控制仪表锅炉液位.doc

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控制仪表与计算机控制装置课程设计题目：锅炉液位调节系统学院：信息工程学院班级：自动化0802学号：姓名：万民光 u目录目录…..……...………………………………………………………….……………..1一、摘要………………………………………………………………………..…2二、设计任务和要求………………………………………………………..……2三、设计小组信息………………………………………………………….….…3四、被控对象结构设计和模拟特性说明………………………………….….…3五、阀门状态表……………………………………………………….………….4六、一次仪表选型表……………………………………………………….……5七、控制系统一次仪表和DCS的IO点接线图………………………………6八、DCS卡件配置图……………………………………………………….……6九、DCS系统地址分配表和DCS模块配置表……………………………...…7十、DCS控制站组态......................................................................................……11十一、编译下载后运行结果…………………………………………...……….…12十二、DCS闭环运行调试结果分析与说明…………………………….…….….13十三、课程设计总结………………………………………………….……….......14十四、参考资料………………………………………………………….…….......14 一、摘要基于JX-300X系统进行锅炉液位DCS控制系统组态设计与调试实验。本次实验我们主要进行系统组态的设计（包括控制站组态和操作站组态）。控制站组态包括对应的控制站登陆，数据转发卡组态，I/O卡件组态相应I/O点的组态和参数设置，控制回路的组态。操作站组态包括操作小组的设置（如名称，权限等），标准画面组态（如总貌画面，趋势画面，分组画面，一览画面），流程图组态，报表组态，自定义按键组态和语音报警组态。编译正确之后下载在线运行并观察记录。二、设计任务和要求这次设计的任务是用实验室提供的实验设备设计进行锅炉液位的DCS控制。通过此次设计要求了解和熟悉DCS系统的构成原理，硬件结构和组态方法，软件结构和组态方法。了解DCS系统设计的大概步骤。一．主要任务以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCONJX-300DCS”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）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点配置与组态设计； （1）DCS控制回路组态设计；（2）DCS操作站组态设计；（3）DCS系统闭环运行调试。二．设计要求（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，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）。（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“SUPCONJX-300DCS”硬件配置（见“控制仪表与装置实验指导书”），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DCSI/O点接线设计画出控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图（参照“控制仪表与装置实验指导书”）。 （1）控制系统接线实施根据所设计的控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图，在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。（2）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DCSI/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。（3）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。（4）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。（5）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。（6）DCS系统闭环运行调试课程设计小组内的每个成员轮流下载自己设计的程序，进行系统闭环运行调试。（7）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。 （1）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；（2）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。三、设计小组成员名单及分工我方小组用的是1号车间3号过程控制装置，1号DCS机柜的6号控制站。