dcs課程設計報告--過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p>　　( 2012-- 2013年度第2學期)</p><p>　　名 稱： 控制裝置與儀表A </p><p>　?。―CS部分）課程設計</p><p>　　題 目：過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)</p><p>　　院

2、 系： 自動化系 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學 號： </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　設計周數：

3、 一周 </p><p>　　成 績： </p><p>　　日期： 2013 年 7 月 10 日</p><p>　　《控制裝置與儀表A（DCS部分）課程設計》</p><p><b>　　課程設計</b></p><p&g

4、t;<b>　　任 務 書</b></p><p><b>　　一、 目的與要求</b></p><p>　　了解DCS應用過程中的主要工作內容及應該注意的問題，并能根據應用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設計組態(tài)、調試操作等工作。</p><p>　　以LN2000分散控制系統(tǒng)為平臺，完成過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)。</p

5、><p>　　進行DCS的調試工作。</p><p><b>　　二、 主要內容</b></p><p>　　分為組態(tài)設計和系統(tǒng)調試兩個部分：</p><p><b>　　組態(tài)設計</b></p><p><b>　　1．1系統(tǒng)配置組態(tài)</b></p&

6、gt;<p>　　主要是指DCS中工程師站、操作員站、控制站的主機系統(tǒng)配置信息及外設類型，I/O－卡件信息，電源布置，控制柜內安裝接線等。</p><p>　　此部分內容作為了解內容，不進行具體組態(tài)。</p><p>　　1．2實時數據庫組態(tài)</p><p>　　數據庫組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應盡早完成的工作，因為只有有了數據庫，其他的組態(tài)工作（控制回路組態(tài)、

7、畫面組態(tài)等）才可以調試。數據庫組態(tài)一般通過專用軟件進行，數據錄入時一定要認真仔細，數據庫中一個小的錯誤就會給運行帶來極大的麻煩，如造成顯示錯誤、操作不當甚至死機故障。</p><p><b>　　1．3控制算法組態(tài)</b></p><p>　　控制算法組態(tài)指的是將系統(tǒng)設計時規(guī)定的模擬量控制、開關量控制等功能用DCS算法予以實現。</p><p>

8、;　　本設計以主汽溫度串級控制策略為對象，并且模擬控制對象，構成閉環(huán)回路，完成這些控制算法的組態(tài)工作。</p><p>　　1．4操作員站顯示畫面組態(tài)</p><p>　　運行人員主要通過操作員站畫面來觀察生產過程運行情況，并通過畫面提供的軟操作器來干預生產過程，因此畫面設計是否合理、操作是否方便都會對運行產生重要影響。</p><p>　　本設計要求設計關于主汽溫

9、控制的簡單流程圖畫面、趨勢畫面、參數顯示畫面、操作畫面，并把有關的動態(tài)點同控制算法連接起來。</p><p><b>　　1．5報警顯示</b></p><p>　　在數據庫中進行溫度報警值設置，在運行界面中顯示報警窗口。</p><p>　　本設計要求能夠模擬實現超溫報警。</p><p><b>　　1．6

10、趨勢組態(tài)。</b></p><p>　　顯示需要觀察的數據點趨勢圖。</p><p><b>　　系統(tǒng)調試</b></p><p>　　設計要求進行動態(tài)調試。</p><p>　　實際工作中的動態(tài)調試是指系統(tǒng)與生產現場相連時的調試。由于生產過程已經處于運行或試運行階段，此時應以觀察為主，當涉及到必需的系統(tǒng)修改

11、時，應做好充分的準備及安全措施，以免影響正常生產，更不允許造成系統(tǒng)或設備故障。</p><p>　　動態(tài)調試一般包括以下內容：</p><p>　　1）觀察過程參數顯示是否正常、執(zhí)行機構操作是否正常；</p><p>　　2）檢查控制系統(tǒng)邏輯是否正確，并在適當時候投入自動運行；</p><p>　　3）對控制回路進行在線整定；</p&g

12、t;<p>　　4）當系統(tǒng)存在較大問題時，如需進行控制結構修改、增加測點等，應盡量在停機狀態(tài)下重新組態(tài)下裝。若條件不允許，也可進行在線組態(tài)，但要熟悉在線組態(tài)的各個環(huán)節(jié)并做好應急措施。</p><p><b>　　三、 進度計劃</b></p><p>　　四、 設計（實驗）成果要求</p><p>　　完成系統(tǒng)結構圖及數據點清單，

13、打印各步的組態(tài)設計圖紙。</p><p>　　對系統(tǒng)設計過程進行總結，完成并打印設計報告。</p><p><b>　　五、 考核方式</b></p><p>　　設計報告內容及格式考查。</p><p>　　按上述步驟逐項完成軟件內容的設計，進行操作演示，并進行答辯。</p><p>　　《分散

14、控制系統(tǒng)與現場總線技術》課程設計</p><p><b>　　報 告 書</b></p><p>　　一、分散控制系統(tǒng)課程設計的目的與要求</p><p>　　1、了解DCS應用過程中的主要工作內容及應該注意的問題，并能根據應用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設計組態(tài)、調試操作等工作。</p><p>　　2、以LN2000

