控制仪表与装置课程设计报告第三组.docx
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控制仪表与装置课程设计报告第三组.docx
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控制仪表与装置课程设计报告第三组
编号0000—00—709
控制仪表与装置课程设计
锅炉液位定值调节仪表系统
设计报告
学院:
现代科技学院
专业:
自动化
班级:
2008xx
学生姓名:
xxxx
学号:
2008100xxx
指导教师:
谢刚
设计时间:
2011.06.27——2011.07.03
成绩:
摘要
本文档是控制仪表与装置课程设计报告的格式要求与各部分内容的撰写说明。
课程设计报告是同学完成课程设计后的技术总结报告,属于专业技术文献的一种,要求其内容完整、叙述清晰、设计原理正确,版面设计简单、格式统一。
参加本课程设计的同学要按照本文档要求,提交一份设计报告及相应的电子文档(包括组态文件和设计报告文档)。
目录
1.概述1
1.1课程设计的性质、目的和任务1
1.2课程设计的主要内容与要求1
1.2.1主要设计内容1
1.2.2设计基本要求2
2.被控对象设计2
2.1实验装置简介2
2.2被控对象特性说明(过程工艺分析)2
2.3被控对象的结构设计3
2.4被控对象工艺流程图3
3.控制系统设计3
3.1控制系统原理分析及控制方案设计3
3.2一次仪表选型设计4
3.3DCS选型设计6
3.4控制系统接线设计7
4.DCS组态设计7
4.1DCS硬件组态设计7
4.1.1DCS卡件配置图7
4.1.2DCS系统(控制站卡件及设计小组各操作站)地址配置表7
4.2DCS软件组态设计8
4.2.1I/O组态8
4.2.2控制回路组态8
4.2.3操作站组态9
4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明12
5.设计总结与体会12
6.参考文献13
1.概述
1.1课程设计的性质、目的和任务
《控制仪表与装置课程设计》是自动化专业必修实践性教学环节。
按自动化专业培养计划要求,在学完专业限选课《控制仪表与装置》后,安排《控制仪表与装置课程设计》。
其目的是使学生在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
1.2课程设计的主要内容与要求
1.2.1主要设计内容
以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCONJX-300DCS”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:
(1)被控对象特性设计组态;
(2)控制系统一次仪表选型设计;
(3)控制系统设计;
(4)DCS控制装置的I/O点配置与组态设计;
(5)DCS控制回路组态设计;
(6)DCS操作站组态设计;
(7)DCS系统闭环运行调试。
1.2.2设计基本要求
(1)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,画出被控对象工艺流程图。
(2)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,查阅一次仪表型号、量程等参数,编制一次仪表位号,列出一次仪表选型表。
(3)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)。
画出控制回路方框图。
(4)DCS的硬件配置和I/O点配置设计
根据过程控制实验室的“SUPCONJX-300DCS”硬件配置(见“控制仪表与装置实验指导书”),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。
(5)控制系统一次仪表和DCSI/O点接线设计
画出控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图(参照“控制仪表与装置实验指导书”)。
(6)控制系统接线实施
根据所设计的控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图,在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。
(7)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DCSI/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。
(8)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。
(9)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。
(10)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。
(11)DCS系统闭环运行调试
课程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。
(12)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。
(13)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;
(14)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。
2.被控对象设计
2.1实验装置简介
参考《EFPT过程控制实验装置实验指导书》,简单介绍EFPT过程控制实验装置,包括实验装置的构成、可构成的典型生产工艺流程。
2.2被控对象特性说明(过程工艺分析)
