dcs-鍋爐液位控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告[1]

1、控制儀表與裝置課程設(shè)計(jì)編號(hào) XXXX XX XX鍋爐液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué) 院：專 業(yè)：班 級(jí)：學(xué)生姓名：XXXX學(xué) 號(hào)：XXXXXXXX指導(dǎo)教師：XXXX設(shè)計(jì)時(shí)間：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成 績:本文檔是控制儀表與裝置課程設(shè)計(jì)報(bào)告的格式要求與各部分內(nèi)容的撰寫說明。課程設(shè)計(jì)報(bào)告是同學(xué)完成課程設(shè)計(jì)后的技術(shù)總結(jié)報(bào)告，屬于專業(yè)技術(shù)文獻(xiàn)的一種，要求 其內(nèi)容完整、敘述清晰、設(shè)計(jì)原理正確，版面設(shè)計(jì)簡單、格式統(tǒng)一。參加本課程設(shè)計(jì)的同學(xué)要按照本文檔要求，提交一份設(shè)計(jì)報(bào)告及相應(yīng)的電子文檔(包括 組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告文檔)。電子文檔存放要求：(1) 以班級(jí)為名建立文件夾，如：自動(dòng)化xxxx班一控制

2、儀表與裝置課程設(shè)計(jì)資料。(2) 每個(gè)班級(jí)文件夾下， 建立6個(gè)設(shè)計(jì)小組的文件夾， 以班級(jí)和組號(hào)命名， 如：xxxx班xx組。(3) 每個(gè)小組文件夾下，建每位同學(xué)的文件夾，以各自的姓名命名，文件夾內(nèi)存放各自的組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告文檔。(4) 組態(tài)文件和設(shè)計(jì)報(bào)告用“學(xué)號(hào) +名字”命名。報(bào)告書要求采用 A4紙打印，版面設(shè)置左右邊距為30mm,上下邊距為25mm。打印的報(bào)告要求包括：封面、摘要、目錄、報(bào)告正文四部分。每部分格式和內(nèi)容要求見 本文檔正文內(nèi)容。1 .概述11.1 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù) 11.2 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與要求 11.2.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容11.2.2 設(shè)計(jì)基本要求 12 .被控對(duì)

3、象設(shè)計(jì)22.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡介32.2 被控對(duì)象特性說明（過程工藝分析） 32.3 被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 32.4 被控對(duì)象工藝流程圖 43 .控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)43.1 控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì) 43.2 一次儀表選型設(shè)計(jì) 53.3 DCS選型設(shè)計(jì) 63.4 控制系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)74 .DCS組態(tài)設(shè)計(jì)84.1 DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)84.1.1 DCS卡件配置圖 84.1.2 DCS系統(tǒng)（控制站卡件及設(shè)計(jì)小組各操作站）地址配置表 84.2 DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)94.2.1 /O 組態(tài)94.2.2 制回路組態(tài) 104.2.3 作站組態(tài) 104.3 DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試結(jié)果分析與說明 125 .設(shè)計(jì)總結(jié)與體

4、會(huì)136 .參考文獻(xiàn)13信息工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告1 .概述1.1 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)、目的和任務(wù)控制儀表與裝置課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)必修實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。按自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃要求，在學(xué)完專業(yè)限選課控制儀表與裝置后，安排控制儀表與裝置課程設(shè)計(jì)。其目的是使學(xué)生在深入理解已學(xué)的有關(guān)過程控制儀表和DCS系統(tǒng)的基本概念、組成結(jié)構(gòu)、工作原理、系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計(jì)方法、系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則的基礎(chǔ)上，結(jié)合聯(lián)系實(shí)際的課程設(shè)計(jì)題目，使學(xué)生熟悉和掌握 DC或制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試方法，初步掌握控制系統(tǒng)的工程性設(shè)計(jì)步驟，進(jìn)一步增強(qiáng)解決實(shí)際工程問題的能力。1.2 課程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容與要求1.2.1 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容以過程控制實(shí)驗(yàn)室的“ EFPT過程控

5、制實(shí)驗(yàn)裝置”為被控對(duì)象、“SUPCON JX-300 DCS ”為控制裝置，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，本課程設(shè)計(jì)將完成該閉環(huán)系統(tǒng)的下列一系列工程性設(shè)計(jì)：(1) 被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)組態(tài)；(2) 控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計(jì)；(3) 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；(4) DCS控制裝置的I/O點(diǎn)配置與組態(tài)設(shè)計(jì)；(5) DCS控制回路組態(tài)設(shè)計(jì)；(6) DCS操作站組態(tài)設(shè)計(jì)；(7) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試。1.2.2 設(shè)計(jì)基本要求(1) 被控對(duì)象特性設(shè)計(jì)組態(tài)通過“ EFPT過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”的管道和閥門的開/閉狀態(tài)，構(gòu)造一個(gè)實(shí)驗(yàn)者所希望實(shí)現(xiàn)的對(duì)象特性，用于本課程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)被控對(duì)象。列寫出“EFPT過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”閥門狀態(tài)表，

