自动化系统设计流程极其应用
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操作台台面器件布置、操作台内设 备布置、安装方式、接线方式等。
自动化控制系统设计流程
典型控制系统结构图
企业信息网络 操作站
工业以太网
工程师站
现场总线功能块组态
设备站
PLC
DP - 总线
DP-总线
PLC
远程I/O
远程I/O
常规I/O
MES站
FFB
其他总线
自动化控制系统设计流程
3）控制系统软件设计、编程
b.系统监控画面设计、编程
工业过程控制的操作、监视主要在 计算机的显示器上进行，因此要把控制 对象的信息显示在计算机的终端上，以 便操作人员对系统进行操作、监控。过 程控制监控画面主要包括以下几类：
自动化控制系统设计流程
主要监控画面分类
工业过程控制主要使用以下画面 总貌监视画面：
模拟显示工业生产的工艺流程，监视整个工艺流程的 运行状况； 操作画面： 根据工业生产的要求，在画面上直接操作现场设备；， 控制画面： 控制工艺流程，使系统稳定运行，如切换调节回路的
控制方式（手动/自动的切换）；
自动化控制系统设计流程
报警画面： 重要生产环节的报警记录和提示；
实时趋势曲线： 记录重要参数的实时变化趋势；
历史趋势曲线： 记录重要数据的历史变化趋势。
三、系统应用实例
热风炉自动控制系统
系统应用实例
控制总论
1.对热风炉控制系统的控制要求、控制目标、控 制方法做全面分析，提出了适合该项目的控制 策略和系统结构；
自动化控制系统设计流程
e. 检测设备配置和选型
常规检测仪表：温度、压力、流 量、 位移、厚度、浓度等；
智能检测仪表：带数据处理功能、 通讯功能的仪表。
2）控制系统硬件成套
自动化控制系统设计流程
a. 控制站的设计：
控制站内设备布置、安装方式、接 线方式等；
自动化控制系统设计流程
b. 操作台的设计：
自动化控制系统设计流程
1、控制系统基本设计
1）对控制系统的控制要求、控制目标、 控制方法做全面分析，提出适合该项目 的控制策略，确定控制系统的基本结构， 例如是二级系 统还是三级系统； 2）主控制系统硬件框架确定，PLC或 DCS系统；
自动化控制系统设计流程
2、控制系统功能规格书
1）系统控制功能的详细划分； 2）系统控制功能实现的策略，例如
自动化控制系统设计流程
b. 计算机系统配置和选型
工业控制用计算机、服务器、 工业现场用交换机、打印机和网 络设备等。
自动化控制系统设计流程
c. 传动系统硬件选型和配置
调速电机：变频器、整流单元、 开关、接触器等；
非调速电机：软启动器、开关、 接触器等；
d. 低压电气辅助系统选型和配置
按钮、开关、指示灯、继电器、 端子等。
逻辑联锁功能 和模拟调节功能的 分析，控制算法的选用等； 3）主控系统的选型和每个控制区域 I/O点数的确认。
自动化控制系统设计流程
3、控制系统详细设计
根据被控对象的控制功能规格书的要求， 完成系统的详细设计。
1）系统硬件设计
a. 主控系统硬件配置和选型 CPU、I/O模板、通讯模板、通讯 网络结构（工业以太网、现场总线 等）
系统应用实例
2、控制系统功能规格书
1）系统控制功能的详细划分
对热风炉的工艺过程和控制要求做出具体 分析，设计出符合热风炉控制要求的控制模式， 包括以下内容： 热风炉燃烧控制 热风炉送风控制 热风炉数据收集处理
系统应用实例
2） 系统控制功能实现的策略
热风炉燃烧控制
热风炉进入燃烧期之前，首先要根据工艺 要求打开和关闭相关的阀门，确保热风炉安全 进入燃烧状态，通常各个阀门开关动作逻辑顺 序如下：关冷风阀——关热风阀——开废气 阀——延时若干秒——开烟道阀——关废气 阀——开燃烧阀——开煤气切断阀——开助燃 空气阀。进入燃烧状态后，系统主要通过调节 煤气流量控制热风炉内温度。
自动化控制系统设计基本原则
Baidu Nhomakorabea2、节约控制系统的成本
在满足控制要求的前提下，系统设计一方面要不断 地扩大工程效益，另一方面也要尽量降低工程成本。这 就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要 使控制系统的使用和维护成本尽可能低，不宜盲目追求 过高的质量和技术指标。
采用简约的设计模式、先进的设计理念，优化硬件 选型，在满足控制要求的前提下，系统设计尽可能简单， 设计方案在满足工艺和设备运转要求的前提下，以尽量 降低工程的投资、有效控制运行成本、获得最好的价格 性能比为目标。