15、分散控制系統(tǒng)為平臺，完成過熱汽溫控制系統(tǒng)的組態(tài)。</p><p>　　3、進行DCS的調試工作。</p><p><b>　　二、設計正文</b></p><p><b>　　(一)設計分析過程</b></p><p>　　一、串級汽溫控制系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　

16、圖1所示的串級汽溫控制系統(tǒng)，只要導前汽溫發(fā)生變化，副調節(jié)器P就去改變減溫水流量，初步維持后級過熱器入口汽溫在一定范圍內，起粗調作用。而過熱器出口汽溫的控制，則是通過主調節(jié)器PI來校正副調節(jié)器工作，只要未達到給定值，主調節(jié)PI的輸出信號就不斷遞變化，使副調節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到恢復到給定值為止。穩(wěn)態(tài)時，導前汽溫可能穩(wěn)定在與原來數值不同的數值上，而主汽溫則一定等于給定值。</p><p>　　圖1 串

17、級汽溫控制系統(tǒng)工作原理</p><p>　　在串級汽溫控制系統(tǒng)中，由于兩個回路的任務及動態(tài)特性不同，可以選用不同的調節(jié)器。副回路及副調節(jié)器的任務是快速消除內擾，要求控制過程的持續(xù)時間較短，但不要求無差，故一般可選用純比例調節(jié)器。當到前汽溫慣性較大時，也可選用比例微分調節(jié)器。主回路及主調節(jié)器的任務是維持恒定，一般選用比例積分調節(jié)器。當過熱器惰性區(qū)較大時，也可選用比例、積分、微分調節(jié)器。</p><

18、;p>　　二、串級汽溫控制系統(tǒng)設計</p><p>　　鍋爐過熱汽溫控制采用串級汽溫控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)方框圖如圖2:</p><p>　　已知系統(tǒng)中被控對象的傳遞函數為:</p><p>　　被控對象導前區(qū)：（℃/%）</p><p>　　被控對象惰性區(qū)：（℃/℃）</p><p>　　圖2串級汽溫控制系統(tǒng)構成&

19、lt;/p><p><b>　　串級組態(tài)仿真方案</b></p><p>　　為了更加形象地顯示串級系統(tǒng)的控制作用，可以假設一個簡單的對象模型，如圖中紅色框內所示，使用SAMA模塊搭建，僅用來示意，實際中對應具體的被控對象，在控制邏輯組態(tài)圖中沒有這部分內容。紅色框內產生PV1主汽溫度、PV2導前汽溫，接受從控制器來的OP閥門開度信號。</p><p&g

20、t;　　該控制對象的建立參考某電廠鍋爐參數，使用某設計值下的參數作為系統(tǒng)的靜態(tài)點，在該靜態(tài)點情況下，工況不再發(fā)生變化，無外界干擾，僅由減溫水來調節(jié)蒸汽溫度。</p><p>　　系統(tǒng)的靜態(tài)平衡狀態(tài)描述如下：</p><p>　　1、上一級過熱器出口溫度：71號模塊設定為定值520度，該溫度測點在噴水減溫器之前。</p><p>　　2、末級過熱器出口溫度：SP設定值

21、為540度，為末級過熱器出口溫度。</p><p>　　系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下，噴水減溫器之前溫度值為520度（模塊71），減溫水閥開度為50%，經減溫器（傳遞函數w2，模塊69）引起40度的溫降，形成末級過熱器進口溫度480度（模塊70的輸出）；</p><p>　　實際末級過熱器進口溫度經惰性區(qū)（傳遞函數w1，模塊70），得到最終的末級過熱器溫度（模塊72輸出）。</p><

22、p>　　以上描述為某嚴格靜態(tài)點的平衡狀態(tài)，僅為示意，省略和簡化了很多因素，更合理的模型建立方式是采用機理建模方法，構成整個電廠熱力系統(tǒng)模型。在該簡化模型基礎上，可以進行以下實驗內容：</p><p>　　1、主汽溫度設定值的變化：將設定值SP（模塊68的SP輸出）進行改變，例如545或535度，觀察自動調節(jié)系統(tǒng)的狀態(tài)和工作變化。</p><p>　　2、上一級過熱器出口溫度的變化：改

23、變模塊71的輸出，表示上一級過熱器出口溫度發(fā)生了變化，實現擾動，觀察自動調節(jié)系統(tǒng)的克服擾動的能力。</p><p>　　完成數據庫組態(tài)、、、，并研究報警軟件。</p><p><b>　　數據庫組態(tài)圖</b></p><p><b>　　SAMA圖組態(tài)</b></p><p><b>　　

24、流程圖組態(tài)</b></p><p><b>　　操作器組態(tài)</b></p><p><b>　　趨勢圖</b></p><p><b>　　1、串級控制系統(tǒng)</b></p><p><b>　?。?）手動操作</b></p>&l

25、t;p><b>　　（2）無擾切換</b></p><p><b>　?。?）定值擾動</b></p><p><b>　　（4）外部擾動</b></p><p><b>　　監(jiān)控畫面</b></p><p><b>　　2、單回路控制系統(tǒng)

26、</b></p><p><b>　　（1）</b></p><p><b>　　報警實現</b></p><p><b>　　2、設計分析</b></p><p>　　串級控制系統(tǒng)中無擾切換的實現。</p><p>　　主副調節(jié)器正反作用的