dcs_锅炉液位控制系统课程设计报告[1]

1、控制仪表和装置课程设计编号 XXXX XX XX锅炉液位控制系统设计报告学 院:专 业: 班 级：学生姓名：XXXX 学 号：XXXXXXXX指导教师：XXXX设计时间：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成 绩:本文档是控制仪表和装置课程设计报告的格式要求和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）。电子文档存放要求：（1）以班级为名建立文件夹，女口：自动化XXXX班一

2、控制仪表和装置课程设计资料。（2）每个班级文件夹下， 建立6个设计小组的文件夹， 以班级和组号命名，女口： xxxx 班xx组。（3）每个小组文件夹下，建每位同学的文件夹，以各自的姓名命名，文件夹内存放 各自的组态文件和设计报告文档。（4）组态文件和设计报告用“学号 +名字”命名。报告书要求采用 A4纸打印，版面设置左右边距为 30mm，上下边距为25mm。 打印的报告要求包括：封面、摘要、目录、报告正文四部分。每部分格式和内容要求见本文档正文内容。1. 概述11.1课程设计的性质、目的和任务 11.2课程设计的主要内容和要求 1主要设计内容1设计基本要求12. 被控对象设计 错误！未定义书签

3、。2.1实验装置简介22.2被控对象特性说明（过程工艺分析） 22.3被控对象的结构设计 32.4被控对象工艺流程图 43. 控制系统设计 43.1控制系统原理分析及控制方案设计 43.2 一次仪表选型设计 53.3DCS选型设计 63.4控制系统接线设计 74. DCS组态设计84.1DCS硬件组态设计8卡件配置图 8系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表 84.2DCS软件组态设计9组态9控制回路组态 10操作站组态 104.3DCS系统闭环运行调试结果分析和说明 125. 设计总结和体会 136. 参考文献131概述1.1课程设计的性质、目的和任务控制仪表和装置课程设计是自动化专

4、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和装置后，安排控制仪表和装置课程设计。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和要求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、“SUPCON JX-300 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

5、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点配置和组态设计;(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。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

6、，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“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置（见“控制仪表和装置实验指 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 DCS I/O点接线设计画出控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图（参照“控制仪表和装置实验指导书”）。（6）控制系统接线实施根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，在实验系统上完成一次仪表和DCS

7、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 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

8、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实验装置简介该系统的实验装置包括水箱、水槽、锅炉各一个，各种变送仪表共计八块，以及各种管道阀门若 干。由本系统的各实验装置可构成锅炉进水

9、流量定值调节，并联管路压力定值调节，锅炉液位定值调 节等系统典型生产工艺流程。实验装置清单如下：水槽一个水箱一个锅炉一个水泵一个电磁流量传感器两个(FE1，FE2)LD2 4B型电磁流量转换器两个(FIT1，FIT2)DYBG压力变送器两个(LT1，LT2)QS智能型电动调节阀两块(M1，M2)管线和阀门若干2.2被控对象特性说明(过程工艺分析)本系统中被控对象是锅炉，因锅炉是用于加热的容器，所以存在上下限制值，而且由于加热效率等问题，就期望锅炉液位可以稳定在某一给定值上，所以以锅炉液位作为被控变量，进水发门开度为 控制变量。以锅炉液位为反馈变量构成单回路控制系统，并采用PID算法进行控制，通

10、过改变阀门开度，实现锅炉水位稳定在给定值附近的目的。2.3被控对象的结构设计为实现上述的对象特性，完成对被控对象的控制，需将管路中的阀门按下表设置。阀门标号状态阀门标号状态阀门标号状态V25开V35开V40开V21开V51开V30开V33开V39开V38开V42开V43开V27开2.4被控对象工艺流程图V39V43M电机水泵0-250KPaPIPE-1高位水箱（溢流）VC1PT2LIC20-400mm反作用V300-100%锅炉0-100%进水流量FE1/fit>1 1丿FI-进水压力2V21V38V42. H 0-300L/h0-100%0-300L/h380V'2'F

11、ITFIT72 t.2寸FEVC2V27计量水槽（大）V252V40LT标 题锅炉液位调节流程图（P&ID）实验名称实验二：仪表控制系统调试第3张共 3张文档编号syzds-03拟制谢刚审核批准项目编号proctrllab-01太原理工大学信息工程学院自动化系控制系统设计3.1控制系统原理分析及控制方案设计（1）根据所组态的被控生产流程（被控对象）的工艺要求，确定控制系统的控制方案为单回 路控制系统，要求控制系统原理框图如下:控制系统原理框图(2) 根据被控对象的生产流程和控制要求，确定调节阀为气开形式， 控制器为反作用空控制。(3) 工艺管道流程图(P&ID图)。3.2 一次

