控制仪表课程设计

编号：xxx —xx —xx

班级组号序号控制仪表与装置课程设计

锅炉液位调节系统

设计报告

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指导教师：

设计时间：

成绩：

集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散，因此DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。随着社会的发展与城市的现代化和集中化，锅炉的应用也越来越普遍，然而锅炉控制场所又是很危险的地方，如若控制不当，轻则使锅炉设备损毁，重则危及现场操作人员及周边群众的生命安全。由此可见，锅炉的合理控制极为重要，且锅炉控制系统中最重要的是锅炉的液位控制。

关键字：集散控制系统；微处理器；液位控制

1. 概述 (1)

1.1课程设计的性质、目的和任务 (1)

1.2课程设计的主要内容与要求 (1)

1.2.1主要设计内容 (1)

1.2.2设计基本要求 (1)

2. 被控对象设计 (2)

2.1实验装置简介 (3)

2.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (3)

2.3被控对象的结构设计 (3)

2.4被控对象工艺流程图 (4)

3.控制系统设计 (4)

3.1控制系统原理分析及控制方案设计 (4)

3.2一次仪表选型设计 (5)

3.3DCS选型设计 (6)

3.4控制系统接线设计 (7)

4.DCS组态设计 (8)

4.1DCS硬件组态设计 (8)

4.1.1DCS卡件配置图 (8)

4.1.2DCS系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表 (8)

4.2DCS软件组态设计 (9)

4.2.1I/O组态 (9)

4.2.2控制回路组态 (11)

4.2.3操作站组态 (12)

4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (16)

5.设计总结与体会 (17)

6.参考文献 (17)

1. 概述

1.1课程设计的性质、目的和任务

《控制仪表与装置课程设计》是自动化专业必修实践性教学环节。按自动化专业培养计划要求，在学完专业限选课《控制仪表与装置》后，安排《控制仪表与装置课程设计》。其目的是使学生在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程性设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。

1.2课程设计的主要内容与要求

1.2.1主要设计内容

以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCON JX-300 DCS”为控制装置，构成一个闭环系统，本课程设计将完成该闭环系统的下列一系列工程性设计：（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。

1.2.2设计基本要求

（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“SUPCON JX-300 DCS”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DCS I/O点接线设计

画出控制系统一次仪表和DCS I/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DCS I/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。