太原理工大学现代科技学院
控制仪表与装置课程设计 课程设计
设计名称 控制仪表与装置课程设计 专业班级 自动化 学 号 姓 名 指导教师 谢 刚
太原理工大学现代科技学院 课程设计 实验名称 锅炉液位的DCS控制 同组人
…………………………………………………………………………装装………………………………………………………………………………订订……………………………………………………………………………………线线……………………………………………………………………………… 专业班级 自动化 学号 姓名 成绩 、 目 录 目录…..……...…………………… ………………………….…………….… ..1 一 摘要…………………………………………………………………………….…2 二 设计任务和要求………………………………………………………..……...…2 三 设计小组信息………………………………………………………….…………3 四 被控对象结构设计和模拟特性说明………………………………….…………3 五 阀门状态表……………………………………………………….…………...….4 一次仪表选型表…………………………………………………………….……5 六 控制系统一次仪表和DCS的I\\O点接线图…………………………… …..…6 七 DCS卡件配置图……………………………………………………….……...…6 八 DCS系统地址分配表和DCS模块配置表…………………………….......…..7 九 DCS控制站组态......................................................................................… .……11 十 操作站组态及操作权限说明…………………………………………...……….….14 十一 编译下载后运行结果…………………………….…….…. .…….….….…....15 十二 DCS系统闭环运行调试结果分析与说明…………………………………….…17 十三 课程设计总结……………………………………………………….……......17 十四 参考资料……………………………………………………….…….... ..….18 2 太原理工大学现代科技学院 课程设计 一、摘要
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………基于JX-300X系统进行锅炉液位DCS控制系统组态设计与调试实验。本次实验我们主要进行系统组态的设计（包括控制站组态和操作站组态）。控制站组态包括对应的控制站登陆，数据转发卡组态，I/O卡件组态相应I/O点的组态和参数设置，控制回路的组态。操作站组态包括操作小组的设置（如名称，权限等），标准画面组态（如总貌画面，趋势画面，分组画面，一览画面），流程图组态，报表组态，自定义按键组态和语音报警组态。编译正确之
后下载在线运行并观察记录。 二、设计任务和要求
这次设计的任务是用实验室提供的实验设备设计进行锅炉液位的DCS控制。 通过此次设计要求了解和熟悉DCS系统的构成原理，硬件结构和组态方法，软件结构和组
态方法。了解DCS系统设计的大概步骤。 主要任务 以过程控制实验室的“EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCON JX-300 DCS”为
控制装置，构成一个闭环系统，本课程设计将完成该闭环系统的下列一系列工程性设计： 被控对象特性设计组态；
控制系统一次仪表选型设计； 控制系统设计；
DCS控制装置的I/O点配置与组态设计； DCS控制回路组态设计； DCS操作站组态设计； DCS系统闭环运行调试。 设计要求 被控对象特性设计组态 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，用于本课程设计的控制系统被控对象。列写出“EFPT过程控制实验装置”阀门
状态表，画出被控对象工艺流程图。
控制系统一次仪表选型设计
根据被控对象组态设计，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。
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 控制系统测控点和控制回路设计
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………画出带测控点的工艺管道流程图（P&ID图）。
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（见“控制仪表与装置实验指导
书”），确定本课程设计所需的DCS卡件和I/O点。画出DCS卡件配置图。
控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计
画出控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图（参照“控制仪表与装置实验指导书”）。
控制系统接线实施 根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。
DCS系统硬件组态设计 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、报警限及配电设置表。
DCS控制回路组态设计
根据控制回路设计，组态主控卡控制回路。 操作站和操作小组设计
按照课程设计小组成员组成，设计和定义实验小组所有成员为控制系统操作站。 DCS操作站组态设计
根据控制系统设计，进行DCS系统总貌画面组态设计、分组画面组态设计、趋势画面组态
设计、工艺流程画面组态设计。 DCS系统闭环运行调试
课程设计小组内的每个成员轮流下载自己设计的程序，进行系统闭环运行调试。
DCS系统多操作站运行监视 在课程设计小组内的某个成员下载程序运行调试时，利用DCS工程师站的传送功能将自己
设计的程序传送给课程设计小组内的其他成员，实现DCS系统的多操作站监视功能。 操作站人机界面设计剪切
每个学生应将自己设计的操作站人机界面剪切下来，用于课程设计报告中；
学生进入实验室前应完成上述设计基本要求的初步设计，经指导教师检查后方可进入实验室
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 进行上机设计实验。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线……………………………………… 三、设计小组成员名单及分工
我方小组用的是1号车间3号过程控制装置，1号DCS机柜的6号控制站。 电脑代号 A5 A6 B5 B6 C5 C6 小组人员 裴武义 鲁书山 贺佳 李国庆 秦昊苏
四、被控对象的结构设计和模拟特性的说明 高位水箱提供锅炉的进水，第一组电磁流量转换器与电磁流量传感器测量进水流量，锅炉为被控对象，第二组电磁流量转换器与电磁流量传感器测量出水流量，水槽为储水容器，提供管道用水。
五、阀门状态表 阀门代号 V39 V30 状态 开 关 阀门代号 V33 V51 状态 开 开 一次仪表选型表
