CS2000型控制系統(tǒng)介紹

CS2000型控制系統(tǒng)介紹學(xué)習(xí)要求（1）根據(jù)原理圖，了解整個設(shè)備的工作流程。（2）認(rèn)識各個檢測元件與執(zhí)行機構(gòu)。（3）在熟悉CS2000系統(tǒng)工作流程的基礎(chǔ)上找出主要控制參數(shù)，設(shè)計控制方案。一、CS2000過程控制系統(tǒng)

DCS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制柜的組成1.電源部分：控制柜上方為供電電源部分。2.DCS部分：從左往右卡件安排：序號卡件名稱規(guī)格功能說明

1XP243主控制卡

2XP243主控制卡

3XP233數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡

4XP233數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡

0XP3164路熱電阻信號輸入卡

1XP3164路熱電阻信號輸入卡

2XP3136路電流信號輸入卡

3XP3136路電流信號輸入卡

4XP3146路電壓信號輸入卡

5XP3146路電壓信號輸入卡

6XP3146路電壓信號輸入卡

7XP3224路模擬信號輸出卡

8XP3224路模擬信號輸出卡

9XP3224路模擬信號輸出卡

10XP3354路脈沖量輸入卡一、CS2000過程控制系統(tǒng)

控制對象的組成結(jié)構(gòu)及特點（一）CS2000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)。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SCR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。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(dāng)引起嚴(yán)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現(xiàn)。（二）CS2000型實驗對象組成結(jié)構(gòu)過程控制實驗對象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲水箱（長×寬×高：850×450×400mm）

、強制對流換熱管系統(tǒng)、串接圓筒有機玻璃上水箱（Ф250×380mm）

、中水箱、下水箱（Ф250×350mm）

、單相2.5KW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）。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、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、自鎖緊不銹鋼水管及手動切換閥組成。系統(tǒng)中的檢測變送和執(zhí)行元件有：壓力變送器、溫度傳感器、溫度變送器、孔板流量計、渦輪流量計、壓力表、電動調(diào)節(jié)閥等。系統(tǒng)對象結(jié)構(gòu)圖如下：二、CS2000實驗對象的檢測及執(zhí)行裝置檢測裝置：擴(kuò)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；Pt100熱電阻溫度傳感器分別用來檢測鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套和強制對流換熱器冷水出口、熱水出口。執(zhí)行裝置：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（液位傳感器）工作原理：當(dāng)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V/A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4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號。接線如下圖所示：接線說明：傳感器為二線制接法，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24V+接中繼箱內(nèi)正端（+），中繼箱內(nèi)負(fù)端（—）接負(fù)載電阻的一端，負(fù)載電阻的另一端接24V-。傳感器輸出4~20mA電流信號，通過負(fù)載電阻250Ω轉(zhuǎn)換成1~5V電壓信號。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，即可進(jìn)行調(diào)整，左邊的（Z）為調(diào)零電位器，右邊的（R）為調(diào)增益電位器。

2、溫度傳感器Pt100熱電阻工作原理：利用Pt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三線制接法，以減少測量誤差。在多數(shù)測量中，熱電阻遠(yuǎn)離測量電橋，因此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長，當(dāng)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)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、長度和粗細(xì)都相同，如下圖中所示的a、b、c。它們與儀表輸入電橋相連接時，導(dǎo)線a和c分別加在電橋相鄰的兩個橋臂上，導(dǎo)線b在橋路的輸出電路上，因此，a和c阻值的變化對電橋平衡的影響正好抵消，b阻值的變化量對儀表輸入阻抗影響可忽略不計。3、流量計（1）孔板流量計孔板流量計：輸出信號：4~20mA，測量范圍：0~1.2m3/h接線說明：孔板流量計輸入端采用的是24V的直流電，輸出的是4~20mA的電流信號。（2）渦輪流量計渦輪流量計的輸出信號為頻率信號，測量范圍：0~1.0m3/h。

4、壓力表安裝位置：單相泵之后，電動調(diào)節(jié)閥之前。測量范圍：0~0.25MPa

5、電動調(diào)節(jié)閥主要技術(shù)參數(shù)：執(zhí)行機構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機構(gòu)輸入信號：0~10VDC/2~10VDC輸入阻抗：250Ω/500Ω輸出信號：4~20mADC輸出最大負(fù)載：<500Ω信號斷電時的閥位：可任意設(shè)置為保持/全開/全關(guān)/0~100%間的任意值電源：220V±10%/50Hz6、單相可控硅移相調(diào)壓通過4~20mA電流控制信號控制單相220V交流電源在0~220V之間根據(jù)控制電流的大小實現(xiàn)連續(xù)變化。7、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環(huán)泵相連，實現(xiàn)循環(huán)泵支路的流量控制。三、主要參數(shù)控制方案（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)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)（二）串級控制系統(tǒng)渦輪流量和上水箱液位串級控制系統(tǒng)渦輪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)上水箱和下水箱液位串級控制系統(tǒng)上水箱和下水箱液位串級控制系統(tǒng)作業(yè)1.根據(jù)原理圖，寫出系統(tǒng)工作流程。2.熟悉CS2000系統(tǒng)工作流程，設(shè)計控制方案。（1）單回路控制系統(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)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)（