控制系统软件设计编程包括二部分：
实时控制程序设计、编程 系统监控画面设计、编程
自动化控制系统设计流程
a. 实时控制程序设计、编程
依据控制系统功能规格书的要求和被 控对象的I/O物理地址分配格式，使用 主控系统的编程软件，对控制系统进行 组态、编程，实现功能规格书要求的控 制功能。
自动化控制系统设计流程
自动化系统设计流程及其应用
赵国新
北京石油化工学院
一、自动化系统设计基本原则 二、自动化控制系统设计流程 三、系统应用实例
一、自动化控制系统设计基本原则
1、满足控制对象的控制要求
充分发挥系统的功能，最大限度地满足 被控对象的控制要求，是设计自动化控制系统 的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。 这就要求工程设计人员深入现场进行调查研究， 收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、 国外资料，同时要注意和现场的工程管理人员、 工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定 控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难 问题。
自动化控制系统设计基本原则
3、系统操作、运行方便、安全
保证控制系统能够长期安全、可靠、稳定 运行，是设计控制系统的重要原则之一。这就要 求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上 要全面考虑，以确保控制系统运行安全可靠，操 作灵活方便，维护简单易行。
二、自动化控制系统设计流程
1、控制系统基本设计 2、控制系统功能规格书 3、控制系统详细设计
2.选择一种适合热风炉控制要求的系统作为该项 目的主控系统；
3.完成控制系统的硬件设计和软件实现； 4.完成该控制系统现场应用。
系统应用实例
1、控制系统基本设计
根据热风炉控制系统的特点和控制要求， 即通过燃烧煤气连续不断地向高炉鼓入温度恒 定的热风，系统以逻辑控制为主，模拟调节控 制为辅的特点，控制系统选用西门子的S7300 PLC作为主控系统，控制系统采用二级结 构。
自动化控制系统设计流程
典型控制系统结构图
企业信息网络 操作站
工业以太网
工程师站
现场总线功能块组态
设备站
PLC
DP - 总线
DP-总线
PLC
远程I/O
远程I/O
常规I/O
MES站
FFB
其他总线
自动化控制系统设计流程
3）控制系统软件设计、编程
b.系统监控画面设计、编程
工业过程控制的操作、监视主要在 计算机的显示器上进行，因此要把控制 对象的信息显示在计算机的终端上，以 便操作人员对系统进行操作、监控。过 程控制监控画面主要包括以下几类：
自动化控制系统设计流程
主要监控画面分类
工业过程控制主要使用以下画面 总貌监视画面：
模拟显示工业生产的工艺流程，监视整个工艺流程的 运行状况； 操作画面： 根据工业生产的要求，在画面上直接操作现场设备；， 控制画面： 控制工艺流程，使系统稳定运行，如切换调节回路的
控制方式（手动/自动的切换）；
自动化控制系统设计流程
报警画面： 重要生产环节的报警记录和提示；
实时趋势曲线： 记录重要参数的实时变化趋势；
历史趋势曲线： 记录重要数据的历史变化趋势。
三、系统应用实例
热风炉自动控制系统
系统应用实例
控制总论
1.对热风炉控制系统的控制要求、控制目标、控 制方法做全面分析，提出了适合该项目的控制 策略和系统结构；
自动化控制系统设计流程
e. 检测设备配置和选型
常规检测仪表：温度、压力、流 量、 位移、厚度、浓度等；
智能检测仪表：带数据处理功能、 通讯功能的仪表。
2）控制系统硬件成套
自动化控制系统设计流程
a. 控制站的设计：
控制站内设备布置、安装方式、接 线方式等；
自动化控制系统设计流程
b. 操作台的设计：
自动化控制系统设计流程
1、控制系统基本设计
1）对控制系统的控制要求、控制目标、 控制方法做全面分析，提出适合该项目 的控制策略，确定控制系统的基本结构， 例如是二级系 统还是三级系统； 2）主控制系统硬件框架确定，PLC或 DCS系统；
自动化控制系统设计流程
2、控制系统功能规格书
1）系统控制功能的详细划分； 2）系统控制功能实现的策略，例如
