高级工项目四：过程控制系统运行调试(培训讲义).doc

过程控制系统运行调试
一、培训目的及要求
1、掌握控制柜和电气柜正确的上电顺序。
2、能正确登录系统并进行组态文件的编译、下载和传送。
3、能根据组态文件正确的对卡件进行配置。
4、能够正确检查被控装置是否具备运行条件。
5、能够排除系统运行过程中遇到的故障。
6、能根据要求正确的打开运行项目并进行合理的操作。
7、能正确的进行PID整定，得到4:1衰减曲线。
8、能正确的使用所配置的工具。
9、掌握正确的安全操作规范。
二、培训设备及工具
(一)培训所需的仪器、设备

(二)培训所需的工具

三、培训内容
(一) CS2000 型过程控制对象介绍
1．CS2000 型系统主要特点
⑴被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。
⑵执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相SCR 移相调压等仪表类执行机构，矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
又有变频器等电力拖动类执行器。
⑶调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或手聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
操作阀制造各种扰动。
⑷锅炉温控系统包含了一个防干烧装置，以防操作不当引起严重后果。
⑸系统中的两个独立的控制回路可以通过不同的执行器、工艺线路组成不同的控制方残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
案。
⑹一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。
⑺各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。
2. CS2000 型实验对象组成结构
过程控制实验对象系统包含有：不锈钢储水箱、强制对流换热管系统、串接圆筒有机玻
璃上水箱、中水箱、下水箱、单相2.5KW 电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成）。系统动力支路分为两路组成：一路由威乐泵、电动调节阀、孔板流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路由威乐泵、变频调速器、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。系统中的检测变送和执行元件有：压力变送器、温度传感器、温度变送器、孔板流量计、涡轮流量计、压力表、电动调节阀等。系统对象结构图如下：彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

CS2000 实验对象的检测及执行装置包括：
检测装置：扩散硅压力变送器。分别用来检测上水箱、下水箱液位的压力；孔板流量计、涡轮流量计分别用来检测单相水泵支路流量和变频器动力支路流量；Pt100 热电阻温度传感器分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套和强制对流换热器冷水出口、热水出口。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
执行装置：单相可控硅移相调压装置用来调节单相电加热管的工作电压；电动调节阀调节管道出水量；变频器调节副回路水泵的工作电压。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
(二)培训内容
1、控制柜和电气柜正确的上电顺序。
2、系统组态登录及组态文件的编译、下载和传送。
3、系统监控登录及运行项目的打开及设置。
4、工艺设置及控制台上电。
5、现场故障排除。
6、系统运行及参数整定。
7、系统的正确停运。
四、操作步骤
(一)控制柜上电
1.将墙上配电箱里面的空气开关合上。
2.检查控制柜内空气开关上的电压是否正常。
3.控制站上电。顺序为:空开上电 AB路电源上电 前面板电源模块上电，系统停运时顺序反之。
(二) 网络设置及下载传送项目组态
1.工程师身份登录系统组态
2.打开组态项目
3.根据组态中操作站IP设置，查看工程师站、操作员站IP 地址，填写网络设置记录表
4.组态编译、下载
5.登录“实时监控”,运行项目4：上水箱液位PID 整定。
6.传送操作组至操作站
(三)工艺设置及控制台上电
1.对上水箱液位系统的管路进行正确的设置打开或关断相应阀门
2.控制台上电，顺序为：总空开 24V电源 电动调节阀 主回路泵，系统停运时顺序相反。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
(四)系统投运及参数整定
1.手动调整电动阀阀位，使液位稳定在某一高度（建议15cm）。
2.调整P、I参数，将回路投入自动，调整给定值至15cm。
3.待系统稳定后，对系统加扰动信号（改变给定值3-5cm），观察曲线，记下新的稳态值，计算衰减比（要求4：1）。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
4.重复步骤2和3，直至得到4：1曲线。
注：每次修改P、I时，将回路切换到手动。
(五)系统停运、整理现场。
1.控制对象及控制台停运。
2.现场控制站停运。
3.退出监控，操作站停运。
4.整理现场，工具归位。
5.填写好过程控制运行调试故障检测及运行记录表（见附表）。
五、培训操作规范要求及安全注意事项
1.要正确使用工具。
2.严禁带电拆装电动调节阀和主回路泵。
3.进行卡件插拔和配置时要佩戴防静电护腕。
4.严格按照顺序给控制站和控制台上电。
5.电源类故障排除时须将空开断开，信号线故障排除时，要防止短路烧表。
6.工作场地保持清洁、整齐有序，不准乱放各种物品。
7.设备要轻拿轻放，严谨野蛮操作，杜绝发生人身、设备事故。
六、培训报告内容
1.培训目的及要求。
2.培训设备及工具。
3.CS2000 型过程控制对象介绍
4.操作步骤
5.整理培训原始数据及记录曲线，并进行数据处理计算。
6.培训结果的分析和总结。
7.培训中出现的现象及其分析。

