1、 控制仪表与计算机控制装置控制仪表与计算机控制装置 课程设计课程设计 课程名称：控制仪表与计算机控制装置 课设项目： DCS 系统组态设计 课设地点： 自动控制实验室 专业班级： 自动化 1003 班 学 号： 姓 名： 指导教师： 2013 年 6 月 14 日 课程设计报告 一、实验目的一、实验目的 利用过程控制实验室的条件，以过控装置为被控对象，DCS 为控制设备，让学生完成 一个 DCS 控制系统的组态设计，其目的是使学生在深入理解过程控制课程，以及了解 DCS 系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法。使学生熟悉和掌握 DCS 控制系 统的设计和调试方法，进一步增强解决实
2、际工程问题的能力。 二、实验设备二、实验设备 EFA T/P IIB型过程控制实验装置、SUPCON JX-300X 集散控制系统(DCS)、计算机及其 网络。 三、实验内容三、实验内容 （1） 被控对象特性设计 （2） 控制系统设计； （3） DCS 控制装置的 I/O 点配置与组态设计； （4） DCS 控制回路组态设计； （5） DCS 操作站组态设计； （6） DCS 系统闭环运行调试。 四、实验步骤四、实验步骤 1. 被控对象特性设计 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。画出带测控点的工艺管道流程图， 2. 控制系统一次仪
3、表选型设计 根据被控对象特性设计，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。 位号 型号 量程 名称 用途 FE-1 LDG-10S 0300L/h 电磁流量传感器 进水流量检测 FIT-1 LD2-4B (420 mA) 电磁流量转换器 进水流量变送和显示 FE-2 LDG-10S 0300L/h 电磁流量传感器 出水流量检测 FIT-1 LD2-4B (420 mA) 电磁流量转换器 出水流量变送和显示 LT-2 DBYG 04Kpa(0400mm)(420mA) 扩散硅压力变送器 锅炉液位 变送 M1 Q
4、S201 行程 16mm 直行程电子式电动执行器 进水阀位 调节阀 M2 QS201 行程 16mm 直行程电子式电动执行器 出水阀位调 节阀 3. 控制回路设计 画出控制回路方框图。以单回路锅炉液位控制为例讲述，通过控制进水阀 M1 的开度控 制锅炉进水流量，达到控制锅炉液位的目的，出水阀 M2 设置成手操器，出水流量可以手动 调节。 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，确定实验所需的 DCS 卡件和 I/O 点。画出 DCS 卡件配置图。 卡件配置图 5. 控制系统一次仪表和 DCS I/O 点接线设计 根据所
5、设计的控制系统一次仪表和 DCS I/O 点接线图， 如下表所示。 在实验系统上完成 一次仪表与 DCS 的信号连接。 DCS 的信号和一次仪表接线表 FE-1 进水流量检测 NAI3 FE-2 出水流量检测 NAI4 LT-2 锅炉液位 NAI5 M1-1 进水阀位 NAI6 M2-1 出水阀位 NAI7 M1 进水阀位控制 NAO5 M2 出水阀位控制 NAO6 6. DCS 控制站组态 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
6、设计表。 控制站主要有机柜、机笼、供电单元和各类卡件（包括主控卡、数据转发卡和各种信 号输入输出卡）组成，其核心是主控卡，主控卡通过系统内高速数据网络SBUS 扩 充各种功能，实现现场信号的输入输出，同时完成过程控制中的数据采集、回路控制、 顺序控制、以及包括优化控制等各种控制算法。 1）主控卡设置 在“主机设置”窗口中的“主控制卡”设置窗口中， 利用“增加”按钮， 便可设置相应的主 控制卡型号为 SP243X；类型为控制站。一个主控制卡对应一个控制站，可以冗余配置。 IP 地址应与主控卡硬件上的跳线地址匹配。 2）I/O 组态的设置 在“功能”菜单的“控制站”菜单中，选定“I/O 组态”，便可进入“I/O 输入”窗口，在此 窗口可进行以下设置。 设置数据转发卡，型号为 SP233。可以冗余配置。 数据转发卡 SP233 是系统 I/O 机笼的核心单元，是主控卡