自动化控制系统设计流程
b. 计算机系统配置和选型
工业控制用计算机、服务器、 工业现场用交换机、打印机和网 络设备等。
自动化控制系统设计流程
c. 传动系统硬件选型和配置
调速电机：变频器、整流单元、 开关、接触器等；
非调速电机：软启动器、开关、 接触器等；
d. 低压电气辅助系统选型和配置
按钮、开关、指示灯、继电器、 端子等。
逻辑联锁功能 和模拟调节功能的 分析，控制算法的选用等； 3）主控系统的选型和每个控制区域 I/O点数的确认。
自动化控制系统设计流程
3、控制系统详细设计
根据被控对象的控制功能规格书的要求， 完成系统的详细设计。
1）系统硬件设计
a. 主控系统硬件配置和选型 CPU、I/O模板、通讯模板、通讯 网络结构（工业以太网、现场总线 等）
系统应用实例
2、控制系统功能规格书
1）系统控制功能的详细划分
对热风炉的工艺过程和控制要求做出具体 分析，设计出符合热风炉控制要求的控制模式， 包括以下内容： 热风炉燃烧控制 热风炉送风控制 热风炉数据收集处理
系统应用实例
2） 系统控制功能实现的策略
热风炉燃烧控制
热风炉进入燃烧期之前，首先要根据工艺 要求打开和关闭相关的阀门，确保热风炉安全 进入燃烧状态，通常各个阀门开关动作逻辑顺 序如下：关冷风阀——关热风阀——开废气 阀——延时若干秒——开烟道阀——关废气 阀——开燃烧阀——开煤气切断阀——开助燃 空气阀。进入燃烧状态后，系统主要通过调节 煤气流量控制热风炉内温度。
自动化控制系统设计基本原则
Baidu Nhomakorabea2、节约控制系统的成本
在满足控制要求的前提下，系统设计一方面要不断 地扩大工程效益，另一方面也要尽量降低工程成本。这 就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要 使控制系统的使用和维护成本尽可能低，不宜盲目追求 过高的质量和技术指标。
采用简约的设计模式、先进的设计理念，优化硬件 选型，在满足控制要求的前提下，系统设计尽可能简单， 设计方案在满足工艺和设备运转要求的前提下，以尽量 降低工程的投资、有效控制运行成本、获得最好的价格 性能比为目标。
控制系统软件设计编程包括二部分：
实时控制程序设计、编程 系统监控画面设计、编程
自动化控制系统设计流程
a. 实时控制程序设计、编程
依据控制系统功能规格书的要求和被 控对象的I/O物理地址分配格式，使用 主控系统的编程软件，对控制系统进行 组态、编程，实现功能规格书要求的控 制功能。
自动化控制系统设计流程
自动化系统设计流程及其应用
赵国新
北京石油化工学院
一、自动化系统设计基本原则 二、自动化控制系统设计流程 三、系统应用实例
一、自动化控制系统设计基本原则
1、满足控制对象的控制要求
充分发挥系统的功能，最大限度地满足 被控对象的控制要求，是设计自动化控制系统 的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。 这就要求工程设计人员深入现场进行调查研究， 收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、 国外资料，同时要注意和现场的工程管理人员、 工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定 控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难 问题。
自动化控制系统设计基本原则
3、系统操作、运行方便、安全
保证控制系统能够长期安全、可靠、稳定 运行，是设计控制系统的重要原则之一。这就要 求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上 要全面考虑，以确保控制系统运行安全可靠，操 作灵活方便，维护简单易行。
二、自动化控制系统设计流程
1、控制系统基本设计 2、控制系统功能规格书 3、控制系统详细设计
2.选择一种适合热风炉控制要求的系统作为该项 目的主控系统；
3.完成控制系统的硬件设计和软件实现； 4.完成该控制系统现场应用。
系统应用实例
1、控制系统基本设计
根据热风炉控制系统的特点和控制要求， 即通过燃烧煤气连续不断地向高炉鼓入温度恒 定的热风，系统以逻辑控制为主，模拟调节控 制为辅的特点，控制系统选用西门子的S7300 PLC作为主控系统，控制系统采用二级结 构。