电脑代号小组人员A6康岩B5B6C5C6四、被控对象的结构设计和模拟特性的说明高位水箱提供锅炉的进水，第一组电磁流量转换器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流量，水槽为储水容器，提供管道用水。被控对象的结构图五、阀门状态表阀门代号状态阀门代号状态V39开V33开 V30关V51开六、一次仪表选型表仪表名参数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DBYGLDZ-4BLDG-10SQSVP-16KCHL2-20输出信号4~20mA-DC4~20mA4~20mA-DC量程0~4KP工作压力68KP精度0.51级防爆标志ibIICT6流量范围0~0.3m3/h工作温度0~120℃工作压力4KP防护等级IP65IP65负载电阻0~750Ω电源220V50HZ220V50HZ消耗功率<30VA35VA0.37KW 公称通径20mm公称压力16KP介质温度-40+200℃行程16mm转速2900r/min流量2m3/h高度14m位号AIAIAIAIAIAI控制站、工程师站、操作站IP地址分配表车间站名机位IP地址车间站名机位IP地址Ⅰ车间2#控制站2#CS128.128.1.2Ⅱ车间2#控制站2#CS128.128.1.2Ⅰ车间4#控制站4#CS128.128.1.4Ⅱ车间4#控制站4#CS128.128.1.4Ⅰ车间6#控制站6#CS128.128.1.6Ⅱ车间6#控制站6#CS128.128.1.6Ⅰ车间工程师站/操作站A1128.128.1.131Ⅱ车间工程师站/操作站D1128.128.1.131Ⅰ车间工程师站/操作站A2128.128.1.132Ⅱ车间工程师站/操作站D2128.128.1.132Ⅰ车间工程师站/操作站A3128.128.1.133Ⅱ车间工程师站/操作站D3128.128.1.133Ⅰ车间工程师站/操作站A4128.128.1.134Ⅱ车间工程师站/操作站D4128.128.1.134Ⅰ车间工程师站/操作站A5128.128.1.135Ⅱ车间工程师站/操作站D5128.128.1.135Ⅰ车间工程师站/操作站A6128.128.1.136Ⅱ车间工程师站/操作站D6128.128.1.136Ⅰ车间工程师站/操作站B1128.128.1.141Ⅱ车间工程师站/操作站E1128.128.1.141Ⅰ车间工程师站/操作站B2128.128.1.142Ⅱ车间工程师站/操作站E2128.128.1.142Ⅰ车间工程师站/操作站B3128.128.1.143Ⅱ车间工程师站/操作站E3128.128.1.143Ⅰ车间工程师站/操作站B4128.128.1.144Ⅱ车间工程师站/操作站E4128.128.1.144Ⅰ车间工程师站/操作站B5128.128.1.145Ⅱ车间工程师站/操作站E5128.128.1.145Ⅰ车间工程师站/操作站B6128.128.1.146Ⅱ车间工程师站/操作站E6128.128.1.146Ⅰ车间工程师站/操作站C1128.128.1.151Ⅱ车间工程师站/操作站F1128.128.1.151Ⅰ车间工程师站/操作站C2128.128.1.152Ⅱ车间工程师站/操作站F2128.128.1.152 Ⅰ车间工程师站/操作站C3128.128.1.153Ⅱ车间工程师站/操作站F3128.128.1.153Ⅰ车间工程师站/操作站C4128.128.1.154Ⅱ车间工程师站/操作站F4128.128.1.154Ⅰ车间工程师站/操作站C5128.128.1.155Ⅱ车间工程师站/操作站F5128.128.1.155Ⅰ车间工程师站/操作站C6128.128.1.156Ⅱ车间工程师站/操作站F6128.128.1.156Ⅰ车间操作站G1128.128.1.157Ⅱ车间操作站G4128.128.1.157Ⅰ车间操作站G2128.128.1.158Ⅱ车间操作站G5128.128.1.158Ⅰ车间操作站G3128.128.1.159Ⅱ车间操作站G6128.128.1.159Ⅰ车间工程师站ES1128.128.1.160Ⅱ车间工程师站ES2128.128.1.160Server(卡1)128.128.1.129Server(卡2)128.128.1.1306#控制站DCS模块配置表模块名称性能型号主控卡IP地址数据模块地址IO模块地址可用的IO通道地址DCS信号转接板端子号电源指示卡SP221主控制卡CPUSP243X128.128.1.4数据转发卡SP23300卡件挡板SP000电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130002,03NAI3,NAI4电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130100,01,02,03NAI5,NAI6,NAI7,NAI8电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130200,01,02,03NAI9,NAI10,NAI11,NAI12卡件挡板SP000热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP31604热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP3160500,01Pt-3,PT-4热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP3160600,01Pt-5,Pt-6卡件挡板SP000脉冲量输入卡4路输入，最高响应频率10KHzSP3350803P4模拟量输出卡4路输出(4~20mA)SP3220903NAO4模拟量输出卡4路输出(4~20mA)SP3221000,01,02,03NAO5,NAO6,NAO7,NAO8卡件挡板SP000 