控制仪表于装置专业课程设计方案报告.doc

控制仪表与计算机控制装置
课程设计

课程名称：控制仪表与计算机控制装置
课设项目： DCS 系统组态设计
课设地点： 自动控制实验室
专业班级： 自动化1003班
学 号： 001150
姓 名： 王慧勇
指引教师： 谢 刚

6月14日

课程设计报告
一、实验目
运用过程控制实验室条件，以过控装置为被控对象，DCS为控制设备，让学生完毕一种DCS控制系统组态设计，其目是使学生在进一步理解过程控制课程，以及理解DCS系统基本概念、构成构造、工作原理、系统组态设计办法。使学生熟悉和掌握DCS控制系统设计和调试办法，进一步增强解决实际工程问题能力。
二、实验设备
EFAT/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X集散控制系统(DCS)、计算机及其网络。
三、实验内容
（1） 被控对象特性设计
（2） 控制系统设计；
（3） DCS控制装置I/O点配备与组态设计；
（4） DCS控制回路组态设计；
（5） DCS操作站组态设计；
（6） DCS系统闭环运营调试。
四、实验环节
1. 被控对象特性设计
通过“EFPT过程控制实验装置”管道和阀门开/闭状态，构造一种实验者所但愿实现对象特性。画出带测控点工艺管道流程图，

2. 控制系统一次仪表选型设计
依照被控对象特性设计，拟定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表使用状况，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。
位号 型号 量程 名称 用途
FE-1 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器 进水流量检测
FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器 进水流量变送和显示
FE-2 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器 出水流量检测
FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器 出水流量变送和显示
LT-2 DBYG 0~4Kpa(0~400mm)(4~20mA) 扩散硅压力变送器 锅炉液位变送
M1 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器 进水阀位调节阀
M2 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器 出水阀位调节阀

3. 控制回路设计
画出控制回路方框图。以单回路锅炉液位控制为例讲述，通过控制进水阀M1开度控制锅炉进水流量，达到控制锅炉液位目，出水阀M2设立成手操器，出水流量可以手动调节。

4. DCS硬件配备和I/O点配备设计
依照过程控制实验室“SUPCON JX-300 DCS”硬件配备，拟定实验所需DCS卡件和I/O点。画出DCS卡件配备图。
卡件配备图

5. 控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计
依照所设计控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，如下表所示。在实验系统上完毕一次仪表与DCS信号连接。
DCS信号和一次仪表接线表
FE-1 进水流量检测
NAI3
FE-2 出水流量检测
NAI4
LT-2 锅炉液位
NAI5
M1-1 进水阀位
NAI6
M2-1 出水阀位
NAI7
M1 进水阀位控制
NAO5
M2 出水阀位控制
NAO6
6. DCS控制站组态
在工程师站上完毕DCS系统主控卡件组态、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、报警限及配电设计表。
控制站重要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件（涉及主控卡、数据转发卡和各种信号输入输出卡）构成，其核心是主控卡，主控卡通过系统内高速数据网络——SBUS扩充各种功能，实现现场信号输入输出，同步完毕过程控制中数据采集、回路控制、顺序控制、以及涉及优化控制等各种控制算法。
1）主控卡设立
在“主机设立”窗口中“主控制卡”设立窗口中，运用“增长”按钮，便可设立相应主控制卡型号为SP243X；类型为控制站。一种主控制卡相应一种控制站，可以冗余配备。IP地址应与主控卡硬件上跳线地址匹配。
2）I/O组态设立
在“功能”菜单“控制站”菜单中，选定“I/O组态”，便可进入“I/O输入”窗口，在此窗口可进行如下设立。
设立数据转发卡，型号为SP233。可以冗余配备。
数据转发卡SP233是系统I/O机笼核心单元，是主控卡连接I/O卡件中间环节，她一方面驱动SBUS总线，另一方面管理本机笼I/O卡件。通过数据转发卡，一块主控卡（SP243X）可扩展1到8个I/O机笼，即可以扩展16到128块不同功能I/O卡件。
设立I/O卡件，定义当前I/O卡件在挂接数据转发卡地址，地址0-15。I/O卡件组态地址与它在控制站机笼中排列编号相匹配，并且地址编号不可重复。I/O卡件类型从下拉列表中选。
设立各种I/O卡件I/O点，即信号点组态，定义：位号、注释、地址、类型、设立等。
有表 15 2#控制站DCS模块配备表可知
DCS接线端子号
I/O模块地址
I/O点地址
NAI3
SP313 00
02
NAI4
SP313 00
03
NAI5
SP313 01
00
NAI6
SP313 01
01
NAI7
SP313 01
02
NAO5
SP322 10
00
NAO6
SP322 10
01
（3) 控制回路设立（如常规控制方案）
在“功能”菜单“控制站”菜单中，选定“常规控制方案”，便可进入“常规控制方案”设立窗口，在此窗口可增长相应控制方案。各项意义如下：
(1)控制方案：如单回路、串级、手操等。
(2)注释：可依照用途填写，以便于理解。
(3)回路参数：依照设立自动变。
(4)设立：设立回路位号，为了拟定该回路输入信号和输出信号，还要设立此回路输入和输出参数相应I/O点位号。
针对锅炉液位控制可设立两个回路，第一种单回路输入信号锅炉液位，输出信号是进水阀位控制。第二个回路是手操器输入信号是出水流量，输出信号是出水阀位控制。
7. DCS操作站组态
DCS操作站组态是系统总貌画面组态、一览画面组态、趋势画面组态、分组画面组态。
在“主机设立”窗口中“操作站”设立窗口中，运用“增长”按钮，便可设立相应操作站：
在“功能”菜单“操作站”菜单中，选定“操作小组”，便可进入“操作小组”设立窗口，最多可组16个操作小组。操作小组权限分4级：观测、操作员、工程师、特权。
系统原则画面组态：选取操作站总貌画面、一览画面组、趋势画面、分组画面组态。
（5）增长流程图：
① 一方面在“流程图”窗口中，运用“增长”按钮，增长一种新流程图，
② 然后运用“编辑”按钮，打开一种新流程图流程图制作窗口。制作办法如下：
运用左边工具栏可画点、线、圆、填加文字等；
运用左下角“”模板按钮，来拷贝某些既有设备模板。如阀、罐、锅炉、管道等；
如模板库中没有所但愿设备模板，也可运用如下过程制作某些模板追加到模板库中：
③ 在绘制完流程图后，要在流程图中运用左边工具栏中0.0、等按钮，增长某些数显仪表和棒显仪表，以便把关于I/O点或回路中关于信号在流程图中显示出来。双击数显仪表和棒显仪表图标便可打开相应设立窗口，在设立窗口中运用数据位号输入框右边？便可选定已定义I/O或回路位号。
五、实验成果截图及总结

经验总结：
本次实验是一种极具实践意义实验，让咱们可以脱离课本直接感受到控制现场。通过对DSC系统组态，让我对DCS系统有了更加进一步和直观理解，明确了DCS系统分层构造实践意义，理解了组态普通流程和浙大中控组态软件基本用法，虽然控制系统自身并不是复杂系统，但是对咱们理解知识却起到了很大协助。
实验中过程既是熟悉过程，实验中遇到问题，大多是由于对系统组态思路不够明确，在组态完毕并下载执行后，操作界面各个参数对系统影响，需要进一步理解，才干较好设立参数，使系统达到预想成果。虽然实验过程中有些参数由于设备和其她因素效果不佳，但也基本体会到了工程师，操作员工作。