基于浙大中控JX-300X

现场总线与分布式系统课程设计

摘要：

本次课设是基于浙大中控JX-300X DCS系统进行的锅炉液位控制系统组态设计与调试实验。主要进行了硬件接线以及软件的系统组态设计。在控制站的组态中，主要进行了主控卡和数据转发卡的配置，I/O卡件组态以及与所接线路相应I/O点的配置机器参数设置，基本单回路控制以及手操器的组态。对于操作站的组态包括操作小组的名称和权限的设置，总貌画面，趋势画面，分组画面，一览画面以及流程图的组态。之后将组态编译正确后下载、运行调试最后进行了观察记录。

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现场总线与分布式系统课程设计

目 录

设计任务和要求 ....................................... 3 课程设计小组成员名单及分工 ........................... 4 被控对象的结构设计和模拟特性简要说明 ................. 5 “EFPT 过程控制实验装置”阀门状态表 .................. 6 一次仪表选型表 ....................................... 7 带测控点的工艺管道流程图（P&ID 图） .................. 7 控制系统一次仪表和DCS I/O 点接线图 .................. 8 DCS 卡件配置图 ....................................... 8 DCS 系统地址配置表 ................................... 9 DCS I/O 点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 . 9 控制回路方框图 ...................................... 10 DCS组态过程 ........................................ 10 操作小组设计及操作权限设计说明 ...................... 12 DCS系统操作站截图 .................................. 12 DCS 系统闭环运行调试结果分析与说明 .................. 16 课设总结 ............................................ 19

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现场总线与分布式系统课程设计

设计任务和要求

（1） 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。 （2） 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。

（3） 控制系统测控点和控制回路设计

画出带测控点的工艺管道流程图（P&ID 图）。画出控制回路方框图。 （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（见“现场总线与分布式系统实验指导书”），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。

（5） 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“现场总线与分布式系统实验指导书”）。 （6） 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。 （7） 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。 （8） 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。 （9） 操作站和操作小组设计

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现场总线与分布式系统课程设计

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。

（10） 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。 （11） 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。

（12） 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。 （13）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。 （14）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进行上机设计实验。

课程设计小组成员名单及分工

小组成员：王雪锋、贺景瑞、伍思雨、汪静亮、谢作勋。

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现场总线与分布式系统课程设计

被控对象的结构设计和模拟特性简要说明

系统的结构图，如图所示：

图1 锅炉液位控制系统调节原理

由图可知，对象的被控制量为水箱的液位h，控制量（输入量）是流入水箱中的流量 ，手动阀 和 的开度都为定值， 为水箱中流出的流量。根据物料平衡关系，在平衡状态时

Q10-Q20=0

动态时，则有

Q1-Q2=

(1)

dV (2) dt

dV式中V为水箱的贮水容积，为水贮存量的变化率，它与h的关系为

dtdV?Adh，即

dVdh= A (3)

dtdt

A为水箱的底面积。把式3代入式2得

dh Q1-Q2=A (4)

dth基于Q2=，RS为阀V2的液阻，则上式可改写为

RShdhQ1-= A (5) RSdt5