6、畫出被控對(duì)象工藝流程圖。(2) 控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計(jì) 根據(jù)被控對(duì)象組態(tài)設(shè)計(jì)，確定“ EFPT過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”中一次儀表的使用情況，查閱 一次儀表型號(hào)、量程等參數(shù)，編制一次儀表位號(hào)，列出一次儀表選型表。(3) 控制系統(tǒng)測控點(diǎn)和控制回路設(shè)計(jì)畫出帶測控點(diǎn)的工藝管道流程圖(P&ID圖)。畫出控制回路方框圖。(4) DCS的硬件配置和I/O點(diǎn)配置設(shè)計(jì)根據(jù)過程控制實(shí)驗(yàn)室的“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置(見“控制儀表與裝置實(shí)驗(yàn)指 導(dǎo)書”)，確定本課程設(shè)計(jì)所需的DCS卡件和I/O點(diǎn)。畫出DCS卡件配置圖。(5) 控制系統(tǒng)一次儀表和 DCS I/O點(diǎn)接線設(shè)計(jì)畫出控制系統(tǒng)一次儀表和 DC

7、S I/O點(diǎn)接線圖(參照“控制儀表與裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書”)。(6) 控制系統(tǒng)接線實(shí)施根據(jù)所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點(diǎn)接線圖，在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上完成一次儀表與DCS的信號(hào)連接。(7) DCS系統(tǒng)硬件組態(tài)設(shè)計(jì)在工程師站上完成 DCS系統(tǒng)的主控卡件組態(tài)、通信卡件組態(tài)、I/O卡件組態(tài)和 DCS I/O點(diǎn)組態(tài)設(shè)計(jì)。列出I/O卡件、I/O點(diǎn)地址表，列出I/O點(diǎn)位號(hào)、注釋、量程、單位、報(bào)警 限及配電設(shè)置表。(8) DCS控制回路組態(tài)設(shè)計(jì)根據(jù)控制回路設(shè)計(jì)，組態(tài)主控卡控制回路。(9) 操作站和操作小組設(shè)計(jì)按照課程設(shè)計(jì)小組成員組成，設(shè)計(jì)和定義實(shí)驗(yàn)小組所有成員為控制系統(tǒng)操作站。(10) ) DCS操作站組態(tài)設(shè)計(jì)

8、根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，進(jìn)行 DCS系統(tǒng)總貌畫面組態(tài)設(shè)計(jì)、分組畫面組態(tài)設(shè)計(jì)、趨勢畫面組 態(tài)設(shè)計(jì)、工藝流程畫面組態(tài)設(shè)計(jì)。(11) DCS系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的每個(gè)成員輪流下載自己設(shè)計(jì)的程序，進(jìn)行系統(tǒng)閉環(huán)運(yùn)行調(diào)試。(12 ) DCS系統(tǒng)多操作站運(yùn)行監(jiān)視在課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的某個(gè)成員下載程序運(yùn)行調(diào)試時(shí)，利用DCS工程師站的傳送功能將自己設(shè)計(jì)的程序傳送給課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)的其他成員，實(shí)現(xiàn)DCS系統(tǒng)的多操作站監(jiān)視功能。(13 )操作站人機(jī)界面設(shè)計(jì)剪切每個(gè)學(xué)生應(yīng)將自己設(shè)計(jì)的操作站人機(jī)界面剪切下來，用于課程設(shè)計(jì)報(bào)告中；(14 )學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前應(yīng)完成上述設(shè)計(jì)基本要求的初步設(shè)計(jì)，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查后方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行

9、上機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。142.被控對(duì)象設(shè)計(jì)2.1 實(shí)驗(yàn)裝置簡介該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)裝置包括水箱、水槽、鍋爐各一個(gè)，各種變送儀表共計(jì)八塊，以及各種管道閥門若 干。由本系統(tǒng)的各實(shí)驗(yàn)裝置可構(gòu)成鍋爐進(jìn)水流量定值調(diào)節(jié)，并聯(lián)管路壓力定值調(diào)節(jié)，鍋爐液位定值調(diào) 節(jié)等系統(tǒng)典型生產(chǎn)工藝流程。實(shí)驗(yàn)裝置清單如下：水槽一個(gè)水箱一個(gè)鍋爐一個(gè)水泵一個(gè)電磁流量傳感器兩個(gè)(FE1 , FE2)LD2 4B型電磁流量轉(zhuǎn)換器兩個(gè)(FIT1 , FIT2)DYBG壓力變送器兩個(gè)(LT1 , LT2)QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥兩塊(M1, M2)管線和閥門若嚇2.2 被控對(duì)象特性說明(過程工藝分析)本系統(tǒng)中被控對(duì)象是鍋爐，因鍋爐是用于加熱的容器，所以存在上

