集散控制实验报告

计算机集散控制实验报告
加热炉控制系统的设计
一．实验目的：
1、了解集散控制系统的组成和结构；熟悉系统规模、控制站规模；掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；掌握控制站卡的地址设置。

2、了解JX-300X系统组态软件包；掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；掌握I/O设备、信号参数的设置。

学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行。

3、学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制；掌握如何用报表制作软件来自动生成报表。

4、掌握一个工程项目实现的过程；学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。

二．实验内容：
设计一个加热炉控制系统，加热炉是化工生产工艺中的一种常见设备。

对于加热炉，工艺介质受热升温或同时进行气化，其温度的高低会直接影响后一工序的操作工况和产品质量。

当炉子温度过高时，会使物料在加热炉里分解，甚至造成结焦而产生事故，因此，一般加热炉的出口温度都需严加控制。

现有一套加热炉装置，原料油经原料油加热炉（设备号T101）加热后去1反，中间反应物经中间反应物加热炉（设备号T102）去2反。

如图4.1所示。

图4.1 加热炉流程图
设备详细I/O 资料如下表4.1：
表4.1
：
三．设计要求：
1、根据测点清单选配合适的卡件，列表给出测点分配情况，卡件未用的通道设置为备用，完成控制站硬件的组态。

测点分配图 序号 卡件型号 卡件通道 00
01 02 03 SP316 TI-10
1
备用 备用 备用 SP314 TI-10
6
TI-107 TI-108 TI-111 SP314 TI-10
2
TI-103 TI-104 备用 SP313 PI-10
2
LI-101 FI-001 FI-104 SP322 PV-10
2
FV-104 LV-1011 LV-1012 SP363 KI-30
1
备用 备用 备用 SP362 KO-30
2
备用 备用 备用
各卡件的设置截图：
数据转发卡：
I/O卡件：
I/O：点：
▲加热炉烟气压力PI-102需要进行控制，如图4.2所示。

图4.2 PI-102与PV-102构成单回路
这里，PI-102与PV-102构成了一个单回路，回路号为PIC-102。

▲原料加热炉出口温度TI-101需要进行控制，由于加热炉具有较大的时间常
数和纯滞后时间，单回路控制效果不理想。

在操作过程中，燃料气流量波动是温
度的主要干扰因素。

因此，采用加热炉出口温度对燃料气流量的串级控制。

这样
的控制可以在燃料气流量发生的变化尚未影响到加热炉出口温度之前，通过内环
的控制作用先行调节，快速减少甚至消除燃料气流量的干扰，从而改善控制质量。

控制回路如图4.3所示：
图4.3 TI-101的串级控制
其中副回路（内环）是流量控制，流量测量信号为FI-104，输给调节阀的信号是FV-104，回路号为FIC-104。

主回路（外环）是温度控制，温度测量位号为TI-101，回路号为TIC-101。

根据以上内容设置相应的回路截图所示：
三个单回路和一个串级：
3、控制画面
根据工艺要求，绘制流程图，并合理设计操作画面，方便操作使用，要求在流程图上显示各测点数据和阀门。

流程图制作截图所示：
4、报表记录
制作班报表，记录PI-102，TI-101，TI-102，TI-106四组数据：要求每一小时记录一次，每天8：00，16：00，0：00打印。

根据以上要求对报表进行相应设置：
设置总体面貌：
对事件组态的设置，表达式为：GETCURTIME()=08:00 OR GETCURTIME()=16:00 OR
GETCURTIME()=00:00 ,按“enter”保存。

对时间量组态的设置，no Event和（时：分）格式。

对位号量组态的设置，同样也为：no Event。

对报表输出定义的设置：输出周期为8分钟，记录周期为1分钟。

四．实验组织运行：
根据实验特点，首先进行编译，然后设置时间，最后打开监控系统，进行观察及报表的输出打印,截图所示：
编译过程：
打开监控系统，并在仿真运行前打钩，同时选择特权权限，最后点击确定：
进入监控系统，流程图所示
编译、下载、传送
设置时间和事件，输出报表如下：
思考题：
1、组态设计的基本步骤？
答：组态设计基本上是按照下面的步骤进行的:1. 整理硬件及I/O信息,分配测点2. 建立组态文件3. 主机设置4. 控制站I/O组态5. 控制方案组态6. 操作站组态7. 编译,修正
2、硬件的分配应遵循什么原则？
答：硬件的分配应遵循以下原则：①根据《测点清单》中测点性质确定系统I/O 卡件的类型及数量（适当留有余量），对于重要的信号点要考虑是否进行冗余配置；②根据I/O卡件数量和工艺要求确定控制站和操作站的个数；③根据上述设备的数量配置其他设备，如机柜、机笼、电源、操作台等；④在有防爆要求的场合，需要考虑选配合适的安全栅；⑤对于开关量，根据其数量和性质要考虑是否选配相应的端子板，转接端子和继电器。

3、控制站组态的顺序是怎样的？
答：控制站组态顺序为：数据转发卡设置--->I/O卡件设置--->信号点设置。

4、操作站的组态主要包括哪几个方面的内容？
答：操作站组态主要包括：操作小组组态，标准操作画面制作（趋势画面、分组画面、一览画面、总貌画面），流程图绘制，报表制作，自定义键组态，语音报警。

实验心得与体会：
制系统(DCS)的实质是利用计算机技术对生产过程进行集中监视、操作、管理和现场前端分散控制相统一的新型控制技术。

它的出现是工业控制的一个里程碑。

工业过程控制的发展逐步从单机监控、直接数字控制发展到集散控制，也必将由集散控制进展到拥有更广阔应用前景的计算机集成制造，近几年的计算机集成制造(CIMS)技术的成就足以证明这一点。

本课程实验是从一个简单的工程项目来学习和掌握集散控制JX—300X 系统以及相应的组态软件。

通过实验，我了解了集散控制系统的组成和结构；熟悉了系统规模、控制站规模；掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；掌握了控制站卡的地址设置；了解了JX-300X系统组态软件包；掌握了控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；掌握了I/O设备、信号参数的设置；学习了JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；掌握了如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制；掌握了如何用报表制作软件来自动生成报表；掌握
了解了一个工程项目实现的过程；学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。

实践出真知，通过亲自动手制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。

在实验过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获龋最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。

在设计中遇到了很多问题，最后在老师的指导下终于游逆而解。

在今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！。