dcs課程設(shè)計報告--過熱汽溫控制系統(tǒng)組態(tài)

1、<p><b>　　課程設(shè)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>　　（DCS部分）課程設(shè)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(shè)計周數(shù)：

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(shè)計》</p><p><b>　　課程設(shè)計</b></p><p&g

4、t;<b>　　任 務(wù) 書</b></p><p><b>　　一、 目的與要求</b></p><p>　　了解DCS應(yīng)用過程中的主要工作內(nèi)容及應(yīng)該注意的問題，并能根據(jù)應(yīng)用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設(shè)計組態(tài)、調(diào)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(diào)試工作。</p><p><b>　　二、 主要內(nèi)容</b></p><p>　　分為組態(tài)設(shè)計和系統(tǒng)調(diào)試兩個部分：</p><p><b>　　組態(tài)設(shè)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(shè)類型，I/O－卡件信息，電源布置，控制柜內(nèi)安裝接線等。</p><p>　　此部分內(nèi)容作為了解內(nèi)容，不進行具體組態(tài)。</p><p>　　1．2實時數(shù)據(jù)庫組態(tài)</p><p>　　數(shù)據(jù)庫組態(tài)是系統(tǒng)組態(tài)中應(yīng)盡早完成的工作，因為只有有了數(shù)據(jù)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(diào)試。數(shù)據(jù)庫組態(tài)一般通過專用軟件進行，數(shù)據(jù)錄入時一定要認真仔細，數(shù)據(jù)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(shè)計時規(guī)定的模擬量控制、開關(guān)量控制等功能用DCS算法予以實現(xiàn)。</p><p>

8、;　　本設(shè)計以主汽溫度串級控制策略為對象，并且模擬控制對象，構(gòu)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(chǎn)過程運行情況，并通過畫面提供的軟操作器來干預(yù)生產(chǎn)過程，因此畫面設(shè)計是否合理、操作是否方便都會對運行產(chǎn)生重要影響。</p><p>　　本設(shè)計要求設(shè)計關(guān)于主汽溫

9、控制的簡單流程圖畫面、趨勢畫面、參數(shù)顯示畫面、操作畫面，并把有關(guān)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(shù)據(jù)庫中進行溫度報警值設(shè)置，在運行界面中顯示報警窗口。</p><p>　　本設(shè)計要求能夠模擬實現(xiàn)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(shù)據(jù)點趨勢圖。</p><p><b>　　系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　設(shè)計要求進行動態(tài)調(diào)試。</p><p>　　實際工作中的動態(tài)調(diào)試是指系統(tǒng)與生產(chǎn)現(xiàn)場相連時的調(diào)試。由于生產(chǎn)過程已經(jīng)處于運行或試運行階段，此時應(yīng)以觀察為主，當涉及到必需的系統(tǒng)修改

11、時，應(yīng)做好充分的準備及安全措施，以免影響正常生產(chǎn)，更不允許造成系統(tǒng)或設(shè)備故障。</p><p>　　動態(tài)調(diào)試一般包括以下內(nèi)容：</p><p>　　1）觀察過程參數(shù)顯示是否正常、執(zhí)行機構(gòu)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(jié)構(gòu)修改、增加測點等，應(yīng)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(yīng)急措施。</p><p><b>　　三、 進度計劃</b></p><p>　　四、 設(shè)計（實驗）成果要求</p><p>　　完成系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖及數(shù)據(jù)點清單，

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

14、控制系統(tǒng)與現(xiàn)場總線技術(shù)》課程設(shè)計</p><p><b>　　報 告 書</b></p><p>　　一、分散控制系統(tǒng)課程設(shè)計的目的與要求</p><p>　　1、了解DCS應(yīng)用過程中的主要工作內(nèi)容及應(yīng)該注意的問題，并能根據(jù)應(yīng)用目的，進行分散控制系統(tǒng)的設(shè)計組態(tài)、調(diào)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(diào)試工作。</p><p><b>　　二、設(shè)計正文</b></p><p><b>　　(一)設(shè)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(diào)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(nèi)，起粗調(diào)作用。而過熱器出口汽溫的控制，則是通過主調(diào)節(jié)器PI來校正副調(diào)節(jié)器工作，只要未達到給定值，主調(diào)節(jié)PI的輸出信號就不斷遞變化，使副調(diào)節(jié)器不斷去控制減溫水噴水量的變化，直到恢復(fù)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(shù)值不同的數(shù)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(wù)及動態(tài)特性不同，可以選用不同的調(diào)節(jié)器。副回路及副調(diào)節(jié)器的任務(wù)是快速消除內(nèi)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(diào)節(jié)器。當?shù)角捌麥貞T性較大時，也可選用比例微分調(diào)節(jié)器。主回路及主調(diào)節(jié)器的任務(wù)是維持恒定，一般選用比例積分調(diào)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(diào)節(jié)器。</p><

18、;p>　　二、串級汽溫控制系統(tǒng)設(shè)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(shù)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(gòu)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(shè)一個簡單的對象模型，如圖中紅色框內(nèi)所示，使用SAMA模塊搭建，僅用來示意，實際中對應(yīng)具體的被控對象，在控制邏輯組態(tài)圖中沒有這部分內(nèi)容。紅色框內(nèi)產(chǎn)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(shù)，使用某設(shè)計值下的參數(shù)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(diào)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(shè)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(shè)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(jīng)減溫器（傳遞函數(shù)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(jīng)惰性區(qū)（傳遞函數(shù)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(gòu)成整個電廠熱力系統(tǒng)模型。在該簡化模型基礎(chǔ)上，可以進行以下實驗內(nèi)容：</p><p>　　1、主汽溫度設(shè)定值的變化：將設(shè)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(diào)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(xiàn)擾動，觀察自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的克服擾動的能力。</p><p>　　完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)、、、，并研究報警軟件。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)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>　?。?）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>　?。?）</b></p><p><b>　　報警實現(xiàn)</b></p><p><b>　　2、設(shè)計分析</b></p><p>　　串級控制系統(tǒng)中無擾切換的實現(xiàn)。</p><p>　　主副調(diào)節(jié)器正反作用的