12、仪表选型设计EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况，查阅一次仪根据被控对象组态设计，确定“ 表型号、量程等参数，(1)编制一次仪表位号。DCS仪表型号仪表位号功能QS智能型电动调节阀QSVP-16KM1调节进水阀位M2调节出水阀位电磁流量传感器LDG 10SFE1测量进水流量FE2测量出水流量LD2-4B型电磁流量转换 器FIT1显示进水流量FIT2显示出水流量仪表型号QS智能型 电动调节阀QSVP-16K电磁流量传感 器LDG 10SLD2-4B型电磁 流量转换器DYBG压力变送器3.3D CS 选型 设计(1)/O清 单如下：(2) 据系 统I/O 清单， 确定DCS的硬 件配 置

13、清 单如下：3.4 控制 系统 接线 设计参数公称通径：20MM流量范围：00.3MA3/h输出信号：420MA防爆标志：ibH CT6公称压力：16MPa工作温度：012 0C负载电阻：0250Q输出：420mA-DC介质温度：-4020 0°C工作压力：4MPa电源 220V ,50HZ量程04kPa信号范围：420MADAC精确度：1级消耗功率30VA工作压力：68kPa行程：SCD :10MMSCC： 16MM防护等级：ZP65精度：0.5(2)列出一次仪表选型表。I根信号类型不冗余点数荣誉点数总点数:AL电流信号606AO模拟量输出202卡件名称卡件代码卡件数量卡件名称卡件

14、代码卡件数量电源供电卡PS2211电流信号输入卡PS3132主控卡PS243X1模拟量输出卡PS3221数据转发卡PS2331控制系统接线图。4. DCS组态设计4.1DCS硬件组态设计卡件配置图站名机位IP地址2#控制站2#CS工程师站/操作站A1工程师站/操作站A2工程师站/操作站B1工程师站/操作站B2工程师站/操作站C1工程师站/操作站C2Server（卡 1）025613是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余模块名称电源供电 卡主控制卡数据转发卡电流信号输入卡电流信 号输入 卡模拟 量输 出卡型号PS221SP243XSP233SP313SP313SP3224.1.2DCS 系统（

15、控制 站卡件及 设计小组 各操作站） 地址配置 表4.2DCS软件组态设计4.2.1I /O 组态I/O卡件地址I/O卡件地址位号量程单位阀特性信号制注释00电流信号输入02AI0M10100%进水阀位03AI0M20100%出水阀位01电流信号输入00AI0FE10 400L/h进水流量01AI0EF20 400L/h出水流量02AI0LT10 400ml水箱液位03AI0LT20 400ml锅炉液位10模拟量输出卡00AO0M1气开型川型进水阀控制01AO0M2气开型川型出水阀控制A应号A10ML10®入三蚤室瞬E觀2】主1麴卡阪iZ 加崭发卡 顾山 SF322擁剛信总融卡蕊口朋

16、LiL啣/O宀二宀二，：J 01勰 M A»M1隐 ffl AWM2 2J鬱仙WDLT1磨山AMM-T2愿【2】W0FE1 蟹【可WDFE2 【吗矍0 AO0M1 ?& 国 A0M； 宙至嘶方案3回1【削自-胃郵蝴-© TEAMDDL- #螂直由 tfllH3 才咔阵旷01彌L?璐聯龍献卡11螂豔卡_即叶件1爛曙RK玛退出控制回路组态般冋WOf'般U 白曲ra般tn m 橇“俱 瞬AIM & m昭 白曲10鴛DJ4CX 爐1】心es idQ 1主揑制卡M-訂r00单回路回?&: KIDLTlJS02JJMJ0输出 LfJXHll«R

17、lQI手燥吉回8g: Al0LTlS02_lJ0O输出(XDCM1)-asl回览设百廨淮号 回常1注释 回路1输入.；込£口：|I朮箱克佞|aiolti!9g4M001-趋爱函直口徒目亘ETZJ厂曲程（ft出龌L跟晾枝号忖程点阪%用存QE1E左E3 1 .L- 2 仕在在在扛 止正正正工423操作站组态小组设计及操作权限设计说明；六个工作点中，其中一个为工程师站（C1或C2）,负责将程序下载到 DCS控制系统中，以及当控制系统出现时修改程序；其余五个为操作员站，负责观察监控现场各项指标。课程设计小组内个人自己设计的DCS系统总貌画面；” J&昴打印 0H1 0S：2S16-u .2I1I-07-I1 D92JJE课程设计小组内个人自己设计的DCS系统趋势画面;JIIIJ |11III4.3DCS系统闭环运行调试结果分析和说明(1)控制系统闭环运行曲线。工程鹹报程舷：MR手工医信=t.QM手工兰這100-000r 1*6下嘏：n.ncD嵩限Ht=«ifipy=r24DLB79低 FF 5=ILBDI報曹使能低低机=0.9D0