1、控制仪表与计算机控制技术课程设计太原理工大学现代科技学院 现场总线与分布式系统 课程设计 设计名称 锅炉液位课程设计 专业班级 学 号 姓 名 指导教师 装订线实验名称 锅炉液位 同组人 专业班级 自动化 学号 姓名 成绩 、 目 录目录摘要 3设计任务和要求 3被控对象的结构设计和模拟特性的说明 5控制系统一次仪表和DCS的IO点接线图 7DCS卡件配置图 8DCS地址分配表和控制站DCS模块配置表 8DCS控制站组态设置 10操作站组态及操作权限说明 15编译下载后运行结果 16DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 21课程设计总结 21参考资料 21摘要 基于JX-300X系统进行锅炉液
2、位DCS控制系统组态设计与调试实验。本次实验我们主要进行系统组态的设计（包括控制站组态和操作站组态）。控制站组态包括对应的控制站登陆，数据转发卡组态，I/O卡件组态相应I/O点的组态和参数设置，控制回路的组态。操作站组态包括操作小组的设置（如名称，权限等），标准画面组态（如总貌画面，趋势画面，分组画面，一览画面），流程图组态，报表组态，自定义按键组态和语音报警组态。编译正确之后下载在线运行并观察记录。 设计任务和要求 这次设计的任务是用实验室提供的实验设备设计进行锅炉液位的DCS控制。通过此次设计要求了解和熟悉DCS系统的构成原理，硬件结构和组态方法，软件结构和组态方法。了解DCS系统设计的大
3、概步骤。主要任务 以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCON JX-300 DCS”为控制装置，构成一个闭环系统，本课程设计将完成该闭环系统的下列一系列工程性设计： 被控对象特性设计组态；控制系统一次仪表选型设计； 控制系统设计； DCS控制装置的I/O点配置与组态设计； DCS控制回路组态设计； DCS操作站组态设计； DCS系统闭环运行调试。 设计要求 被控对象特性设计组态 通过“EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态，构造一个实验者所希望实现的对象特性，用于本课程设计的控制系统被控对象。列写出“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表，画出被控对象工
4、艺流程图。 控制系统一次仪表选型设计 根据被控对象组态设计，确定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况， 次仪表型号、量程等参数，编制一次仪表位号，列出一次仪表选型表。控制系统测控点和控制回路设计 画出带测控点的工艺管道流程图（P&ID图）。 DCS的硬件配置和I/O点配置设计 根据过程控制实验室的“SUPCON JX-300 DCS”硬件配置，确定本课程设计所需的DCS卡件和I/O点。画出DCS卡件配置图。 控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计画出控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图（参照“控制仪表与装置实验指导书”）。 控制系统接线实施 根据所设计的控制系统一次仪表和D
5、CS I/O点接线图，在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。 DCS系统硬件组态设计 在工程师站上完成DCS系统的主控卡件组态、通信卡件组态、I/O卡件组态和DCS I/O点组态设计。列出I/O卡件、I/O点地址表，列出I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表。 DCS控制回路组态设计 根据控制回路设计，组态主控卡控制回路。 操作站和操作小组设计 按照课程设计小组成员组成，设计和定义实验小组所有成员为控制系统操作站。 DCS操作站组态设计 根据控制系统设计，进行DCS系统总貌画面组态设计、分组画面组态设计、趋势 画面组态设计、工艺流程画面组态设计。 DCS系统闭环运行调试 课程
6、设计小组内的每个成员轮流下载自己设计的程序，进行系统闭环运行调试。 DCS系统多操作站运行监视 在课程设计小组内的某个成员下载程序运行调试时，利用DCS工程师站的传送功能将自己设计的程序传送给课程设计小组内的其他成员，实现DCS系统的多操作站监视功能。 操作站人机界面设计剪切 每个学生应将自己设计的操作站人机界面剪切下来，用于课程设计报告中； 学生进入实验室前应完成上述设计基本要求的初步设计，经指导教师检查后方可 进入实验室进行上机设计实验。 被控对象的结构设计和模拟特性的说明 高位水箱提供锅炉的进水，第一组电磁流量转换器与电磁流量传感器测量进水流量，锅炉为被控对象，第二组电磁流量转换器与电磁