触点型开关量输入卡7路输入SP3631203,04,05,06DI4,DI5,DI6,DI7继电器开关量输出卡7路输出SP3641301,02,03,04,05,06DO2,DO3,DO4,DO5,DO6,DO7卡件挡板SP000卡件挡板SP000 七、控制系统一次仪表和DCS的IO点接线图八、DCS卡件配置图（我组用6号控制站） 九、DCS地址分配表和控制站DCS模块配置表DCS地址分配表车间站名机位IP地址Ⅰ车间2#控制站2#CS128.128.1.2Ⅰ车间4#控制站4#CS128.128.1.4Ⅰ车间6#控制站6#CS128.128.1.6Ⅰ车间工程师站/操作站A1128.128.1.131Ⅰ车间工程师站/操作站A2128.128.1.132Ⅰ车间工程师站/操作站A3128.128.1.133Ⅰ车间工程师站/操作站A4128.128.1.134Ⅰ车间工程师站/操作站A5128.128.1.135Ⅰ车间工程师站/操作站A6128.128.1.136Ⅰ车间工程师站/操作站B1128.128.1.141Ⅰ车间工程师站/操作站B2128.128.1.142Ⅰ车间工程师站/操作站B3128.128.1.143Ⅰ车间工程师站/操作站B4128.128.1.144Ⅰ车间工程师站/操作站B5128.128.1.145Ⅰ车间工程师站/操作站B6128.128.1.146Ⅰ车间工程师站/操作站C1128.128.1.151Ⅰ车间工程师站/操作站C2128.128.1.152Ⅰ车间工程师站/操作站C3128.128.1.153Ⅰ车间工程师站/操作站C4128.128.1.154 Ⅰ车间工程师站/操作站C5128.128.1.155Ⅰ车间工程师站/操作站C6128.128.1.156Ⅰ车间操作站G1128.128.1.157Ⅰ车间操作站G2128.128.1.158Ⅰ车间操作站G3128.128.1.159Ⅰ车间工程师站ES1128.128.1.160Server(卡1)128.128.1.129DCS模块配置表模块名称性能型号主控卡IP地址数据模块地址IO模块地址可用的IO通道地址DCS信号转接板端子号电源指示卡SP221主控制卡CPUSP243X128.128.1.4数据转发卡SP23300卡件挡板SP000电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130002,03NAI3,NAI4 电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130100,01,02,03NAI5,NAI6,NAI7,NAI8电流信号输入卡4路输入(4~20mA)SP3130200,01,02,03NAI9,NAI10,NAI11,NAI12卡件挡板SP000热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP31604热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP3160500,01Pt-3,PT-4热阻信号输入卡2路输入(Pt100)SP3160600,01Pt-5,Pt-6卡件挡板SP000脉冲量输入卡4路输入，最高响应频率10KHzSP3350803P4模拟量输出卡4路输出(4~20mA)SP3220903NAO4模拟量输出卡4路输出(4~20mA)SP3221000,01,02,03NAO5,NAO6,NAO7,NAO8 卡件挡板SP000触点型开关量输入卡7路输入SP3631203,04,05,06DI4,DI5,DI6,DI7继电器开关量输出卡7路输出SP3641301,02,03,04,05,06DO2,DO3,DO4,DO5,DO6,DO7卡件挡板SP000卡件挡板SP000十、DCS控制站组态A．主控卡的组态B．IO卡件组态 C．SP313地址00的IO点设置结果D．SP313地址01的IO点设置结果 E．SP313地址02的IO点设置F．SP313地址03的IO点设置G．常规控制方案组态十一、操作站组态及操作权限说明 操作小组权限操作小组权限厂长特权员工观察员十二、编译下载后运行结果A.总貌画面B.分组画面C．系统趋势画面 D．系统流程图画面E．操作小组控制画面 十三、DCS系统闭环运行调试结果分析与说明在自动调节的环节下改变设定值值并保持出水流量不变时进水流量会自动调节适应新的设定值；当设定值不变时手动调节出水流量时进水流量也会自动进行调节以使锅炉的液位维持在设定值附近；当将进水流量也改为手动调节时，要使锅炉液位维持在设定值附近就需要手动调节进水流量和出水流量的值。在进行调节时趋势图形会随之产生相应的变化。十四、课程设计总结在这次课程设计中进行了DCS系统设计的完整步骤从线路的链接，组态的设计和在线的调试运行；总体上知道了一个DCS控制系统的设计流程，加深了对课堂讲解的内容的记忆和理解，并且通过实验对此有了主观和感性的认识。在此对牛老师，杨老师和两位学长表示感谢，谢谢你们的指导和帮助。十五、参考资料[1]《控制仪表实验指导书》[2]《控制仪表与装置》（教材）