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 仪 压力变送器 电磁流量转换器 电磁流量传感器 QS智能型电动调节阀 电动机 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………表名 参数 型号 输出信号 量程 工作压力 精度 防爆标志 流量范围 工作温度 工作压力 防护等级 负载电阻 电源 消耗功率 公称通径 公称压力 介质温度 行程 转速 流量 高度 位号 DBYG 4~20mA-DC 0~4KP 68KP 0.5 ibIICT6 AI06000100 AI06000101 LDZ-4B 4~20mA 0~750Ω 220V 50HZ <30VA LDG-10S 1级 0~0.3m3/h 0~120℃ 4KP IP65 AI06000102 AI06000103 QSVP-16K 4~20mA-DC IP65 220V 50HZ 35VA 20mm 16KP -40+200℃ 16mm AI06000200 AI06000201 CHL2-20 0.37KW 2900r/min 2m3/h 14m
六、控制系统一次仪表和DCS的I\\O点接线图
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
七、DCS卡件配置图
八、DCS地址分配表和控制站DCS模块配置表 DCS地址分配表
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 车间 站名 2#控制站 4#控制站 6#控制站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 工程师站/操作站 操作站 操作站 操作站 工程师站 Server(卡1) 机位 2#CS 4#CS 6#CS A1 A2 A3 A4 A5 A6 B1 B2 B3 B4 B5 B6 C1 C2 C3 C4 C5 C6 G1 G2 G3 ES1 IP地址 128.128.1.2 128.128.1.4 128.128.1.6 128.128.1.131 128.128.1.132 128.128.1.133 128.128.1.134 128.128.1.135 128.128.1.136 128.128.1.141 128.128.1.142 128.128.1.143 128.128.1.144 128.128.1.145 128.128.1.146 128.128.1.151 128.128.1.152 128.128.1.153 128.128.1.154 128.128.1.155 128.128.1.156 128.128.1.157 128.128.1.158 128.128.1.159 128.128.1.160 128.128.1.129 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 Ⅰ车间 DCS模块配置表
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 数据IO 可用的DCS信号 转接板端子号 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………主控卡 模块名称 性能 型号 IP地址 地址 地址 地址 主控制卡 数据转发卡 卡件挡板 电流信号输入卡 电流信号输入卡 卡件挡板 模拟量输出卡 模拟量输出卡 卡件挡板 卡件挡板 CPU 4路输入 SP313 (4~20mA) 4路输入 SP313 (4~20mA) 4路输出 SP322 (4~20mA) 4路输出 SP322 (4~20mA) SP000 SP000 10 00,01, 09 03 SP000 01 02,03 00,01, 00 02,03 模块模块IO通道 NAI3,NAI4 NAI5,NAI6, NAI7,NAI8 SP243X 128.128.1.4 SP233 SP000 00 NAO4 NAO5,NAO6, 九DCS控制站组态 主控卡的组态
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
B．I\\O卡件组态
C．SP313地址00的I\\O点设置结果
D．SP313地址01的I\\O点设置结果 10
太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
E．SP313地址02的I\\O点设置
F．SP313地址03的I\\O点设置
G．常规控制方案组态
十、操作站组态及操作权限说明
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 操作小组 权限 特权 操作小组 员工 权限 观察员 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………厂长 十一、编译下载后运行结果
总貌画面
B.分组画面
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
C．系统趋势画面
D．系统流程图画面
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
E．操作小组控制画面
数据一览
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
十二、DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 在自动调节的环节下改变设定值值并保持出水流量不变时进水流量会自动调节适应新的设定值；当设定值不变时手动调节出水流量时进水流量也会自动进行调节以使锅炉的液位维持在设定值附近；当将进水流量也改为手动调节时，要使锅炉液位维持在设定值附近就需要手
动调节进水流量和出水流量的值。在进行调节时趋势图形会随之产生相应的变化。 十三课程设计总结 经过本次课程设计，让我学会了很多的东西，也懂得很多，在设计过程中遇到了一些空难，但在老师还有同学的帮助下都得到了顺利的解决，让我感到的团队的重要性 。 通过这次的课程设计让我跟深刻的了解了课堂上所讲的只是，对DCS控制系统组态有了直观的了解。总体上对DCS的设计流程有了初步的了解和认知，对DCS控制系统组态在实际应用中的一些问题有了初步的认识以及修改办法，并且通过实验对此有了主观和感性的认识。 总之， 这次课程设计让我学会了很多的东西，也让我掌握了更多的知识，对我的帮助很大
十四、参考资料
1、《控制仪表实验指导书》
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太原理工大学现代科技学院 课程设计 2、《EFPT过程控制实验装置实验指导书》 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………3、《SUPCON JX-300 DCS手册》
4、《控制仪表与计算机控制装置》（教材）
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