分散控制系统课程设计--串级汽温控制系统设计

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1、 课程设计报告课程设计报告 ( 2011-2012 年度第二学期) 名 称： DCS 课程设计 题 目： 串级汽温控制系统设计 院 系： 自动化系 班 级： 测控 0 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 一周 成 绩： 日期： 2012 年 6 月 14 日 任任 务务 书书 一、一、 目的与要求目的与要求 1 了解 DCS 应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能根据应用目的， 进行分散控制系统的设计组态、调试操作等工作。 2 以 LN2000 分散控制系统为平台，完成 DCS 的组态。 3 进行 DCS 的调试工作。 二二、 进度计划进度计划 序号序号 设计设计( (实验实

2、验) )内容内容 完成时间完成时间 备注备注 1 了解设计内容，阅读并理解课程设计 指导书的要求。 2011 年 6 月 11 日 2 熟悉 LN2000 分散控制系统软件的组 态方法。 2011 年 6 月 11 日 3 进行组态设计要求的 6 项内容。 2011 年 6 月 12 日 4 进行系统调试 2011 年 6 月 13 日 5 上机答辩考核 2011 年 6 月 13 日 6 撰写课程设计报告 2011 年 6 月 14 日 四、四、 设计（实验）成果要求设计（实验）成果要求 1 完成系统结构图及数据点清单，打印各步的组态设计图纸。 2 对系统设计过程进行总结，完成并打印设计报告

3、。 五、五、 考核方式考核方式 3 按上述步骤逐项完成软件内容的设计，进行操作演示，并进行答辩。 4 设计报告格式规范，内容详实。 学生姓名： 指导教师： 2012 年 6 月 14 日 一一、课程设计正文、课程设计正文 1、串级汽温控制系统的设计串级汽温控制系统的设计 锅炉过热汽温控制采用串级汽温控制系统,控制系统方框图如图 2: 已知系统中被控对象的传递函数为: 被控对象导前区： 2 2 2 )151( 8.0 )( sW sW （/%） 被控对象惰性区： 3 2 1 1 )251( 125.1 )( s sW （/） 图 2 串级汽温控制系统构成 2、具体设计要求、具体设计要求 参考过程

4、控制实例二级减温调节系统 ，完成数据库组态、SAMA 图组态、 流程图组态、操作器组态，趋势显示，并进行参数整定与系统调试。 3、串级过热汽温控制系统工作原理串级过热汽温控制系统工作原理 图 1 所示的串级汽温控制系统，只要导前汽温 2 发生变化，副调节器 P 就去改变减 温水流量 W，初步维持后级过热器入口汽温 2 在一定范围内，起粗调作用。而过热器 出口汽温 1 的控制， 则是通过主调节器 PI 来校正副调节器工作， 只要 1 未达到给定值， 主调节 PI 的输出信号就不断递变化，使副调节器不断去控制减温水喷水量 W的变化， 直到 1 恢复到给定值为止。 稳态时， 导前汽温 2 可能稳定在

5、与原来数值不同的数值上， 而主汽温 1 则一定等于给定值。 在串级汽温控制系统中，由于两个回路的任务及动态特性不同，可以选用不同的调 节器。副回路及副调节器的任务是快速消除内扰，要求控制过程的持续时间较短，但不 要求无差，故一般可选用纯比例调节器。当到前汽温惯性较大时，也可选用比例微分调 节器。主回路及主调节器的任务是维持 1 恒定，一般选用比例积分调节器。当过热器 惰性区较大时，也可选用比例、积分、微分调节器。 P Z PI + + 21 W 图 1 串级汽温控制系统工作原理 二、设二、设计计过程过程 1、采用如下设计方案、采用如下设计方案 2、系统的平衡状态描述、系统的平衡状态描述 （1）

6、 、PID1 的参数设置：K1 比例增益：2，K2 积分增益：0.6，动作方向：反作 用。PID2 的参数设置：K1 比例增益：25，K2 积分增益：0，动作方向：正作用。 （2） 、上一级过热器出口温度：设定为定值 520 度，该温度测点在喷水减温器之 前。 （3） 、末级过热器出口温度：SP 设定值为 540 度，为末级过热器出口温度。系 统在稳态下，喷水减温器之前温度值为 520 度，减温水阀开度为 50%，经减温器 引起 40 度的温降，形成末级过热器进口温度 480 度；实际末级过热器进口温度 经惰性区，得到最终的末级过热器温度。 3、系统性能测试、系统性能测试 （1） 、主汽温度设定值的变化：将设定值 SP 进行改变，例如 550 度，观察 自动调节系统的状态和工作变化。 （2） 、