控制装置与仪表A-DCS部分-课程设计报告

课程设计报告(2013--2014年度第2学期)名称：控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计题目：过热汽温控制系统组态院系：科技学院动力工程系班级：测控11k2学号：111111111111111学生姓名：哎呦喂指导教师：翟永杰设计周数：一周成绩：日期：2014年6月19日《控制装置与仪表A（DCS部分）课程设计》课程设计任务书一、目的与要求1．了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的，进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。2．以LN2000分散控制系统为平台，完成过热汽温控制系统的组态。3．进行DCS的调试工作。二、主要内容分为组态设计和系统调试两个部分：1．组态设计1．1系统配置组态主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O－卡件信息，电源布置，控制柜内安装接线等。此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。1．2实时数据库组态数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。数据库组态一般通过专用软件进行，数据录入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦，如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。1．3控制算法组态控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。本设计以主汽温度串级控制策略为对象，并且模拟控制对象，构成闭环回路，完成这些控制算法的组态工作。1．4操作员站显示画面组态运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况，并通过画面提供的软操作器来干预生产过程，因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行产生重要影响。本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。1．5报警显示在数据库中进行温度报警值设置，在运行界面中显示报警窗口。本设计要求能够模拟实现超温报警。1．6趋势组态。显示需要观察的数据点趋势图。2．系统调试设计要求进行动态调试。实际工作中的动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设备故障。动态调试一般包括以下内容：1）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常；2）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；3）对控制回路进行在线整定；4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，应尽量在停机状态下重新组态下装。若条件不允许，也可进行在线组态，但要熟悉在线组态的各个环节并做好应急措施。三、进度计划序号设计(实验)内容完成时间备注1了解设计内容，阅读并理解课程设计指导书的要求。D12熟悉LN2000分散控制系统软件的组态方法。D13进行组态设计要求的6项内容。D1～D24进行系统调试D3～D45撰写课程设计报告D46上机答辩考核D5四、设计（实验）成果要求1．完成系统结构图及数据点清单，打印各步的组态设计图纸。2．对系统设计过程进行总结，完成并打印设计报告。五、考核方式1．设计报告内容及格式考查。2．按上述步骤逐项完成软件内容的设计，进行操作演示，并进行答辩。《分散控制系统与现场总线技术》课程设计报告书一、分散控制系统课程设计的目的与要求1、设计内容概要：2、串级过热汽温控制系统的组成及特点。3、串级汽温控制系统设计二、课程设计总结与结论1、DCS的组态步骤及内容（以组态步骤为顺序，加入实际的设计内容）。1)数据库组态图2)控制逻辑组态图3)流程界面组态图4)操作窗口组态图5)趋势图6)报警实现及报警死区的作用当信号值超过了报警上限值时，就会进入上限报警状态，如果超过了报警上上限,就进入了严重报警状态，这个时候，系统必须通知操作员采取措施，防止事故的发生。越下限报警类似。为了避免该数据点的值在报警值附近波动的时候，系统报警频繁发生，通常会加入一个报警死区。在软件上，当一个点进入上限报警状态时，报警产生，当这个数据点的数值返回到报警上限值时，并不立刻消除报警状态，而是直到它回到高限和低限之内时，才取消报警。报警死区的作用就是避免来回振荡。在数据库中可以设定报警上下限，在线时，若当前值越限，则显示红色，否则显示为蓝色水箱2、设计分析1)串级控制系统中无扰切换的实现。若没有跟踪，则手动切自动时，PID输出将立即变为0，带来的扰动很大。利用跟踪手段实现无扰切换。手动时，让PID2跟踪手操器输出，当切自动时，PID2的输出等于前一时刻的输出U（K-1）加上△U(K)，为达到无扰切换，应使△U(K)=0，则应让PID1跟踪导前气温PV2（因为PID1的输出值即为PID1的设定值），这样几乎能达到无扰切换，但若要实现完全无扰切换，则应让SP1和PV1间连一个跟踪。2)主副调节器正反作用的确定。3)PID参数整定的步骤及方法。先整定内回路，再整定外回路。副对象：-0.8/(1+15s)²，主对象1.125/(1+21.08s)²副调节器：P，主调节器：PI。（1）断开主回路，用衰减曲线法，整定内回路。副调节器，Ｐ作用。反复调整比例带δ，做定值阶跃扰动实验，直到衰减率ψ＝0.75~0.9。（2）闭合主回路，用衰减曲线法，整定外回路。主PID，ＰI作用，反复调整主调节器比例带δ，做定值阶跃扰动实验，直到衰减率ψ＝0.9。记下比例带δＳ，测量上升时间ｔｒ。按照公式计算PID参数。（3）按计算参数设置PID，做定值阶跃扰动，观察曲线。（4）细调主副调节器参数，直到满意为止。。要求：外回路衰减率约ψ＝0.9，副回路衰减率ψ＝0.75～0.9，主被调量超调量20%，振荡次数1.54)设定值扰动及外扰情况下系统的响应及分析。5)单回路控制与串级控制的对比分析。3、对本课程设计的体会、意见和建议体会:通过本次课程设计，不仅巩固了过程控制的内容，也掌握了DCS的内容、设计调试步骤及应该注意的问题，了解了LN2000分散控制系统的应用方法。通过此系统完成DCS的设计组态和调试操作等工作，使理论联系实际，理解更加深刻，对以后的学习工作有指导作用。通过具体的DCS设计组态和调试工作,在细节和整体上对DCS控制系统有了更加深刻的认识.在系统数据库中增加站点,增加数据点,SAMA组态图中处理好模块之间的摆放,模块之间的连线,通过图形界面组态模块设计操作窗口组态图和流程界面组态图.....通过本周课程设计对自己所学知识的深化,我的实际操作经验得到完善,所学到的知识也将更好的理解和运用.四、参考文献[1]金以慧过程控制清华大学出版社（第一版）1993年4月[2]王常力、罗安分布式控制系统（DCS）设计与应用实例电子工业出版社200年8月[3][4][5]