象特性設(shè)計組態(tài)；(2)控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計；(3)控制系統(tǒng)設(shè)計；(4)DCS控制裝置的I/O點配置和組態(tài)設(shè)計;(5)DCS控制回路組態(tài)設(shè)計；(6)DCS操作站組態(tài)設(shè)計；(7)DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調(diào)試。設(shè)計基本要求（1）被控對象特性設(shè)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(gòu)造一個實驗者所希望實現(xiàn)的對象特性，用于本課程設(shè)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，畫出被控對象工藝流程圖。（2）控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計根據(jù)被控對象組態(tài)設(shè)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(shù)

6、，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(shè)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(shè)計根據(jù)過程控制實驗室的“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置（見“控制儀表和裝置實驗指 導(dǎo)書”），確定本課程設(shè)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(shè)計畫出控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點接線圖（參照“控制儀表和裝置實驗指導(dǎo)書”）。（6）控制系統(tǒng)接線實施根據(jù)所設(shè)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)上完成一次儀表和DCS

7、的信號連接。（7）DCS系統(tǒng)硬件組態(tài)設(shè)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(shè)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(shè)置表。(8) DCS控制回路組態(tài)設(shè)計根據(jù)控制回路設(shè)計，組態(tài)主控卡控制回路。(9) 操作站和操作小組設(shè)計按照課程設(shè)計小組成員組成，設(shè)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(shè)計根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計，進行 DCS系統(tǒng)總貌畫面組態(tài)設(shè)計、分組畫面組態(tài)設(shè)計、趨勢畫面組 態(tài)設(shè)計、工藝流程畫面組態(tài)設(shè)計。(11) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調(diào)試課程設(shè)計小組內(nèi)的每個成員輪流

8、下載自己設(shè)計的程序，進行系統(tǒng)閉環(huán)運行調(diào)試。(12) DCS系統(tǒng)多操作站運行監(jiān)視在課程設(shè)計小組內(nèi)的某個成員下載程序運行調(diào)試時，利用DCS工程師站的傳送功能將自己設(shè)計的程序傳送給課程設(shè)計小組內(nèi)的其他成員，實現(xiàn)DCS系統(tǒng)的多操作站監(jiān)視功能。(13) 操作站人機界面設(shè)計剪切每個學(xué)生應(yīng)將自己設(shè)計的操作站人機界面剪切下來，用于課程設(shè)計報告中；(14) 學(xué)生進入實驗室前應(yīng)完成上述設(shè)計基本要求的初步設(shè)計，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后方可進入實 驗室進行上機設(shè)計實驗。2.被控對象設(shè)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(gòu)成鍋爐進水

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，F(xiàn)E2)LD2 4B型電磁流量轉(zhuǎn)換器兩個(FIT1，F(xiàn)IT2)DYBG壓力變送器兩個(LT1，LT2)QS智能型電動調(diào)節(jié)閥兩塊(M1，M2)管線和閥門若干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(gòu)成單回路控制系統(tǒng)，并采用PID算法進行控制，通

10、過改變閥門開度，實現(xiàn)鍋爐水位穩(wěn)定在給定值附近的目的。2.3被控對象的結(jié)構(gòu)設(shè)計為實現(xiàn)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(shè)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V39V43M電機水泵0-250KPaPIPE-1高位水箱（溢流）VC1PT2LIC20-400mm反作用V300-100%鍋爐0-100%進水流量FE1/fit>1 1丿FI-進水壓力2V21V38V42. H 0-300L/h0-100%0-300L/h380V'2'F

11、ITFIT72 t.2寸FEVC2V27計量水槽（大）V252V40LT標 題鍋爐液位調(diào)節(jié)流程圖（P&ID）實驗名稱實驗二：儀表控制系統(tǒng)調(diào)試第3張共 3張文檔編號syzds-03擬制謝剛審核批準項目編號proctrllab-01太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院自動化系控制系統(tǒng)設(shè)計3.1控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計（1）根據(jù)所組態(tài)的被控生產(chǎn)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(jù)被控對象的生產(chǎn)流程和控制要求，確定調(diào)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

12、儀表選型設(shè)計EFPT過程控制實驗裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀根據(jù)被控對象組態(tài)設(shè)計，確定“ 表型號、量程等參數(shù)，(1)編制一次儀表位號。DCS儀表型號儀表位號功能QS智能型電動調(diào)節(jié)閥QSVP-16KM1調(diào)節(jié)進水閥位M2調(diào)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(zhuǎn)換 器FIT1顯示進水流量FIT2顯示出水流量儀表型號QS智能型 電動調(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(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)計參數(shù)公稱通徑：20MM流量范圍：00.3MA3/h輸出信號：420MA防爆標志：ibH CT6公稱壓力：16MPa工作溫度：012 0C負載電阻：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信號范圍：420MADAC精確度：1級消耗功率30VA工作壓力：68kPa行程：SCD :10MMSCC： 16MM防護等級：ZP65精度：0.5(2)列出一次儀表選型表。I根信號類型不冗余點數(shù)榮譽點數(shù)總點數(shù):AL電流信號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4.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計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)卡電流信號輸入卡電流信 號輸入 卡模擬 量輸 出卡型號PS221SP243XSP233SP313SP313SP3224.1.2DCS 系統(tǒng)（

15、控制 站卡件及 設(shè)計小組 各操作站） 地址配置 表4.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計4.2.1I /O 組態(tài)I/O卡件地址I/O卡件地址位號量程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00AI0FE10 400L/h進水流量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氣開型川型進水閥控制01AO0M2氣開型川型出水閥控制A應(yīng)號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 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 回常1注釋 回路1輸入.；込£口：|I朮箱克佞|aiolti!9g4M001-趨愛函直口徒目亙ETZJ廠曲程（ft出齷L跟晾枝號忖程點阪%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)計及操作權(quán)限設(shè)計說明；六個工作點中，其中一個為工程師站（C1或C2）,負責(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)時修改程序；其余五個為操作員站，負責(zé)觀察監(jiān)控現(xiàn)場各項指標。課程設(shè)計小組內(nèi)個人自己設(shè)計的DCS系統(tǒng)總貌畫面；” J&昴打印 0H1 0S：2S16-u .2I1I-07-I1 D92JJE課程設(shè)計小組內(nèi)個人自己設(shè)計的DCS系統(tǒng)趨勢畫面;JIIIJ |11III4.3DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調(diào)試結(jié)果分析和說明(1)控制系統(tǒng)閉環(huán)運行曲線。工程鹹報程舷：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報曹使能低低機=0.9D0