06自-3班霍兆丰第4组过控工程设计大作业解析

1、过程控制课程设计大作业 院 校：太原理工大学 专业班级：自动化 06-3 姓 名： 霍兆丰 学 号： 061004521 J 13ML I LT c- A - -H A L. r Yll- r _ L?.TGhL_! 2K 妥 3 .- 22.U .1 -:7- 1 - 二_ I I J T_T 一畫當 畑TI-二 V53 JT 引 J rbl 4= LI 2 由于学生制图水平有限，在与自控专业工程设计用图形符号和文字代号 (HG/T20637.2HG/T20637.2)对比之后，很难纠正其与制图标准不吻合之处。 但是学生认为, 该图对传感器与变送器的标注过于混乱。 对管路的表达其流向箭头与交

2、叉属性比 较混乱，致使学生在读图时被错综复杂的交点和管路中不明的水流方向所困扰。 设计报告目录 (1) DCSDCS 系统设计的目的和任务； (2) 课程设计的主要内容与要求； (3) 被控对象的结构设计和模拟特性简要说明； (4) “ EFPEFPT T 过程控制实验装置”阀门状态表； (5) 一次仪表选型表； (6) 带测控点的工艺管道流程图(P&IDP&ID 图)； (7 7)控制系统一次仪表和 DCS I/O DCS I/O 点接线图； (8) DCSDCS 卡件配置图； (9) DCSDCS 系统(控制站卡件)地址配置表； ( 1 1 0 0)DCSI/O DCSI/

3、O 点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设 置表； (11) 控制回路方框图； (12) 第四组课程设计必备任务 ( 1 31 3)课程设计总结。 ( 1 41 4)参考文献 一、DCSDCS 系统设计的目的和任务 1 1目的 使学生在深入理解已学的有关过程控制和 DCSDCS 系统的基本概念、 组成3 结构、工作原理、系统设计方法、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 DCSDCS 空制系统的设计和 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。 2 2任务 （1 1） 培养学生独立从事 DCS DCS 控制系统项目的设

4、计能力。 （2 2） 培养学生根据工艺过程、 工艺条件和工艺要求， 制定正确的 控制方案的能力。 （3 3） 培养学生采用计算机辅助设计软件和工具进行电气线路图 设计，采用计算机编写设计报告的计算机应用能力。 （4 4） 培养学生严肃认真的科学态度和积极创新精神。 二、课程设计的主要内容与要求 1 1主要设计内容 以过程控制实验室的“ EFPT EFPT 过程控制实验装置”为被控对象、 “ SUPCON JXSUPCON JX- -300 DCS300 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： （1 1） 被控对象特性设计组态； （2 2） 控

5、制系统一次仪表选型设计； （3 3） 控制系统设计； (4) DCSDCS 控制装置的 I/OI/O 点配置与组态设计； (5) DCSDCS 控制回路组态设计； (6) DCSDCS 操作站组态设计； 4 ( 7 7) DCS DCS 系统闭环运行调试。 2 2设计基本要求 ( 1 1) 被 控对象特性设计组态 通过“EFPTEFPT 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“ EFPTEFPT 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 2)控制系统一次仪表选型设计 根据被控对象

6、组态设计，确定“ EFPTEFPT 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 P&ID 图)。 画出控制回路方框图。 (4) DCSDCS 的硬件配置和 I/OI/O 点配置设计 根据过程控制实验室的“ SUPCON JXSUPCON JX- -300 DCS300 DCS”硬件配置， 确定本课程设计所需的 DCS DCS 卡件和 I/O I/O 点。画出 DCS DCS 卡件 配置图。 ( 5 5)控制系统一次仪表和 DCS

7、I/O DCS I/O 点接线设计，画出控制系统 一次仪表和 DCS I/ODCS I/O 点接线图 (6(6) DCSDCS 系统硬件组态设计 在工程师站上完成 DCSDCS 系统的主控卡件组态、通信卡件组 态、I/OI/O 卡件组态和 DCS I/ODCS I/O 点组态设计。列出I/O卡件、 I/OI/O 点地址表，列出 I/OI/O 点位号、注释、量程、单位、报警 限及5 配电设置表。 三. 被控对象的结构设计和模拟特性简要说明 通过“ EFPTEFPT 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。 高位水箱提供锅炉的进水，第一组电磁流量转换器

8、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 磁流量传感器测量出水量，水槽为储水容器，提供管道用水。 四. “ EFPTEFPT 过程控制实验装置”阀门状态表 VC1 断开 V38 断开 VC2 断开 V39 断开 V21 断开 V40 断开 V25 断开 V42 断开 V30 断开 V43 断开 V33 断开 V51 断开 V35 断开 其于开关 全部闭合 五.一次仪表选型表； 6 仪表名 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 DBYG LDZ-4B LDG-10S QSVP-16K CHL2-20 输出信号 42

