集散控制系统组态应用技术 教学课件 作者 蒋兴加 DCS_项目3.ppt

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1、项目3锅炉液位恒定监控系统设计与实现（基于A1000/A3000/A5300）一、项目指导思想1、基于实训平台用组态王完成锅炉液位恒定控制系统设计、运行（参考有关实训资料/指导书）2、能应用组态王或力控组态软件基本功能进行简单项目设计、运行。3、老师演示、学生自主学习。二、基本要求:1.掌握组态王或力控基本操作，完成工程分析及变量定义；2.掌握简单界面设计，完成数据对象定义及动画连接；3.掌握设备连接方法，完成简单脚本程序编写及报警显示；4.掌握制作工程报表及曲线方法；5.编写PLC程序（PID应用）。3.1项目基本情况3.1.1概况在“水箱双位供水仿真系统”基础上

2、，深化“DCS工程”项目开发，以简便实用的单回路PID控制学习使用DCS硬件和软件基本架构。基于DCS实训装置设备平台模拟“锅炉液位恒定控制”，以项目教学和学生自主学习为主，拓宽学生理论与实践结合。一方面，深化理解项目教学法在“工程”项目分析、开发、实施流程应用；另一方面，通过完成项目进一步掌握DCS硬件和软件在“工程”项目的应用。下一页返回3.1.2目标主要学习内容：1.PID单回路恒定控制原理。2.DCS体系结构及DCS实训装置关系。3.I/O设备PLC与操作员站通讯。4.DCS实训装置A1000、A5300、A8000、THPCAT-2结构与功能。5.组态软件

3、复杂功能模块内涵及应用。下一页返回3.1.2目标-专业技能目标(1)DCS的组成，操作员站与控制站通讯；(2)初步具备简单工程的分析能力、简单控制系统的构建能力；(3)DCS操作员站与控制站I/O组态、实时数据库、监控界面实现，尤其重要参数趋势曲线、报警组态能力；(4)控制站组成及西门子PLC编程；（5初步具备对PID闭环控制系统的设计能力、定值控制系统的统调能力；(6)初步了解DCS安装、调试、运行工程规范。下一页返回3.1.3项目及控制工艺要求1、总体要求：以A5300/A1000作为被控对象、A8000作为控制系统（DCS的控制站）、组态王（操作员站）构成液位

4、恒定控制的DCS系统或THPCAT-2平台；利用PID构成单回路，自动调整流量大小，确保供水压力恒定；并提供系统启/停控制按钮；通过此项目学习，基本掌握DCS设计和应用步骤。下一页返回2、工艺说明：液位恒定控制或恒压供水在工业、生活等领域具有十分重要的现实意义，压力过高或过低，都带来影响；本系统将压力传感器检测到的上水箱液位信号作为测量信号，通过控制器控制水泵的开度，以达到控制上水箱液位恒定的目的，实现恒压供水控制。下一页返回3、项目控制要求：（1）初始状态，水箱压力/液位为0，启/停控制按钮处于停止状态，操作启/停按钮互相切换。（2）在监控界面上给定压力设定值、开

5、启“启/停按钮”进入启动状态，供水系统按照控制方案工作，即被控量（上水箱的液位）稳定在给定值。（3）在监控界面上设置PID参数调节对话框、趋势曲线和报警功能模块，实现系统统调和跟踪。（4）控制器由S7-200/S7-300编程实现PID单回路闭环控制。下一页返回4、重点和难点：（1）组态软件功能模块的报警、趋势曲线、报表、控件理解和应用；（2）控制工艺的PLC编程，尤其PID指令；（3）设备通讯；（4）变量确定和定义。下一页返回3.2项目方案设计3.2.1工程项目分析1、概况：根据项目任务表单，主要解决三方面问题：构筑DCS硬件、工艺控制方案理解及实施、组态监控实施

6、。主要完成的工作为DCS硬件设计、上位机（操作员站）组态控制设计、PLC程序的编辑、系统的安装、调试、运行、改进。下一页返回2、工程项目分析主要内容：其一、工程项目的系统构成、技术要求和工艺流程；其二、系统实施平台，弄清系统的控制流程和测控对象的特征，确定控制方案，明确监控要求和动画显示方式；其三、工程中的数据采集通道及输出通道与软件中数据词典中变量的对应关系，分清哪些变量是需要利用I/O通道与外部设备进行连接的，哪些变量是软件内部用来传递数据及动画显示的。下一页返回3.2.2项目实施平台本项目将选用A8000和A1000组合的实训平台，即：硬件-计算机+A8000

7、+A1000；软件-常规软件+组态软件（组态王为主，其它组态软件为辅）。计算机作为DCS的工程师站和操作员站；A8000上的S7-200PLC及其模块作为控制站；A1000上的模块、仪表、水泵等设备作为现场控制级，水箱作为被控对象；操作员站与控制站的通讯采用PPI；控制站与现场控制级采用4mA-20mA或2-10V模拟信号。下一页返回任务3.2项目方案设计3.2.3控制方案论证本项目属于单回路控制，为提高系统可靠性，对接生产现场，规划为两种工作方式：一种为PLC应用系统，另一种为“操作员站+控制站PLC”组合的工作方式；结合工艺需要，对有关数字开关量和模拟量控制