CS2000型控制系統(tǒng)介紹

1、CS2000型控制系統(tǒng)介紹型控制系統(tǒng)介紹 學學 習習 要要 求求 （1）根據(jù)原理圖，了解整個設(shè)備的工作流程。根據(jù)原理圖，了解整個設(shè)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(gòu)。與執(zhí)行機構(gòu)。 （3）在熟悉）在熟悉CS2000系統(tǒng)系統(tǒng)工作流程工作流程的基礎(chǔ)上找出的基礎(chǔ)上找出主要控制參數(shù)，設(shè)計控制方案。主要控制參數(shù)，設(shè)計控制方案。一、一、CS2000過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)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?？刂乒裆戏綖楣╇婋娫床糠?。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(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡 4 XP233 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(tǒng)過程控制系統(tǒng)控制對象的組成結(jié)構(gòu)及特點控制對象的組成結(jié)構(gòu)及特點 （一）（一） CS2000型系統(tǒng)主要特點型系統(tǒng)主要特點1被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)。被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)。2執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥（或氣動調(diào)節(jié)閥）、單相執(zhí)行器中既有電動調(diào)節(jié)閥（或氣動調(diào)節(jié)閥）、單相SCR移相調(diào)壓移相調(diào)壓等儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器等電力拖動類執(zhí)行器。等儀表類執(zhí)行機構(gòu)，又有變頻器等電

4、力拖動類執(zhí)行器。3調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有調(diào)節(jié)器的設(shè)定值階躍擾動外，還有在對象中通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有調(diào)節(jié)器的設(shè)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(diào)參數(shù)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(diào)參數(shù)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(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。7各種控制算法和調(diào)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(diào)節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實驗軟件平臺上都可以實現(xiàn)?，F(xiàn)。 （二）（二） CS2000型實驗對象組成結(jié)構(gòu)型實驗對象組成結(jié)構(gòu) 過程控制過程控制實驗對象實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱系統(tǒng)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(tǒng)、串接圓筒有機、強制對流換熱管系統(tǒng)、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(nèi)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(nèi)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(tǒng)動力支路分為兩路組成系統(tǒng)動力支路分為兩路組成：一路由威樂泵、電動調(diào)節(jié)閥、：一路由威樂泵、電動調(diào)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(diào)速器、渦輪流量計、自鎖緊不銹鋼水路由威樂泵、變頻調(diào)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(tǒng)中的系統(tǒng)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(diào)節(jié)閥等。動調(diào)節(jié)閥等。 系統(tǒng)對象結(jié)構(gòu)圖如下：系統(tǒng)對象結(jié)構(gòu)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(nèi)膽

8、、鍋爐夾套和強制對流換熱器冷水檢測鍋爐內(nèi)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(diào)壓裝置用來調(diào)節(jié)單：單相可控硅移相調(diào)壓裝置用來調(diào)節(jié)單相電加熱管的工作電壓；電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)管道出相電加熱管的工作電壓；電動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)管道出水量；變頻器調(diào)節(jié)副回路水泵的工作電壓。水量；變頻器調(diào)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(zhì)（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(zhì)（液體）的壓力作用于傳感器時，壓力變送器將壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)歸一化差分放大和輸信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)歸一

9、化差分放大和輸V/A電壓、電流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電壓、電流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成與被測介質(zhì)（液體）的液位壓力成線性對應(yīng)關(guān)系的與被測介質(zhì)（液體）的液位壓力成線性對應(yīng)關(guān)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(nèi)，電纜線從中繼箱，它的端子位于中繼箱內(nèi)，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(nèi)正端（接中繼箱內(nèi)正端（+），中繼箱內(nèi)負端（），中繼箱內(nèi)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(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成15V電壓信號。電壓信號。零點和量程調(diào)整：零點和量程調(diào)整：零點和量程調(diào)整電位器位于中繼箱內(nèi)的另一側(cè)。校正時打開中繼箱蓋，即可零點和量程調(diào)整電位器位于中繼箱內(nèi)的另一側(cè)。校正時打開中繼箱蓋，即可進行調(diào)整，左邊的（進行調(diào)整，左邊的（Z）為調(diào)零電位器，右邊的（）為調(diào)零電位器，右邊的（R）為調(diào)增益電位器。）為調(diào)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(guān)系。電阻阻值與溫度之間的良好線性關(guān)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(shù)測量中，熱電阻遠離測量電橋，因減少測量誤差。在多數(shù)測量中，熱電阻遠離測量電橋，因此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長，當環(huán)境溫度變化時，連接導(dǎo)此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長，當環(huán)境溫度變化時，連接導(dǎo)線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)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(dǎo)線，另一端引出兩條導(dǎo)線，這三條導(dǎo)線的材料、出一條導(dǎo)線，另一端引出兩條導(dǎo)線，這三條導(dǎo)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(dǎo)線表輸入電橋相連接時，導(dǎo)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(dǎo)線橋臂上，導(dǎo)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(diào)節(jié)閥之前。安裝位置：單相泵之后，電動調(diào)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(diào)節(jié)閥、電動調(diào)節(jié)閥主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)：執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機構(gòu)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(shè)置為保持信號斷電時的閥位：可任意設(shè)置為保持/全開全開/全關(guān)全關(guān)/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(diào)壓、單相可控硅移相調(diào)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(jù)控制之間根據(jù)控制電流的大小實現(xiàn)連續(xù)變化。電流的大小實現(xiàn)連續(xù)變化。7、變頻器、變頻器系統(tǒng)中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調(diào)速器。變頻器的輸出端與循系統(tǒng)中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調(diào)速器。變頻器的輸出端與循環(huán)泵相連，實現(xiàn)循環(huán)泵支路的流量控制。環(huán)泵相連，實現(xiàn)循環(huán)泵支路

15、的流量控制。 三、主要參數(shù)控制方案三、主要參數(shù)控制方案（一）簡單控制系統(tǒng)（一）簡單控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)（二）串級控制系統(tǒng)（二）串級控制系統(tǒng)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(tǒng)系統(tǒng)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(tǒng)系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐

16、夾套溫度串級控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級控制系統(tǒng)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(tǒng)系統(tǒng)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(tǒng)系統(tǒng)作作 業(yè)業(yè) 1. 根據(jù)原理圖，寫出系統(tǒng)工作流程。根據(jù)原理圖，寫出系統(tǒng)工作流程。 2. 熟悉熟悉CS2000系統(tǒng)工作流程，設(shè)計控制方案。系統(tǒng)工作流程，設(shè)計控制方案。 （1）單回路控制系統(tǒng)）單回路控制系統(tǒng) 上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng) 鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng) 鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng) （2）串級控制系統(tǒng)）串級控制系統(tǒng) 流量和上水箱液位串級控制系統(tǒng)流量和上水箱液位串級控制系統(tǒng) 鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