控制儀表于裝置課程設(shè)計報告DCS系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計

1、 控制儀表與計算機控制裝置課程設(shè)計課程名稱：控制儀表與計算機控制裝置課設(shè)項目： DCS 系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計 課設(shè)地點： 自動控制實驗室 專業(yè)班級： 自動化1003班 學(xué) 號： 2010001150 姓 名： 王慧勇 指導(dǎo)教師： 謝 剛 2013年 6月14日 課程設(shè)計報告一、實驗?zāi)康?利用過程控制實驗室的條件，以過控裝置為被控對象，DCS為控制設(shè)備，讓學(xué)生完成一個DCS控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計，其目的是使學(xué)生在深入理解過程控制課程，以及了解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)計方法。使學(xué)生熟悉和掌握DCS控制系統(tǒng)的設(shè)計和調(diào)試方法，進一步增強解決實際工程問題的能力。二、實驗設(shè)備 EFAT/P

2、 IIB型過程控制實驗裝置、SUPCON JX-300X集散控制系統(tǒng)(DCS)、計算機及其網(wǎng)絡(luò)。三、實驗內(nèi)容（1） 被控對象特性設(shè)計（2） 控制系統(tǒng)設(shè)計；（3） DCS控制裝置的I/O點配置與組態(tài)設(shè)計；（4） DCS控制回路組態(tài)設(shè)計；（5） DCS操作站組態(tài)設(shè)計；（6） DCS系統(tǒng)閉環(huán)運行調(diào)試。四、實驗步驟1. 被控對象特性設(shè)計通過“EFPT過程控制實驗裝置”的管道和閥門的開/閉狀態(tài)，構(gòu)造一個實驗者所希望實現(xiàn)的對象特性。畫出帶測控點的工藝管道流程圖，2. 控制系統(tǒng)一次儀表選型設(shè)計根據(jù)被控對象特性設(shè)計，確定“EFPT過程控制實驗裝置”中一次儀表的使用情況，查閱一次儀表型號、量程等參數(shù)，編制一次儀

3、表位號，列出一次儀表選型表。位號 型號 量程 名稱 用途FE-1 LDG-10S 0300L/h 電磁流量傳感器 進水流量檢測FIT-1 LD2-4B (420 mA) 電磁流量轉(zhuǎn)換器 進水流量變送和顯示FE-2 LDG-10S 0300L/h 電磁流量傳感器 出水流量檢測FIT-1 LD2-4B (420 mA) 電磁流量轉(zhuǎn)換器 出水流量變送和顯示LT-2 DBYG 04Kpa(0400mm)(420mA) 擴散硅壓力變送器 鍋爐液位變送M1 QS201 行程16mm 直行程電子式電動執(zhí)行器 進水閥位調(diào)節(jié)閥M2 QS201 行程16mm 直行程電子式電動執(zhí)行器 出水閥位調(diào)節(jié)閥3. 控制回路設(shè)

4、計畫出控制回路方框圖。以單回路鍋爐液位控制為例講述，通過控制進水閥M1的開度控制鍋爐進水流量，達到控制鍋爐液位的目的，出水閥M2設(shè)置成手操器，出水流量可以手動調(diào)節(jié)。4. DCS的硬件配置和I/O點配置設(shè)計根據(jù)過程控制實驗室的“SUPCON JX-300 DCS”硬件配置，確定實驗所需的DCS卡件和I/O點。畫出DCS卡件配置圖。卡件配置圖5. 控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點接線設(shè)計根據(jù)所設(shè)計的控制系統(tǒng)一次儀表和DCS I/O點接線圖，如下表所示。在實驗系統(tǒng)上完成一次儀表與DCS的信號連接。DCS的信號和一次儀表接線表FE-1 進水流量檢測NAI3FE-2 出水流量檢測NAI4LT-2 鍋爐

5、液位NAI5M1-1 進水閥位NAI6M2-1 出水閥位NAI7M1 進水閥位控制NAO5M2 出水閥位控制NAO66. DCS控制站組態(tài) 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點組態(tài)設(shè)計。列出I/O卡件、I/O點地址表，列出I/O點位號、注釋、量程、單位、報警限及配電設(shè)計表。 控制站主要有機柜、機籠、供電單元和各類卡件（包括主控卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡和各種信號輸入輸出卡）組成，其核心是主控卡，主控卡通過系統(tǒng)內(nèi)高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)SBUS擴充各種功能，實現(xiàn)現(xiàn)場信號的輸入輸出，同時完成過程控制中的數(shù)據(jù)采集、回路控制、順序控制、以及包括優(yōu)化控制等各種控制算法。1）主