锅炉蒸发量比较小,锅炉容量比较大,容积延迟情况不是很明显;对于饱和蒸汽带来的虚假水位现象也比较小,不存在很大的问题;对于负荷变化很剧烈的时候,可以考虑采用变PID方案。
2.3被控对象的结构设计
通过“EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态,实现上述的对象特性,用于本课程设计的控制系统被控对象。
EFPT过程控制实验装置阀门状态表(没有提到的阀门状态为“关”)
阀门
V33
V51
V21
V40
V35
V25
V27
V43
V38
V42
V39
状态
开
开
开
开
开
开
开
开
开
开
开
2.4被控对象工艺流程图
工锅炉液位工艺流程图
3.控制系统设计
3.1控制系统原理分析及控制方案设计
⑴
⑵气开、气关的选择要从工艺生产上的安全要求出发。
⑶
带测控点的工艺管道流程图(P&ID图)
3.2一次仪表选型设计
⑴
⑵
仪表名
参数
电磁流量转换器
电磁流量传感器
智能电动调节阀
Model电动机
压力变送器
仪表型号
LDZ-4B
QSL-100A
QSVP-16K
CHL2-20
QBYG
输出
4-20mA
4-20mA
4-20mA
精度
1级
0.5
防爆标志
ib
CT6
防护等级
IP65
工作压力
4mPa
68KP
电源
220V50Hz
消耗功率
<30VA
行程
16mm
工作温度
0-120℃
-40-200℃
公称压力
16KP
公称通径
20mm
负载电阻
0-750欧
N
2900r/min
Q
2m3/h
W
0.37kw
3.3DCS选型设计
⑴
信号类型
不冗余点数
冗余点数
总点数
AI
热电阻
电流信号
6
6
电压信号
AO(模拟量输出)
2
2
DI(开关量输入)
DO(开关量输出)
⑵
卡件名称
卡件代码
卡件数量
卡件名称
卡件代码
卡件数量
电源指示卡
SP221
1
电流信号输入卡
SP313
3
主控制卡
SP243X
1
模拟量输出卡
SP322
2
数据转发卡
SP233
1
3.4控制系统接线设计
4.DCS组态设计
4.1DCS硬件组态设计
4.1.1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
00
01
02
09
10
S
P
2
4
3X
S
P
2
3
2
SP313
SP313
SP313
S
P
3
2
2
S
P
3
2
2
DCS卡件配置图
4.1.2
车间
站名
机位
IP地址
一
车
间
操作站
A5
128.128.1.135
操作站
A6
128.128.1.136
操作站
B5
128.128.1.145
操作站
B6
128.128.1.146
操作站
C5
128.128.1.155
工程师站
C6
128.128.1.156
4.2DCS软件组态设计
4.2.1I/O组态
(表格自己填写(报警上下限),最好不要都一样。
)
IO模块地址
IO通道地址
注释
量程
报警上限
报警下限
配电
00
02
M1开度
0~100
60
20
否
03
M2开度
0~100
80
15
否
01
00
进水流量
0~300
260
40
否
01
02
锅炉液位
0~400
375
45
否
03
水箱液位
0~300
280
20
否
09
03
M1阀门
10
00
M2阀门
4.2.2控制回路组态
4.2.3操作站组态
课程设计小组内个人自己设计的DCS系统总貌画面;
课程设计小组内个人自己设计的DCS系统分组画面;
课程设计小组内个人自己设计的DCS系统趋势画面;
课程设计小组内个人自己设计的DCS系统工艺流程画面;
4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明
要求:
(1)给出控制系统闭环运行曲线。
(2)分析控制系统运行效果。
5.设计总结与体会
一周的课程设计结束了,在这次的课程设计中不仅检验了我所学习的知识,也培养了我如何去把握一件事情,如何去做一件事情,又如何完成一件事情。
在设计过程中,与同学分工设计,和同学们相互探讨,相互学习,相互监督。
学会了合作,学会了运筹帷幄,学会了宽容,学会了理解,也学会了做人与处世。
课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练,着是我们迈向社会,从事职业工作前一个必不少的过程.”千里之行始于足下”,通过这次课程设计,我深深体会到这句千古名言的真正含义.我今天认真的进行课程设计,学会脚踏实地迈开这一步,就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础.
通过这次控制仪表与装置课程设计,本人在多方面都有所提高。
通过这次设计使我在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法、系统设计原则的基础上,结合联系实际的课程设计题目,使我熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法,初
步掌握控制系统的工程性设计步骤,进一步增强解决实际工程问题的能力。
在此感谢我们的谢刚老师.,老师严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样;老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪;这次模具设计的每个实验细节和每个数据,都离不开老师您的细心指导。
而您开朗的个性和宽容的态度,帮助我能够很顺利的完成了这次课程设计。
6.参考文献
[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]《SUPCONJX-300DCS手册》
[4]《控制仪表与装置》(教材)
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- 控制 仪表 装置 课程设计 报告 第三
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