过程控制课程设计--自动化综合实验装置计算机监控系统设计

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1、 课程设计课程设计 自动化综合实验装置计算机监控系统设计自动化综合实验装置计算机监控系统设计 学 院（系）：电子信息与电气工程学部 专 业： 自动化 学 生 姓 名： 学 号： 设计小组号 ： 完 成 日 期： 目 录 1 项目名称 1 2 设计依据及范围 1 2.1 设计依据 . 1 2.2 设计范围 . 1 3 控制系统说明 2 3.1 工艺流程简述 . 2 3.2 系统构成 . 3 3.3 主要控制回路说明 . 3 4 PLC 程序设计说明 3 4.1 I/O 分配表. 3 4.2 主要程序说明 . 4 5 监控计算机系统设计说明 7 5.1 I/O 设备组态说明. 7 5.2 数据库组

2、态说明 . 8 5.3 操作说明 . 9 6 其它需要说明的问题 10 附件1：P&ID图 附件2：自控设备表1 附件3：自控设备表2 附件4：控制箱面板布置图 附件5：控制箱内部布置图 附录6：控制箱面板背面接线图 附录7：控制箱内部接线图 过 程 控 制 课 程 设 计 1 1 项目名称 自动化综合实验装置计算机监控系统设计 2 设计依据及范围 2.1 设计依据 （1） 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号（GB 2625）； （2） 过程检测和控制系统用文字代号和图形符号（HG 20505）； （3） 仪表符号（JIS Z8204）； （4） 工业自动化仪表电源、电压（GB 3368

3、）； （5） 流量测量节流装置用孔板、喷嘴和文丘里测量充满圆管的流体流量（GB/T 2624=ISA 5167）； （6） 自动化仪表选型规定（HG 20507）； （7） 控制室设计规定（HG 20508）； （8） 仪表供电设计规定（HG 20509）； （9） 仪表系统接地设计规定（HG 20513）； （10） 仪表回路接线图册（TC 50B1）。 2.2 设计范围 （1） 现场控制箱设计 （2） 现场 PLC 控制程序设计 （3） 上位计算机监控系统设计 过 程 控 制 课 程 设 计 2 3 控制系统说明 3.1 工艺流程简述 储水槽储水槽 L L1 1 L L2 2 101 10

4、1 102 101 FT LT LT PT 102 P-24 LC 如图，上图给出整个系统的现场和 PLC 部分原理图（上位机及显示仪表未画出， 完整图见附件 1）。其中，水泵将储水槽中的水送入水槽 L1，L1 中的水经管道流入 L2， 调节 L1 的入水阀，可控制 L1 进水量的大小，从而控制 L1 液位的高低，L1 液位的高低 又影响其底部压强的大小，从而影响 L1 到 L2 的入水流量。L1 和 L2 中的水通过水槽底 部的管道流回储水槽，实现整个系统的循环。 过 程 控 制 课 程 设 计 3 3.2 系统构成 实验装置 现场控制箱 上位监控计算机 交换机 现场仪表现场仪表现场仪表现场

5、仪表 3.3 主要控制回路说明 此系统采用单回路控制，控制流程图如下： 调节器D/A电动调节阀L1L2 液位变送A/D 4 PLC 程序设计说明 4.1 I/O 分配表 PLC 程序设计所使用的 I/O 分配表。 过 程 控 制 课 程 设 计 4 输入 输出 启动按钮开关 I0.0 启动指示灯 Q0.0 停止按钮开关 I0.1 停止指示灯 Q0.1 泵出口压力信号+ 0A 报警器 Q0.2 泵出口压力信号- 0B 继电器 Q0.3 L1 液位信号+ 1A 电动调节阀+ AQ0+ L1 液位信号- 1B 电动调节阀- AQ0- L2 液位信号+ 2A L2 液位信号- 2B 流量信号+ 3A

6、流量信号- 3B 4.2 主要程序说明 （1） 数据转换关系。 PLC 的 AI 输入为 15VDC，对应的内部转换数据为 0.08000.0，再转百分数。PLC 输出为百分数，内部转换数据为 1000.05000.0，对应的 AO 输出为 420mADC。内部 数据与工程量的转换关系公式为 161000.0 4 4000.0 D Y 。 （2） 程序共分为以下几个部分 开关：用来控制整个系统的启动和停止。 L2 输入：水槽 2 液位的输入和转换。 过 程 控 制 课 程 设 计 5 手自动切换：改变操作模式 正反作用切换：改变控制器正反作用方式，默认为反作用。 PID 调节器：控制器的主要部分 过 程 控 制 课 程 设 计 6 L2 输出：PID 调节器输出及转换。 上下限报警：设置 L1、L2 的液位上下限为 80%和 20%，若超限则进行报警。 过 程 控 制 课 程 设 计 7 压力和流量输入：水泵口压力及管道流量的输入和转换。