10、下限制值，而且由于加熱效率 等問題，就期望鍋爐液位可以穩(wěn)定在某一給定值上，所以以鍋爐液位作為被控變量，進(jìn)水發(fā)門開度為 控制變量。以鍋爐液位為反饋?zhàn)兞繕?gòu)成單回路控制系統(tǒng)，并采用PID算法進(jìn)行控制，通過改變閥門開度，實(shí)現(xiàn)鍋爐水位穩(wěn)定在給定值附近的目的。2.3 被控對(duì)象的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)上述的對(duì)象特性，完成對(duì)被控對(duì)象的控制，需將管路中的閥門按下表設(shè)置。閥門標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門標(biāo)號(hào)狀態(tài)閥門標(biāo)號(hào)狀態(tài)V25開V35開V40開V21開V51開V30開V33開V39開V38開V42開V43開V27開2.4 被控對(duì)象工藝流程圖0-250KPaVr-J空隼史pSo 進(jìn)水壓/ 詼-iRiV2*標(biāo) 題鍋爐液位調(diào)節(jié)流程圖(P&I

11、D)文檔編號(hào)syzds-03擬制 審核 批準(zhǔn)謝剛實(shí)驗(yàn)名稱實(shí)驗(yàn)二：儀表控制系統(tǒng)調(diào)試項(xiàng)目編號(hào)proctrllab-01太原理工大學(xué)信息工程學(xué)院自動(dòng)化系第3張|共3張3.控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 控制系統(tǒng)原理分析及控制方案設(shè)計(jì)(1) 根據(jù)所組態(tài)的被控生產(chǎn)流程(被控對(duì)象)的工藝要求，確定控制系統(tǒng)的控制方案為單回路控制系統(tǒng)，要求控制系統(tǒng)原理框圖如下：控制系統(tǒng)原理框圖(2) 根據(jù)被控對(duì)象的生產(chǎn)流程和控制要求，確定調(diào)節(jié)閥為氣開形式， 控制器為反作用空控制(3)工藝管道流程圖(P&ID圖)。3.2 一次儀表選型設(shè)計(jì)根據(jù)被控對(duì)象組態(tài)設(shè)計(jì)，確定“ EFPT過程控制實(shí)驗(yàn)裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀 表型號(hào)、量程

12、等參數(shù)，(1) 編制一次儀表位號(hào)。儀表型號(hào)儀表位號(hào)功能QS智能型電動(dòng)調(diào)節(jié)閥M1調(diào)節(jié)進(jìn)水閥位QSVP-16KM2調(diào)節(jié)出水閥位電磁流量傳感器LDG 10SFE1測量進(jìn)水流量FE2測量出水流量LD2-4B型電磁流量轉(zhuǎn)換FIT1顯示進(jìn)水流量器FIT2顯示出水流量DYBG壓力變送器LT1水箱液位LT2鍋爐液位(2)列出一次儀表選型表。儀表型號(hào)QS智能型 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 QSVP-16K電磁流量傳感 器LDG 10SLD2-4B型電磁DYBG壓力變送器公稱通徑：20MM流量范圍： 00.3MA3/h輸出信號(hào)：420MA防爆標(biāo)志：ib II CT6參公稱壓力： 16MPa工作溫度：012 0 c負(fù)裁電阻：025

13、0Q輸出：420mA-DC介質(zhì)溫度：-4020 0 c工作壓力：4MPa電源 220V , 50HZ里程04kPa信號(hào)范圍： 420MA DAC精確度：1級(jí)消耗功率30VA工作壓力：68kPa數(shù)行程：SCD :10MMSCC: 16MM防護(hù)等級(jí)：ZP65精度：0.53.3 DCS選型設(shè)計(jì)(1)I/O清單如下:信號(hào)類型小冗余點(diǎn)數(shù)榮譽(yù)點(diǎn)數(shù)總點(diǎn)數(shù)AL電流佶號(hào)606AO模擬量輸出202(2)根據(jù)系統(tǒng)I/O清單，確定DCS的硬件配置清單如下:卡件名稱卡件代碼卡件數(shù)量卡件名稱卡件代碼卡件數(shù)量電源供電卡PS2211電流信號(hào)輸入卡PS3132主控卡PS243X1模擬量輸出卡PS3221數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)爰卡PS23313

