控制裝置與儀表A-DCS部分-課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、課程設(shè)計(jì)報(bào)告( 2013- 2014年度第2學(xué)期)名 稱： 控制裝置與儀表A （DCS部分）課程設(shè)計(jì) 題 目：過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)院 系： 科技學(xué)院動(dòng)力工程系班 級(jí)： 測控11k2 學(xué) 號(hào)： 111111111111111 學(xué)生姓名： 哎呦喂 指導(dǎo)教師： 翟永杰 設(shè)計(jì)周數(shù)： 一周 成 績： 日期： 20 14 年 6 月 19 日10 / 10文檔可自由編輯打印控制裝置與儀表A（DCS部分）課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任 務(wù) 書一、 目的與要求1 了解DCS應(yīng)用過程中的主要工作內(nèi)容及應(yīng)該注意的問題，并能根據(jù)應(yīng)用目的，進(jìn)行分散控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)組態(tài)、調(diào)試操作等工作。2 以LN2000分散控制系統(tǒng)為平臺(tái)，完成過熱

2、汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)。3 進(jìn)行DCS的調(diào)試工作。二、 主要內(nèi)容分為組態(tài)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)調(diào)試兩個(gè)部分：1 組態(tài)設(shè)計(jì)11系統(tǒng)配置組態(tài)主要是指DCS中工程師站、操作員站、控制站的主機(jī)系統(tǒng)配置信息及外設(shè)類型，I/O卡件信息，電源布置，控制柜內(nèi)安裝接線等。此部分內(nèi)容作為了解內(nèi)容，不進(jìn)行具體組態(tài)。12實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫組態(tài)數(shù)據(jù)庫組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應(yīng)盡早完成的工作，因?yàn)橹挥杏辛藬?shù)據(jù)庫，其他的組態(tài)工作（控制回路組態(tài)、畫面組態(tài)等）才可以調(diào)試。數(shù)據(jù)庫組態(tài)一般通過專用軟件進(jìn)行，數(shù)據(jù)錄入時(shí)一定要認(rèn)真仔細(xì)，數(shù)據(jù)庫中一個(gè)小的錯(cuò)誤就會(huì)給運(yùn)行帶來極大的麻煩，如造成顯示錯(cuò)誤、操作不當(dāng)甚至死機(jī)故障。13控制算法組態(tài)控制算法組態(tài)指的是將系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)規(guī)

3、定的模擬量控制、開關(guān)量控制等功能用DCS算法予以實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)以主汽溫度串級(jí)控制策略為對(duì)象，并且模擬控制對(duì)象，構(gòu)成閉環(huán)回路，完成這些控制算法的組態(tài)工作。14操作員站顯示畫面組態(tài)運(yùn)行人員主要通過操作員站畫面來觀察生產(chǎn)過程運(yùn)行情況，并通過畫面提供的軟操作器來干預(yù)生產(chǎn)過程，因此畫面設(shè)計(jì)是否合理、操作是否方便都會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生重要影響。本設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)關(guān)于主汽溫控制的簡單流程圖畫面、趨勢(shì)畫面、參數(shù)顯示畫面、操作畫面，并把有關(guān)的動(dòng)態(tài)點(diǎn)同控制算法連接起來。15報(bào)警顯示在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行溫度報(bào)警值設(shè)置，在運(yùn)行界面中顯示報(bào)警窗口。本設(shè)計(jì)要求能夠模擬實(shí)現(xiàn)超溫報(bào)警。16趨勢(shì)組態(tài)。顯示需要觀察的數(shù)據(jù)點(diǎn)趨勢(shì)圖。2 系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計(jì)要

4、求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)試。實(shí)際工作中的動(dòng)態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場相連時(shí)的調(diào)試。由于生產(chǎn)過程已經(jīng)處于運(yùn)行或試運(yùn)行階段，此時(shí)應(yīng)以觀察為主，當(dāng)涉及到必需的系統(tǒng)修改時(shí)，應(yīng)做好充分的準(zhǔn)備及安全措施，以免影響正常生產(chǎn)，更不允許造成系統(tǒng)或設(shè)備故障。動(dòng)態(tài)調(diào)試一般包括以下內(nèi)容：1）觀察過程參數(shù)顯示是否正常、執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作是否正常；2）檢查控制系統(tǒng)邏輯是否正確，并在適當(dāng)時(shí)候投入自動(dòng)運(yùn)行；3）對(duì)控制回路進(jìn)行在線整定；4）當(dāng)系統(tǒng)存在較大問題時(shí)，如需進(jìn)行控制結(jié)構(gòu)修改、增加測點(diǎn)等，應(yīng)盡量在停機(jī)狀態(tài)下重新組態(tài)下裝。若條件不允許，也可進(jìn)行在線組態(tài)，但要熟悉在線組態(tài)的各個(gè)環(huán)節(jié)并做好應(yīng)急措施。三、 進(jìn)度計(jì)劃序號(hào)設(shè)計(jì)(實(shí)驗(yàn))內(nèi)容完成時(shí)間備注1

5、了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，閱讀并理解課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的要求。D12熟悉LN2000分散控制系統(tǒng)軟件的組態(tài)方法。D13進(jìn)行組態(tài)設(shè)計(jì)要求的6項(xiàng)內(nèi)容。D1D24進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試D3D45撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告D46上機(jī)答辯考核D5四、 設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）成果要求1 完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及數(shù)據(jù)點(diǎn)清單，打印各步的組態(tài)設(shè)計(jì)圖紙。2 對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)，完成并打印設(shè)計(jì)報(bào)告。五、 考核方式1 設(shè)計(jì)報(bào)告內(nèi)容及格式考查。2 按上述步驟逐項(xiàng)完成軟件內(nèi)容的設(shè)計(jì)，進(jìn)行操作演示，并進(jìn)行答辯。 分散控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)課程設(shè)計(jì)報(bào) 告 書一、分散控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)的目的與要求1、設(shè)計(jì)內(nèi)容概要：2、串級(jí)過熱汽溫控制系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)。 3、串級(jí)汽溫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

