串级过热汽温控制系统综述.doc

课程设计报告 (2014--2015年度第二学期) 名 称： 控制装置与仪表A （DCS部分）课程设计 题 目：过热汽温控制系统组态 院 系： 自动化系 班 级： 测控1201班 学 号： 201202030102 学生姓名： 蔡文斌 指导教师： 翟永杰 设计周数： 一周 成 绩： 日期： 2015 年7月15日 报 告 书 一、课程设计的目的与要求 1.1设计目的 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，完成过热汽温控制系统的组态。 3.进行DCS的调试工作。 1.2主要内容 本设计分为组态设计和系统调试两个部分。 1.2.1组态设计 （一）系统配置组态 主要是指DCS中工程师站、操作员站、控制站的主机系统配置信息及外设类型，I/O－卡件信息，电源布置，控制柜内安装接线等。此部分内容作为了解内容，不进行具体组态。 （二）实时数据库组态 数据库组态是系统组态中应尽早完成的工作，因为只有有了数据库，其他的组态工作（控制回路组态、画面组态等）才可以调试。数据库组态一般通过专用软件进行，数据录入时一定要认真仔细，数据库中一个小的错误就会给运行带来极大的麻烦，如造成显示错误、操作不当甚至死机故障。 (三)控制算法组态 控制算法组态指的是将系统设计时规定的模拟量控制、开关量控制等功能用DCS算法予以实现。 本设计以主汽温度串级控制策略为对象，并且模拟控制对象，构成闭环回路，完成这些控制算法的组态工作。 （四）操作员站显示画面组态 运行人员主要通过操作员站画面来观察生产过程运行情况，并通过画面提供的软操作器来干预生产过程，因此画面设计是否合理、操作是否方便都会对运行产生重要影响。 本设计要求设计关于主汽温控制的简单流程图画面、趋势画面、参数显示画面、操作画面，并把有关的动态点同控制算法连接起来。 （五）报警显示 在数据库中进行温度报警值设置，在运行界面中显示报警窗口。 本设计要求能够模拟实现超温报警。 （六）趋势组态 显示需要观察的数据点趋势图。 1.2.2系统调试 设计要求进行动态调试。 实际工作中的动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设备故障。 动态调试一般包括以下内容： 1）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常； 2）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行； 3）对控制回路进行在线整定； 4）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，应尽量在停机状态下重新组态下装。若条件不允许，也可进行在线组态，但要熟悉在线组态的各个环节并做好应急措施。 1.2串级过热汽温控制系统的组成及特点 图1所示的串级汽温控制系统，只要导前汽温发生变化，副调节器P就去改变减温水流量，初步维持后级过热器入口汽温在一定范围内，起粗调作用。而过热器出口汽温的控制，则是通过主调节器PI来校正副调节器工作，只要未达到给定值，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的变化，直到恢复到给定值为止。稳态时，导前汽温可能稳定在与原来数值不同的数值上，而主汽温则一定等于给定值。 图1 串级汽温控制系统工作原理 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。 1.3串级汽温控制系统设计 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：（℃/%） 被控对象惰性区：（℃/℃） 图2串级汽温控制系统构成 课程设计内容 2.1串级控制系统和单回路控制系统的比较 2.1.1串级控制系统 （一）串级控制系统数据库组态图 串级控制系统数据库组态图如图3所示。 图3 串级汽温控制系统构成 （二）串级控制系统控制逻辑组态图 串级控制逻辑SAMA图如图4和图5所示。 图4 第一页SAMA图 图5 第二页SAM