14、.4控制系統(tǒng)接線設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)接線圖。4.DCS組態(tài)設(shè)計(jì)4.1DCS硬件組態(tài)設(shè)計(jì)4.1.1DCS卡件配置圖站名機(jī)位IP地址2#控制站2#CS工程師站/操作站A131工程師站/操作站A232工程師站/操作站B141工程師站/操作站B242工程師站/操作站C151工程師站/操作站C252Server（卡 1）29025613是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余模塊名稱電源供電 卡主控制卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā) 卡電流信號(hào) 輸入卡電流信

15、號(hào)輸入 卡模擬 量輸 出卡型號(hào)PS221SP243XSP233SP313SP313SP3224.1.2DCS系統(tǒng)（控制站卡件及設(shè)計(jì)小組各操作站）地址配置表（各站點(diǎn)IP地址）（個(gè)工作小組分布情況）4.2DCS軟件組態(tài)設(shè)計(jì)d-A鋰咕F第同E 口的宅壬：上”期0 1K 口 常卡|【：1-駕引比 一甚禺皿心 J J.巴二01鬻.1=/ T?： a況陳I 葭國同庭之 tint一髯網(wǎng)AODM1卷1 ADM2:值Ji. W|f -注提1博111蝎聒0 1srat5球目審W謂工卡謝白嘲電耨邪諷爺力不以儡邸卷咫卡筋gI0卡口覦蝴楂三昌）3-5 4旌E -Ffth/Ml4.2.1I /O 組態(tài)I/O卡件地址I/O

16、卡件地址位號(hào)單位閥特性信號(hào)制注釋00電流信號(hào)輸入02AI0M10100%進(jìn)水閥位03AI0M20100%出水閥位01電流信號(hào)輸入00AI0FE10400L/h進(jìn)水流星01AI0EF20400L/h出水流量02AI0LT10400ml水箱液位03AI0LT20400ml鍋爐液位10模擬量輸出卡00AO0M1氣開型出型進(jìn)水閥控制01AO0M2氣開型出型出水閥控制4.2.2控制回路組態(tài)二黎01 AL0I就皿-X m &田噫.1器 m AID顰R1用力黑團(tuán)AtD* 加 noi？邛a-學(xué)ACMco g王搜釗F回UDUL0J口一3E：粕出：Rjliud方界面柞 :?.產(chǎn)縣目叵 ,ilt-r. j 罷點(diǎn)手

17、在在r止止丁工司苣：A10LT11 l9C2_LJDjL?略出:的HHIJ4.2.3操作站組態(tài)小組設(shè)計(jì)及操作權(quán)限設(shè)計(jì)說明；六個(gè)工作點(diǎn)中，其中一個(gè)為工程師站（ C1或C2）,負(fù)責(zé)將程序下載到 DCS控制系統(tǒng)中，以及當(dāng) 控制系統(tǒng)出現(xiàn)時(shí)修改程序；其余五個(gè)為操作員站，負(fù)責(zé)觀察監(jiān)控現(xiàn)場各項(xiàng)指標(biāo)。課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)總貌畫面；送水硼2AIOILLNRT9, 8S3S出水褐魚 AT0B7HR69,011 %+造旅修A10LT1Kft227.即怎出輛爐瓶位AI0LT2KR1T3. 071 E橫建府甘AI0FE1KR12g.曉4 L/h出儲(chǔ)短AT0FE2KR55. 4粉 L&卡茄酒怛saajj

18、ooo l 口HAX 究M ntSO2JXI01 NRMN 85. 079 rL課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)分組畫面;課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)趨勢畫面;ul 一 20*l 47 0* H:2M51琳雌P 一 1141PT*7出十砸 /陽 12PTUK14梓碓3 AKLR因SL35/1L4就審位4 Alters理p-9L3MiL力才建 AICPE1F7q -135,119LA6瞬量PT1K3.932L/7*5*1立光lOOCiP77M.cn比o 332 81F7口1319/1101L至M聯(lián) I “ _: -課程設(shè)計(jì)小組內(nèi)個(gè)人自己設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)工藝流程畫面;PV;411 曲出由司位rL0 VimifAICFB1f.IDFEBL/hF31% 刖E.MEHR1 立的。KA麗1槽A進(jìn)”怖討出讓氤苴mi明fl, OCfi工裝單位:五蛹眼T憲：NR半二置范=two手工量值爬上用-即UN嘉者即曄列Mto量起T限fi-UH高附BI=JDUOMHuUL貫值上tta.m稚雇uo=UOMIF，住建低鋤tu=toU禁止無因皿a.o