附表一
项目故障检测及运行记录表
步骤
说明
备注
设备确认
CS2000对象、CS2000控制平台、现场控制站
工程师站PC机 1台 操作员站PC机 1台
XP243、XP233 各2块 XP322、XP314、XP335 各1块
XP313、XP316 各2块 XP000 5块
选手签字

（填场次号）
工具确认
相关工具列表
序号
工具名称
数量
单位
序号
工具名称
数量
单位
1
6寸活扳手
1
把
8
小钳子
2
把
2
10寸活扳手
1
把
9
镊子
1
把
3
万用表
1
套
10
十字改锥
2
把
4
电烙铁\吸焊枪\焊锡
1
套
11
一字改锥
2
把
5
电笔
1
个
12
拨线钳
1
把
6
电工胶布
1
卷
13
内六角扳手
1
把
7
美工刀
1
把

卡件机笼操作记录
根据组态中I/O卡件配置要求，将卡件正确配置并插放到卡件机笼中，并将卡件名称及冗余情况填写到相应表格中。
-------------
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15

网络设置
工程师站、操作员站、控制站网络地址：
工程师站IP： 、
操作员站IP： 、
控制站 IP： 、
、

卡件故障排除
控制柜上电后，将编译后的组态下载到控制站中，根据运行调试中的故障排除可能存在的卡件故障，并记录；若认为无卡件故障则在现象中填写“无”。
序号
故障现象
分析原因及处理方法

现场故障排除记录
若控制系统运行中遇到故障，记录故障现象，分析原因，合理使用工具排除故障，在下表中做相应记录。

序号
故障现象
故障原因
排除方法

参数调整记录
产生4：1衰减曲线后记录相关参数：
P = I = D =
超调σ＝ 调整时间TS = 余差=

波峰/波谷值
B1
B2
示 值（cm）

设定值（cm）

偏 差（cm）

B1、B2出现时刻

衰减比（n : 1）

打印曲线
保存趋势图画面，调整趋势图画面，滑杆置于B1点处，打印至少3个周期的衰减曲线，并附于记录表最后一页（纸型要求：A4）

附件2
过程控制系统运行调试评分标准及记录
参 赛 组 号 码

总成绩

参赛日期： ＿＿＿＿年＿＿月＿＿日
考 核 起 止 时 间
＿＿时＿＿分至＿＿时＿＿分 共＿＿＿分钟
操 作 总 分
100分
考 核 时 间 定 额
180分钟
考 核 项 目
配 分
考核内容及要求
评 分 标 准
裁 判 员 记 录
得分
组态项目
打开及编译
3分
1.打开组态项目 （2分）
2.编译项目 (1分)
1-1 不能登陆系统组态扣1分；
1-2 选择错误路径下的组态项目，未改正扣1分；
2-1 未能全体编译组态扣1分

卡件配置及插放
10分
1.根据I/O输入设置，配置各卡件跳线 （5分）
2.按正确地址插放各卡件 （3分）
3.填写卡件机笼操作记录表 （2分）

1-1 卡件冗余配置错误，每处扣1分
1-2 卡件地址设定错误，每处扣1分
1-3 卡件配电配置错误，每处扣1分
2-1 卡件插放地址错误，每处扣0.5分
3-1 填写卡件操作记录有误，每处扣0.5分

考 核 项 目
配 分
考核内容及要求
评 分 标 准
裁 判 员 记 录
得分
网络设置及下载传送项目组态
9分
1.根据组态中操作站IP设置，配置工程师站或操作员站的IP地址 （2分）
2.填写网络设置记录表 （2分）
3.控制柜上电 （1分）
4.下载项目组态 （1分）
5.传送项目组态 （3分）
1-1 工程师站或操作员站IP设置错误，每处扣1分
2-1 填写网络设置记录表有误，每处扣0.5分
3-1 控制柜上电顺序出现错误，扣1分
4-1 未能正确下载试题要求的组态扣1分
5-1 未能进行项目组态传送操作扣2分
5-2 传送时，传送操作组选择错误扣1分
5-3 传送时，目的操作站不正确扣1分
5-4 传送时，操作员站未打开监控画面扣1分
5-5 传送操作组及目的操作站均正确，操作员站监控画面已打开，但仍无法完成组态传送扣1分