6、控卡設(shè)置在“主機設(shè)置”窗口中的“主控制卡”設(shè)置窗口中，利用“增加”按鈕，便可設(shè)置相應(yīng)的主控制卡型號為SP243X；類型為控制站。一個主控制卡對應(yīng)一個控制站，可以冗余配置。IP地址應(yīng)與主控卡硬件上的跳線地址匹配。2）I/O組態(tài)的設(shè)置在“功能”菜單的“控制站”菜單中，選定“I/O組態(tài)”，便可進入“I/O輸入”窗口，在此窗口可進行以下設(shè)置。 設(shè)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，型號為SP233?？梢匀哂嗯渲?。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡SP233是系統(tǒng)I/O機籠的核心單元，是主控卡連接I/O卡件的中間環(huán)節(jié)，他一方面驅(qū)動SBUS總線，另一方面管理本機籠的I/O卡件。通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡，一塊主控卡（SP243X）可擴展1到8個I/O機籠，即可以

7、擴展16到128塊不同功能的I/O卡件。 設(shè)置I/O卡件，定義當前I/O卡件在掛接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡的地址，地址0-15。I/O卡件的組態(tài)地址與它在控制站機籠中的排列編號相匹配，并且地址編號不可重復(fù)。I/O卡件類型從下拉列表中選。 設(shè)置各種I/O卡件的I/O點，即信號點組態(tài)，定義：位號、注釋、地址、類型、設(shè)置等。有表 15 2#控制站DCS模塊配置表可知DCS接線端子號I/O模塊地址I/O點地址NAI3SP313 0002NAI4SP313 0003NAI5SP313 0100NAI6SP313 0101NAI7SP313 0102NAO5SP322 1000NAO6SP322 1001 （3) 控

8、制回路的設(shè)置（如常規(guī)控制方案） 在“功能”菜單的“控制站”菜單中，選定“常規(guī)控制方案”，便可進入“常規(guī)控制方案”設(shè)置窗口，在此窗口可增加相應(yīng)的控制方案。各項意義如下： (1)控制方案：如單回路、串級、手操等。 (2)注釋：可根據(jù)用途填寫，以便于理解。 (3)回路參數(shù)：根據(jù)設(shè)置自動變。 (4)設(shè)置：設(shè)置回路的位號，為了確定該回路的輸入信號和輸出信號，還要設(shè)置此回路輸入和輸出參數(shù)對應(yīng)的I/O點的位號。針對鍋爐液位控制可設(shè)置兩個回路，第一個單回路輸入信號鍋爐液位，輸出信號是進水閥位控制。第二個回路是手操器輸入信號是出水流量，輸出信號是出水閥位控制。7. DCS操作站組態(tài) DCS操作站組態(tài)是系統(tǒng)總貌畫

9、面組態(tài)、一覽畫面組態(tài)、趨勢畫面組態(tài)、分組畫面組態(tài)。在“主機設(shè)置”窗口中的“操作站”設(shè)置窗口中，利用“增加”按鈕，便可設(shè)置相應(yīng)的操作站：在“功能”菜單的“操作站”菜單中，選定“操作小組”，便可進入“操作小組”設(shè)置窗口，最多可組16個操作小組。操作小組的權(quán)限分4級：觀察、操作員、工程師、特權(quán)。系統(tǒng)標準畫面組態(tài)：選擇操作站的總貌畫面、一覽畫面組、趨勢畫面、分組畫面組態(tài)。（5）增加流程圖： 首先在“流程圖”窗口中，利用“增加”按鈕，增加一個新的流程圖， 然后利用“編輯”按鈕，打開一個新流程圖的流程圖制作窗口。制作方法如下：利用左邊的工具欄可畫點、線、圓、填加文字等；利用左下角“”模板按鈕，來拷貝一些現(xiàn)

10、有的設(shè)備模板。如閥、罐、鍋爐、管道等；如模板庫中沒有所希望的設(shè)備模板，也可利用以下過程制作一些模板追加到模板庫中： 在繪制完流程圖后，要在流程圖中利用左邊工具欄中的0.0、等按鈕，增加一些數(shù)顯儀表和棒顯儀表，以便把有關(guān)I/O點或回路中的有關(guān)信號在流程圖中顯示出來。雙擊數(shù)顯儀表和棒顯儀表的圖標便可打開對應(yīng)的設(shè)置窗口，在設(shè)置窗口中利用數(shù)據(jù)位號輸入框右邊的？便可選定已定義的I/O或回路位號。五、實驗結(jié)果截圖及總結(jié)經(jīng)驗總結(jié)：本次試驗是一個極具實踐意義的試驗，讓我們可以脫離課本直接感受到控制現(xiàn)場。通過對DSC系統(tǒng)的組態(tài)，讓我對DCS系統(tǒng)有了更加深入和直觀的了解，明確了DCS系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)的實踐意義，了解了組態(tài)的一般流程和浙大中控組態(tài)軟件的基本的使用方法，雖然控制系統(tǒng)本身并不是復(fù)雜的系統(tǒng)，但是對我們理解知識卻起到了很大