[物理]CS2000 DCS实训指导文参考用.doc

CS2000 DCS实训指导文 周玲玲 编 滁州职业技术学院 2011.08.31 目 录 一、概述 3 二、CS2000型控制系统介绍 4 一）CS2000过程控制系统DCS工业标准控制柜的组成 4 二）CS2000过程控制系统控制对象的组成结构及特点 4 三）CS2000过程控制系统控制软件 8 三、系统主题实验 11 实验一、一阶单容上水箱对象特性测试实验 11 实验二、二阶双容下水箱对象特性测试实验 15 实验三、锅炉内胆温度二位式控制实验 19 实验四、上水箱液位PID整定实验 23 实验五、串接双容下水箱液位PID整定实验 27 实验六、锅炉内胆水温PID整定实验（动态） 29 实验七、锅炉夹套水温PID整定实验（动态） 33 实验八、孔板流量计流量PID整定实验 36 实验九、涡轮流量计流量PID整定实验 40 实验十、上水箱下水箱液位串级控制实验 43 实验十一、锅炉夹套和内胆温度串级控制系统 45 实验十二、强制对流换热器温度控制实验 47 一、概述 生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求的目标，在18世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始了。随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化已经进入了计算机控制装置时代。 在过去的十多年里，随着生产车间自动化和过程自动化中分散结构的迅速增长，DCS（分布式集散控制系统）的应用日益普遍。其原因之一是：DCS系统实现了数字和模拟输入/输出模块、智能信号装置和过程调节装置与PC之间的数据传输，把I/O通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用减少到最小，从而使成本费用大大的节省。其原因之二是：DCS具有“开放”的通信接口，允许用户选用不同制造商生产的分散I/O装置和现场设备。 本书所叙述的CS2000控制系统采用开放的的DCS系统设备，本装置的目的是使自动化专业的学生能尽快的入门，使研究生和高校教师能容易地利用DCS实现所设计的自动化任务。二、CS2000型控制系统介绍 一）CS2000过程控制系统DCS工业标准控制柜的组成 1.电源部分： 控制柜上方为供电电源部分. 2.DCS部分： 从左往右卡件安排： 序号 卡件名称 规格功能说明 1 XP243 主控制卡 2 XP243 主控制卡 3 XP233 数据转发卡 4 XP233 数据转发卡 0 XP316 4路热电阻信号输入卡 1 XP316 4路热电阻信号输入卡 2 XP313 6路电流信号输入卡 3 XP313 6路电流信号输入卡 4 XP314 6路电压信号输入卡 5 XP314 6路电压信号输入卡 6 XP314 6路电压信号输入卡 7 XP322 4路模拟信号输出卡 8 XP322 4路模拟信号输出卡 9 XP322 4路模拟信号输出卡 10 XP335 4路脉冲量输入卡 二）CS2000过程控制系统控制对象的组成结构及特点 1. CS2000型系统主要特点 1．被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。 2．执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀）、单相SCR移相调压等仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器。 3．调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或手操作阀制造各种扰动。 4. 锅炉温控系统包含了一个防干烧装置，以防操作不当引起严重后果。 5. 系统中的两个独立的控制回路可以通过不同的执行器、工艺线路组成不同的控制方案。 6．一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。 7．各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。 2. CS2000型实验对象组成结构 过程控制实验对象系统包含有：不锈钢储水箱、强制对流换热管系统、串接圆筒有机玻璃上水箱、中水箱、下水箱、单相2.5KW电加热锅炉（由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭式外循环不锈钢冷却锅炉夹套组成）。系统动力支路分为两路组成：一路由威乐泵、电动调节阀、孔板流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成；另一路由威乐泵、变频调速器、涡轮流量计、自锁紧不锈钢水管及手动切换阀组成。系统中的检测变送和执行元件有：压力变送器、温度传感器、温度变送器、孔板流量计、涡轮流量计、压力表、电动调节阀等。系统对象结构图如下： CS2000实验对象的检测及执行装置包括： 检测装置：扩散硅压力变送器。分别用来检测上水箱、下水箱液位的压力；孔板流量计、涡轮流量计分别用来检测单相水泵支路流量和变频器动力支路流量；Pt100热电阻温度传感器分别用来检测锅炉内胆、锅炉夹套和强制对流换热器冷水出口、热水出口。 执行装置：单相可控硅移相调压装置用