9、0mA-DC 420mA 420mA-DC 量程 04KP 工作压力 68KP 精度 0.5 1 级 防爆标志 ibllCT6 流量氾围 00.3m3/h 工作温度 0120C 工作压力 4KP 防护等级 IP65 IP65 负载电阻 0750 Q 电源 220V 50HZ 220V 50HZ 消耗功率 V30VA 35VA 0.37KW 公称通径 20mm 公称压力 16KP 介质温度 -40+20 0 C 行程 16mm 转速 2900r/min 流量 2m 3/h 高度 14m 位号 LT-1 LT-2 FT-1 FT-2 MV-1 MV-2 六.带测控点的工艺管道流程图（P P&

10、;ID&ID 图）7 耦沪液位调节洙程图（PHD 七.控制系统一次仪表和 DCS I/ODCS I/O 点接线图 锅炉液從调节系统仅表接线图 8 八.DCSDCS 卡件配置图; DCSDCS 卡件配置图 SUPC JX-300 16 口中继式集线器 24 口交换机 过程控制实验室 SUPCON JXSUPCON JX- -300X300X 机 柜配制 九.DCSDCS 系统（控制站卡件）地址配置表;9 模块名 称 性能 型号 主控卡 IP 地址 数据 模块 地址 10 模块 地址 可用的 10 通道地址 DCS 信号转接 板端子号 电源指 示卡 SP221 主控卡 CPU SP243X

11、 128.128. 1.6 数据转 发卡 SP233 00 卡件挡 板 SP000 电流信 号输入 卡 4 路输入 4-20mA SP313 00 02，03 NAI3,NAI4 电流信 号输入 卡 4 路输入 4-20mA SP313 01 00,01, 02,03 NAI5,NAI6 NAI7,NAI8 电流信 号输入 卡 4 路输入 4-20mA SP313 02 00,01 02,03 NAI9,NAI10 NAI11,NAI12 卡件挡 板 SP000 热阻信 号输入 卡 2 路输入 （PtIOO） SP316 04 热阻信 号输入 卡 2 路输入 （PtIOO） SP316 05

12、00,01 Pt-3,Pt-4 热阻信 号输入 卡 2 路输入 （PtIOO） SP316 06 00,01 Pt-5,Pt-6 卡件挡 板 SP000 脉冲量 输入卡 4 路输入，最 高响应频率 SP335 08 03 P4 模拟量 输出卡 4 路输出 4-20mA SP322 09 03 NA04 模拟量 输出卡 4 路输出 4-20mA SP322 10 00,01 02,03 NA05,NA06 NA07,NA08 卡件挡 板 SP000 10 触电型 开关量 输入卡 SP363 12 03,04 05,06 DI4,DI5 DI6,DI7 11 继电器 开关量 输入卡 SP364 1

13、3 01,02, 03,04 05,06 卡件挡 板 SP000 卡件挡 板 SP000 十.DCSI/ODCSI/O 点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 DCS I/O 点位 号 注释 量程 单位 报警限 配电设置 LT-1 水箱液位 0400 毫米 高限 360 低限 40 不配电 LT-2 锅炉液位 0400 毫米 高限 360 低限 40 不配电 FT-1 进水流量 0300 升/时 高限 270 低限 30 不配电 FT-2 出水流量 0300 升/时 高限 270 低限 30 不配电 M1 进水阀位 0100 % 高限 90 低限 10 不配电 M2 出水阀位 0100

14、% 高限 90 低限 10 不配电 M1Ao1 进水控制 不配电 M2AO2 出水控制 不配电 模拟量输出 位 号 M1Ao1 M2AO2 注 释 进水控制 出水控制 阀特性 气开阀 气开阀 信号制 III型 III型 常规控制方案 NO 00 01 注 释 锅炉液位控制 出水流量 控制方案 单回路 手操器 回路 1 输入 M1 M2 回路 1 位号 S06-L000 S06-L001 12 卜一.控制回路方框图; 注释 地址 型号 数据转发卡 00 SP233 电流信号输入卡 00 SP313 电流信号输入卡 01 SP313 模拟量输出卡 10 SP322 13 十二. .第四组课程设计必备任务 水箱液位 L1L1 定值调节之二（VC1VC1 作出水量执行器）的流程图 压力 P2P2 定值调节之四（用水泵作水源、 VC2VC2 作执行器的并联式 压力调节）的流程图 锅炉流动水温度 T1T1 调节串级出水流量 F2F2 调节的流程图14 十三. .课程设计总结 在这次的课程设计中我体会到了作为一位工程技术人员所要求具备的工程意识， 就是说 要完成一个项目我们所应具备的扎实的基础知识及良好的技术素养。 这不仅仅体现在对过程控制理论这门专业课程能应用灵活性的体现， 更体现在用信息时 代所具有的工具一一计算机系统进