6、 二、課程設(shè)計(jì)總結(jié)與結(jié)論1、DCS的組態(tài)步驟及內(nèi)容（以組態(tài)步驟為順序，加入實(shí)際的設(shè)計(jì)內(nèi)容）。1) 數(shù)據(jù)庫組態(tài)圖2) 控制邏輯組態(tài)圖3) 流程界面組態(tài)圖4) 操作窗口組態(tài)圖5) 趨勢(shì)圖6) 報(bào)警實(shí)現(xiàn)及報(bào)警死區(qū)的作用 當(dāng)信號(hào)值超過了報(bào)警上限值時(shí)，就會(huì)進(jìn)入上限報(bào)警狀態(tài)，如果超過了報(bào)警上上限,就進(jìn)入了嚴(yán)重報(bào)警狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候，系統(tǒng)必須通知操作員采取措施，防止事故的發(fā)生。越下限報(bào)警類似。為了避免該數(shù)據(jù)點(diǎn)的值在報(bào)警值附近波動(dòng)的時(shí)候，系統(tǒng)報(bào)警頻繁發(fā)生，通常會(huì)加入一個(gè)報(bào)警死區(qū)。在軟件上，當(dāng)一個(gè)點(diǎn)進(jìn)入上限報(bào)警狀態(tài)時(shí)，報(bào)警產(chǎn)生，當(dāng)這個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)值返回到報(bào)警上限值時(shí)，并不立刻消除報(bào)警狀態(tài)，而是直到它回到高限和低限之內(nèi)

7、時(shí)，才取消報(bào)警。報(bào)警死區(qū)的作用就是避免來回振蕩。 在數(shù)據(jù)庫中可以設(shè)定報(bào)警上下限，在線時(shí)，若當(dāng)前值越限，則顯示紅色，否則顯示為藍(lán)色水箱 2、設(shè)計(jì)分析1) 串級(jí)控制系統(tǒng)中無擾切換的實(shí)現(xiàn)。 若沒有跟蹤，則手動(dòng)切自動(dòng)時(shí)，PID輸出將立即變?yōu)?，帶來的擾動(dòng)很大。 利用跟蹤手段實(shí)現(xiàn)無擾切換。 手動(dòng)時(shí)，讓PID2跟蹤手操器輸出，當(dāng)切自動(dòng)時(shí)，PID2的輸出等于前一時(shí)刻的輸出U（K-1）加上U(K)，為達(dá)到無擾切換，應(yīng)使U(K)=0，則應(yīng)讓PID1跟蹤導(dǎo)前氣溫PV2（因?yàn)镻ID1的輸出值即為PID1的設(shè)定值），這樣幾乎能達(dá)到無擾切換，但若要實(shí)現(xiàn)完全無擾切換，則應(yīng)讓SP1和PV1間連一個(gè)跟蹤。2) 主副調(diào)節(jié)器正反

8、作用的確定。3) PID參數(shù)整定的步驟及方法。先整定內(nèi)回路，再整定外回路。 副對(duì)象： -0.8/(1+15s)²+- ，主對(duì)象 1.125/(1+21.08s)²+ 副調(diào)節(jié)器：P ，主調(diào)節(jié)器：PI 。 （1）斷開主回路，用衰減曲線法，整定內(nèi)回路。副調(diào)節(jié)器，作用。反復(fù)調(diào)整比例帶， 做定值階躍擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，直到衰減率0.750.9。 （2）閉合主回路，用衰減曲線法，整定外回路。主PID，I作用，反復(fù)調(diào)整主調(diào)節(jié)器比例 帶，做定值階躍擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)，直到衰減率0.9。記下比例帶，測量上升時(shí)間。按照公式計(jì)算PID參數(shù)。 （3）按計(jì)算參數(shù)設(shè)置PID，做定值階躍擾動(dòng)，觀察曲線。 （4）細(xì)調(diào)主副調(diào)節(jié)

9、器參數(shù)，直到滿意為止。要求：外回路衰減率約0.9，副回路衰減率0.750.9，主被調(diào)量超調(diào)量<20%，振蕩次數(shù)<1.54) 設(shè)定值擾動(dòng)及外擾情況下系統(tǒng)的響應(yīng)及分析。5) 單回路控制與串級(jí)控制的對(duì)比分析。3、對(duì)本課程設(shè)計(jì)的體會(huì)、意見和建議 體會(huì): 通過本次課程設(shè)計(jì)，不僅鞏固了過程控制的內(nèi)容，也掌握了DCS的內(nèi)容、設(shè)計(jì)調(diào)試步驟及應(yīng)該注意的問題，了解了LN2000分散控制系統(tǒng)的應(yīng)用方法。通過此系統(tǒng)完成DCS的設(shè)計(jì)組態(tài)和調(diào)試操作等工作，使理論聯(lián)系實(shí)際，理解更加深刻，對(duì)以后的學(xué)習(xí)工作有指導(dǎo)作用。通過具體的DCS設(shè)計(jì)組態(tài)和調(diào)試工作,在細(xì)節(jié)和整體上對(duì)DCS控制系統(tǒng)有了更加深刻的認(rèn)識(shí).在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中增加站點(diǎn),增加數(shù)據(jù)點(diǎn),SAMA組態(tài)圖中處理好模塊之間的擺放,模塊之間的連線,通過圖形界面組態(tài)模塊設(shè)計(jì)操作窗口