工艺设置及控制台上电

6分
1. 完成控制对象管路中阀门的设置 （5分）
2. 控制台上电 （1分）
1-1 控制台上电前，管路中阀门开启或关断有误（不包括旁路）每处扣1分
2-1 控制台上电顺序有误扣1分

排除现场故障
25分
1. 主回路泵电源故障 （5分）
2. 调节阀电源故障 （5分）
3. 热电阻温度传感器信号线故障 （5分）
4. 热电阻其它故障 （5分）
5. 调节阀信号线故障 （5分）
6. 上水箱压力传感器信号线故障 （5分）

1-1 电源故障未排除扣5分
1-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
2-1 故障未排除扣5分
2-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
3-1 信号线故障未排除扣5分
3-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
4-1 热电阻已坏或长度不够，未更换扣5分
4-2 不看现象，直接进行更换扣4分
5-1 调节阀信号故障未排除扣5分
5-2不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
6-1 上水箱压力传感器信号线故障未排除扣5分
6-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分

考 核 项 目
配 分
考核内容及要求
评 分 标 准
裁 判 员 记 录
得分
排除现场故障

7. 中水箱压力传感器信号线故障 （5分）
8. 下水箱压力传感器信号线故障 （5分）
9. 影响系统运行调试的卡件故障 （10分）
7-1 中水箱压力传感器信号线故障未排除扣5分
7-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
8-1 下水箱压力传感器信号线故障未排除扣5分
8-2 不看现象，直接进行排除故障操作扣4分
以上各故障排除中均需填写故障排除记录，若填写时原因分析或排除方法有误，每处均扣0.5分

91 存在已坏卡件，但未排查出，扣8分
9-2 对未坏卡件进行更换，每次扣4分
9-3 更换新卡件后，未能正确配置，每处扣0.5分
9-4 未填写卡件故障排除记录扣2分
9-5 填写故障排除记录，但原因分析或排除方法有误，每处扣1分

系统参数整定
38分
1.控制曲线衰减比=4:1 （24分）
2.余差 （2分）
3.超调 （2分）
4.填写参数调整记录 （4分）
5.保存并打印趋势图 （4分）
6.PID参数更改操作 （1分）
1-1 衰减比（4±0.2）：1（3.8＜η＜4.2），不扣分
1-2 衰减比（4±0.6）：1，扣4分
3.4<η≤3.8，4.2<η≤4.6
1-3 衰减比（4±1.0）：1，扣8分
3.0<η≤3.4，4.6<η≤5
1-4 衰减比（4±1.5）：1，扣12分
2.5<η≤3.0，5<η≤5.5
1-5 衰减比（4±2.0）：1，扣16分
2<η≤2.5，5.5<η≤6
1-6 衰减比（4±2.5）：1，扣18分
1.5<η≤2， 6<η≤6.5
1-7 衰减比η：6.5<η≤8扣20分
1-8 其他衰减比扣24分
2-1 若三个衰减周期后，系统存在余差
大于4mm扣2分，大于2mm扣1分
3-1 超调大于20%，扣1分，大于30%，扣2分
4-1 参数调整记录不正确，每处扣0.5分
5-1 未能将趋势图画面保存扣0.5分
5-2 未能打印趋势图，扣3.5分
5-3 打印页面背景为黑色扣0.5分
5-4 最大偏差处未用纵向直线（滑杆）标记扣0.5分
5-5 纵轴显示范围为20cm，其它值扣0.5分
5-5未能显示3~4个周期衰减曲线，扣0.5分
6-1 在自动状态下改变PID参数，每次扣05分

系统停运
4分

1.系统正确停运 （2分）
2.停运后，整理现场，工具归位 （2分）
1-1 控制平台停电出现错误，扣1分
1-2 控制柜上停电现错误，扣1分
2-1 工具摆放不整齐扣1分
2-2 现场不整洁扣1分

安全文明操作
5分
1.文明操作 （2分）
2.安全操作 （2分）
3.工具使用得当 （1分）
1-1 考场内大声讨论或喧哗每次扣0.5分
1-2 考试期间无故离开考场每次扣1分
1-3 不尊重裁判或与裁判发生争执，每次扣0.5分
2-1 违反安全操作一次扣0.5分
3-1 工具使用不当，每次扣0.5分

备 注
1. 考核内容及要求中，每个小项都有基本分，该项分数被扣除时，扣完为止。
2. 工艺故障排除主要指CS2000对象中管道阀门的打开或关断。
3. 操作中严格按照先进行故障排除，再进行参数整定的顺序进行。
4. 现场故障在竞赛中由裁判设定，设置为难易程度相近的故障包。