控制仪表于装置课程设计报告--DCS 系统组态设计.doc

控制仪表与计算机控制装置课程设计课程名称：控制仪表与计算机控制装置课设项目： DCS 系统组态设计 课设地点： 自动控制实验室 专业班级： 自动化1003班 学 号： 2010001150 姓 名： 王慧勇 指导教师： 谢 刚 2013年 6月14日 课程设计报告一、实验目的 利用过程控制实验室的条件，以过控装置为被控对象，DCS为控制设备，让学生完成一个DCS控制系统的组态设计，其目的是使学生在深入理解过程控制课程，以及了解DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，进一步增强解决实际工程问题的能力二、实验设备 EFAT/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X集散控制系统(DCS)、计算机及其网络三、实验内容（1） 被控对象特性设计（2） 控制系统设计；（3） DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；（4） DCS控制回路组态设计；（5） DCS操作站组态设计；（6） DCS系统闭环运行调试。

四、实验步骤1. 被控对象特性设计通过“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画出带测控点的工艺管道流程图，2. 控制系统一次仪表选型设计根据被控对象特性设计，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位号 型号 量程 名称 用途FE-1 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器 进水流量检测FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器 进水流量变送和显示FE-2 LDG-10S 0~300L/h 电磁流量传感器 出水流量检测FIT-1 LD2-4B (4~20 mA) 电磁流量转换器 出水流量变送和显示LT-2 DBYG 0~4Kpa(0~400mm)(4~20mA) 扩散硅压力变送器 锅炉液位变送M1 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器 进水阀位调节阀M2 QS201 行程16mm 直行程电子式电动执行器 出水阀位调节阀3. 控制回路设计画出控制回路方框图。

以单回路锅炉液位控制为例讲述，通过控制进水阀M1的开度控制锅炉进水流量，达到控制锅炉液位的目的，出水阀M2设置成手操器，出水流量可以手动调节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“SUPCON JX-300 DCS”硬件配置，确定实验所需的DCS卡件和I/O点画出DCS卡件配置图卡件配置图5. 控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，如下表所示在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接DCS的信号和一次仪表接线表FE-1 进水流量检测NAI3FE-2 出水流量检测NAI4LT-2 锅炉液位NAI5M1-1 进水阀位NAI6M2-1 出水阀位NAI7M1 进水阀位控制NAO5M2 出水阀位控制NAO66. DCS控制站组态 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DCS I/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、报警限及配电设计表 控制站主要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件（包括主控卡、数据转发卡和各种信号输入输出卡）组成，其核心是主控卡，主控卡通过系统内高速数据网络——SBUS扩充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。

1）主控卡设置在“主机设置”窗口中的“主控制卡”设置窗口中，利用“增加”按钮，便可设置相应的主控制卡型号为SP243X；类型为控制站一个主控制卡对应一个控制站，可以冗余配置IP地址应与主控卡硬件上的跳线地址匹配2）I/O组态的设置在“功能”菜单的“控制站”菜单中，选定“I/O组态”，便可进入“I/O输入”窗口，在此窗口可进行以下设置 设置数据转发卡，型号为SP233可以冗余配置数据转发卡SP233是系统I/O机笼的核心单元，是主控卡连接I/O卡件的中间环节，他一方面驱动SBUS总线，另一方面管理本机笼的I/O卡件通过数据转发卡，一块主控卡（SP243X）可扩展1到8个I/O机笼，即可以扩展16到128块不同功能的I/O卡件 设置I/O卡件，定义当前I/O卡件在挂接的数据转发卡的地址，地址0-15I/O卡件的组态地址与它在控制站机笼中的排列编号相匹配，并且地址编号不可重复I/O卡件类型从下拉列表中选 设置各种I/O卡件的I/O点，即信号点组态，定义：位号、注释、地址、类型、设置等有表 15 2#控制站DCS模块配置表可知DCS接线端子号I/O模块地址I/O点地址NAI3SP313 0002NAI4SP313 0003NAI5SP313 0100NAI6SP313 0101NAI7SP313 0102NAO5SP322 1000NAO6SP322 1001 （3) 控制回路的设置（如常规控制方案） 在“功能”菜单的“控制站”菜单中，选定“常规控制方案”，便可进入“常规控制方案”设置窗口，在此窗口可增加相应的控制方案。

各项意义如下： (1)控制方案：如单回路、串级、手操等 (2)注释：可根据用途填写，以便于理解 (3)回路参数：根据设置自动变 (4)设置：设置回路的位号，为了确定该回路的输入信号和输出信号，还要设置此回路输入和输出参数对应的I/O点的位号针对锅炉液位控制可设置两个回路，第一个单回路输入信号锅炉液位，输出信号是进水阀位控制第二个回路是手操器输入信号是出水流量，输出信号是出水阀位控制7. DCS操作站组态 DCS操作站组态是系统总貌画面组态、一览画面组态、趋势画面组态、分组画面组态在“主机设置”窗口中的“操作站”设置窗口中，利用“增加”按钮，便可设置相应的操作站：在“功能”菜单的“操作站”菜单中，选定“操作小组”，便可进入“操作小组”设置窗口，最多可组16个操作小组操作小组的权限分4级：观察、操作员、工程师、特权系统标准画面组态：选择操作站的总貌画面、一览画面组、趋势画面、分组画面组态5）增加流程图：① 首先在“流程图”窗口中，利用“增加”按钮，增加一个新的流程图，② 然后利用“编辑”按钮，打开一个新流程图的流程图制作窗口制作方法如下：利用左边的工具栏可画点、线、圆、填加文字等；利用左下角“”模板按钮，来拷贝一些现有的设备模板。

如阀、罐、锅炉、管道等；如模板库中没有所希望的设备模板，也可利用以下过程制作一些模板追加到模板库中：③ 在绘制完流程图后，要在流程图中利用左边工具栏中的0.0、等按钮，增加一些数显仪表和棒显仪表，以便把有关I/O点或回路中的有关信号在流程图中显示出来双击数显仪表和棒显仪表的图标便可打开对应的设置窗口，在设置窗口中利用数据位号输入框右边的？便可选定已定义的I/O或回路位号五、实验结果截图及总结经验总结：本次试验是一个极具实践意义的试验，让我们可以脱离课本直接感受到控制现场通过对DSC系统的组态，让我对DCS系统有了更加深入和直观的了解，明确了DCS系统的分层结构的实践意义，了解了组态的一般流程和浙大中控组态软件的基本的使用方法，虽然控制系统本身并不是复杂的系统，但是对我们理解知识却起到了很大的帮助实验中的过程既是熟悉的过程，实验中遇到的问题，大多是因为对系统组态的思路不够明确，在组态完成并下载执行后，操作界面各个参数对系统的影响，需要深入理解，才能很好的设置参数，使系统达到预想的结果虽然实验过程中有些参数由于设备和其他原因效果不佳，但也基本体会到了工程师，操作员的工作。