7、流量传感器测量出水流量，水槽为储水容器，提供管道用水。 阀门状态表 阀门代号状态阀门代号状态V39开V33开V30关V51开一次仪表选型表仪表名参数压力变送器电磁流量转换器电磁流量传感器QS智能型电动调节阀电动机型号DBYGLDZ-4BLDG-10SQSVP-16KCHL2-20输出信号420mA-DC420mA 420mA-DC量程04KP工作压力68KP精度0.51级防爆标志ibCT6流量范围00.3m3/h工作温度0120工作压力4KP防护等级IP65IP65负载电阻0750电源220V 50HZ220V 50HZ消耗功率30VA35VA0.37KW公称通径20mm公称压力16KP介质温
8、度-40+200行程16mm转速2900r/min流量2m3/h高度14m位号AI06000100AI06000101AI06000102AI06000103AI06000200AI06000201控制系统一次仪表和DCS的IO点接线图 DCS卡件配置图 DCS地址分配表和控制站DCS模块配置表 DCS地址分配表车间站名机位IP地址车间2#控制站2#CS128.128.1.2车间4#控制站4#CS128.128.1.4车间6#控制站6#CS128.128.1.6车间工程师站/操作站A1128.128.1.131车间工程师站/操作站A2128.128.1.132车间工程师站/操作站A3128.1
9、28.1.133车间工程师站/操作站A4128.128.1.134车间工程师站/操作站A5128.128.1.135车间工程师站/操作站A6128.128.1.136车间工程师站/操作站B1128.128.1.141车间工程师站/操作站B2128.128.1.142车间工程师站/操作站B3128.128.1.143车间工程师站/操作站B4128.128.1.144车间工程师站/操作站B5128.128.1.145车间工程师站/操作站B6128.128.1.146车间工程师站/操作站C1128.128.1.151车间工程师站/操作站C2128.128.1.152车间工程师站/操作站C3128.1
10、28.1.153车间工程师站/操作站C4128.128.1.154车间工程师站/操作站C5128.128.1.155车间工程师站/操作站C6128.128.1.156车间操作站G1128.128.1.157车间操作站G2128.128.1.158车间操作站G3128.128.1.159车间工程师站ES1128.128.1.160Server(卡1)128.128.1.129DCS模块配置表 模块名称性能型号主控卡IP地址数据模块地址IO模块地址可用的IO通道地址DCS信号转接板端子号主控制卡CPUSP243X128.128.1.4数据转发卡SP23300卡件挡板SP000电流信号输入卡4路输入
11、(420mA)SP3130002,03NAI3,NAI4电流信号输入卡4路输入(420mA)SP3130100,01,02,03NAI5,NAI6,NAI7,NAI8卡件挡板SP000模拟量输出卡4路输出(420mA)SP3220903NAO4模拟量输出卡4路输出(420mA)SP3221000,01,NAO5,NAO6,卡件挡板SP000卡件挡板SP000DCS控制站组态设置 操作站组态及操作权限说明 操作小组权限操作小组权限厂长特权员工观察员编译下载后运行结果 总貌画面 手动控制DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 在自动调节的环节下改变设定值值并保持出水流量不变时进水流量会自动调节适应新
12、的设定值；当设定值不变时手动调节出水流量时进水流量也会自动进行调节以使锅炉的液位维持在设定值附近；当将进水流量也改为手动调节时，要使锅炉液位维持在设定值附近就需要手动调节进水流量和出水流量的值。在进行调节时趋势图形会随之产生相应的变化。 课程设计总结经过本次课程设计，让我学会了很多的东西，也懂得很多，在设计过程中遇到了一些空难，但在老师还有同学的帮助下都得到了顺利的解决，让我感到的团队的重要性 。 通过这次的课程设计让我跟深刻的了解了课堂上所讲的只是，对DCS控制系统组态有了直观的了解。总体上对DCS的设计流程有了初步的了解和认知，对DCS控制系统组态在实际应用中的一些问题有了初步的认识以及修改办法，并且通过实验对此有了主观和感性的认识。 总之， 这次课程设计让我学会了很多的东西，也让我掌握了更多的知识，对我的帮助很大 参考资料 1、控制仪表实验指导书 2、EFPT过程控制实验装置实验指导书 3、SUPCON JX-300 DCS手册 4、控制仪表与计算机控制装置
