控制仪表课程设计.docx
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控制仪表课程设计
设计报告的目录
1.课程设计内容摘要-------------------------------------------------------------------【2】
2.设计任务和要求----------------------------------------------------------------------【2】
3.被控对象的结构设计和模拟特性简要说明-------------------------------------【3】
4.“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表--------------------------------------【4】
5.控制系统一次仪表选型表--------------------------------------------------------【4】
6.控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图----------------------------------------【5】
7.DCS系统地址配置表---------------------------------------------------------------【6】
8.DCSI/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置-----------【8】
9.控制回路方框图-----------------------------------------------------------------------【9】
10.DCS卡件配置图---------------------------------------------------------------------【9】
11..工艺管道流程图（P&ID图）----------------------------------------------------【9】
12.操作小组设计及操作权限设计说明---------------------------------------------【10】
13.小组内个人自己设计的DCS的系统总貌--------------------------------------【11】
14.小组内个人自己设计的下载成功画面------------------------------------------【11】
15.小组内个人自己设计的DCS的控制分组图-----------------------------------【12】
16.小组内个人自己设计的DCS的调整画面--------------------------------------【13】
17.小组内个人自己设计的DCS的总貌图-----------------------------------------【14】
18.课程设计小组内个人自己设计的流程图----------------------------------------【14】
19课程设计总结------------------------------------------------------------------------【15】
20.感谢和建议----------------------------------------------------------------------------【15】
21.参考资料--------------------------------------------------------------------------------【15】
一设计内容摘要
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；
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。
二课程设计的任务和要求：
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）。
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“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”）。
6.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。
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。
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。
三被控对象的结构设计和模拟特性简要说明
抽水机从水槽里抽水并送到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。
四“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表
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
五控制系统一次仪表选型表
QS智能型电动调节阀
型号
QSVP—16K
编号
SCC—071
介质温度
40—200摄适度
公称通径
20mm
公称压力
16mpa
信号
4—20mADC
行程
16mm
LDZ—4B型电磁流量转换器
输出信号
4—20mA
负载电阻
0—750欧姆
电源
220V250HZ
消耗功率
＜30VA
电磁流量传感器
型号
LDG—10S
配套型号
LDZ—4B
工作温度
0—120摄适度
工作压力
4mpa
编号
0189
精确度
1级
六．控制系统一次仪表和DCSI/O点接线图
七．DCS系统地址配置表
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
主控制卡
CPU
SP243X
128.128.1.2
主控制卡*
CPU（冗余配置）
SP243
数据转发卡
SP233
00
数据转发卡*
冗余配置
SP233
电流信号输入卡
4路输入（4~20mA）
SP313
00
02，03
NAI3，NAI4
电流信号输入卡
4路输入（4~20mA）
SP313
01
00，01，02，03，
NAI5
NAI6
NAI7
NAI8
电流信号输入卡
4路输入（4~20mA）
SP313
02
00，01，02，03
NAI9
NAI10
NAI11
NAI12
电流信号输入卡*
4路输入（4~20mA）（冗余配置）
SP313
模拟量输出卡
4路输出（4~20mA）
SP322
09
03
NA04
模拟量输出卡
4路输出（4~20mA）
SP322
10
00，01，02，03
NA05
NA06
NA07
NA08
模拟量输出卡*
4路输出（4~20mA）（冗余配置）
SP322
各操作站IP地址
类型
工程师站
观察员
操作站
IP
128.128.1.2
128.128.1.152
128.128.1.
152
注释
王要飞
王要飞
李强
八．DCSI/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置
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
02
M1
0—100
%
进水阀位
03
M2
0—100
%
出水阀位
01
电流信号输入
00
LT-1
0—400
mm
水箱
01
LT-2
0—400
mm
锅炉
02
LT-3
0—400
mm
水槽
03
PT-2
0—20
KPa
出水压力
02
电流信号输入
00
FT-1
0—300
L/h
进水流量
01
FT-2
0—300
L/h
出水流量
10
模拟量输出卡
00
M1-out
气开型
Ⅲ型
进水阀控制
01
M2-out
气开型
Ⅲ型
出水阀控制
九.控制回路方框图
十.DCS卡件配置图
0
1
2
3
4
5
6
7
13
14
15
是否冗余配置
冗余
冗余
否
否
冗余
否
冗余
模块名称
主控制卡
数据转发卡
电流信号输入卡
电流信号输入卡
电流信号输入卡
模拟量输出卡
模拟量输出卡
型号
SP243X
SP243X
SP233
SP233
SP313
SP313
SP313
SP313
SP322
SP322
SP322
十一．工艺管道流程图（P&ID图）
十二.操作小组设计及操作权限设计说明
每个人都是自己的工作组，自己的DCS组态。
但是在一个做工程师的时候，其他两个为操作员。
姓名
职称
李强
操作员
王要飞
观察员
王要飞
工程师
十三.DCS的系统总貌
14、下载成功
十五.DCS的控制分组图
十六.DCS的调整画面
十七.DCS的总趋势图
十八.流程图
十九课程设计总结
通过四次的课程设计实验让我了解到了自动控制和组态，虽然之前用微机和单片机做过一些程序，但也仅仅只是控制流水等，交通灯什么的，真正控制一个系统实现相印的功能还是此次实验，此次实验真正的让我了解到了控制一个系统，让被控参数随着自己的意愿来实现，也感受到了控制的魅力，也感受到了自动化的魅力。
学到的东西还是很多的。
例如课堂上听老师讲DCS控制，什么JX—300X，I/O卡件，主控卡，数据转发卡，但是经过这次实验，我对这些概念基本上都理解了。
同时通过实践加深了课堂上理论的认识。
通过此次实验还增加了自己的动手能力，很完整的把一个系统的接线，组态，编程，和控制的流程成功的走了一遍，感觉自己的能力得到了提升
二十.感谢和建议
这次实验感谢牛昱光老师的提醒和帮助，同时通过亲身经历，向实验室提出点建议，第一：
实验室可不可以连上互联网，这样自己的截图文件，还有组态文件就可以传到互联网到，然后可以在其他机子上进行运行，主要是在实验过程中自己拿U盘考文件到另一台机子中，总会中毒，然后文件不是打不开，就是删除了，联网的方式有助于实验的进行；第二：
如果实验室有条件的话建议可以增加一个控制项目，现在只是控制锅炉的液位，完全可以在控制锅炉液位的同时也同时控制锅炉的温度，加一个加热系统和传感器，这样就可以控制更多了。
最后祝愿实验室能越办越好，能让更多的同学从这个实验室中得益。
二十一.参考资料
1.《控制仪表实验指导书》
2《控制仪表与装置》（教材）
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