下载文档原格式
课程设计报告( 2007-- 2008年度第一学期)名称：分散控制系统与现场总线技术课程设计题目：DCS过热汽温控制系统组态院系：自动化动化系班级：测控0502班学号：200502030231学生姓名：郑皓指导教师：翟永杰何同祥设计周数：二周成绩：日期：2008 年 1 月16 日《分散控制系统与现场总线技术》课程设计任务书一、目的与要求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DCS的组态。
３．进行DCS的调试工作。
二、主要内容１．分为组态设计和系统调试两个部分：组态设计（1）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。
（2）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。
（3）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。
（4）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。
（5）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。
（6）趋势组态。
分散控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解分散控制系统的基本原理，掌握其主要组成部分及功能。
2. 学生能掌握分散控制系统在实际工业中的应用，了解其优缺点。
3. 学生能掌握分散控制系统中常见故障的诊断及处理方法。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计简单的分散控制系统方案。
2. 学生能通过实际操作，完成分散控制系统的调试和优化。
3. 学生能运用相关软件对分散控制系统进行模拟和分析。
情感态度价值观目标：1. 学生能认识到分散控制系统在现代化工业生产中的重要性，增强对工业自动化技术的兴趣。
2. 学生在实际操作中，培养团队合作精神和解决问题的能力。
3. 学生在学习和实践过程中，树立正确的工程观念和安全意识。
课程性质：本课程为高年级专业课程，旨在帮助学生将理论知识与实际工程应用相结合，提高解决实际问题的能力。
学生特点：学生具备一定的自动化基础知识和实践能力，对新鲜事物充满好奇心，具备较强的动手能力和创新精神。
教学要求：注重理论与实践相结合，强调实际操作和案例分析，培养学生的工程素养和实际应用能力。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 分散控制系统原理及结构- 系统概述：介绍分散控制系统的基本概念、发展历程和应用领域。
- 系统结构：分析分散控制系统的组成，包括控制器、执行器、传感器等。
- 基本原理：讲解分散控制系统的控制策略和算法。
2. 分散控制系统在实际工业中的应用- 应用案例分析：分析典型工业过程控制中分散控制系统的应用，如化工、电力等。
- 优缺点分析：探讨分散控制系统在实际应用中的优点和潜在问题。
3. 分散控制系统的设计与实现- 设计方法：介绍分散控制系统设计的基本原则和方法。
- 系统实现：讲解系统硬件和软件的配置与选型。
4. 分散控制系统故障诊断与处理- 故障分析：分析分散控制系统中常见的故障类型及原因。
- 诊断方法：介绍故障诊断的常用方法和技巧。
《分散控制系统与现场总线技术》课程设计任务书一、目的与要求1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握；2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力；3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力；4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方案的要求，进行方案的总体设计和分析评估；5．报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。
二、主要内容1．每个学生依据个人情况选择课程设计题目；2．分散控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施综述；3．分散控制系统工程应用方案设计分析；4．现场总线技术发展应用综述；5．基于现场总线技术的工程应用方案设计分析；6．分散控制系统差错、容错控制技术设计分析；7．工程师站、操作员站功能应用综述；8．现场控制站工程应用控制方案设计分析；8．SOE、事故追忆技术分析综述；9．分散控制系统接地系统设计与可靠性分析；10．分散控制系统电源安全供电系统配置方案综述。
三、进度计划四、设计成果要求1．针对所选题目的国内外应用发展概述；2．课程设计正文内容，包括设计方案、硬件电路和软件流程，以及综述、分析等；3．课程设计总结或结论以及参考文献；4．要求设计报告规范完整按照《华北电力大学课程设计标准格式》撰写。
五、考核方式《分散控制系统与现场总线技术》课程设计成绩评定依据如下：1．课程设计报告；2．独立工作能力及设计过程的表现；3．答辩时回答问题情况。
成绩综合评定分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
学生姓名：指导教师：年月日《分散控制系统与现场总线技术》课程设计指导书华北电力大学自动化系一、课程设计简介课程编号: 1110204课程名称：《分散控制系统与现场总线技术》课程设计英文名称：Total Distributed Control System and Field Bus Technology课程类型:（必修）学时：1周学分：1适用对象：自动化二、课程设计的目的与要求分散控制系统与现场总线技术是目前国内外工程领域应用非常广泛而有效的计算机控制技术，作为自动化类本科学生应当具备和掌握与此相关的基础知识、概念和设计方法。
«分散控制系统及现场总线技术»课程编号:00400090课程名称：分散控制系统及现场总线技术英文名称：Distributed control system and fieldbus technology总学时：48总学分： 3适用对象: 测控专业本科四年级先修课程：检测技术一、课程性质、目的和任务分散控制系统（DCS）及现场总线技术是一门测控专业选修课程，涉及面宽，应用范围广，与工业自动化关系密切。
通过分散控制系统及现场总线技术课程的学习，使学生了解和掌握分散控制系统、现场总线、现场总线控制系统（FCS）的概念、结构体系以及其工程设计应用的方法、数据通信的基本原理。
了解现代测控技术在数据通信上最新进展和DCS、FCS的最新发展，打好理论基础，把握技术动态，为培养综合素质的人才作准备。
二、教学要求和内容1．了解DCS的产生、发展和现状；2．掌握DCS的结构、特点和分散方式；3．掌握数据通信原理、数据通信系统结构的基本知识；4．理解过程控制站的结构、软硬件和可靠性措施；5．理解操作员站和工程师站的概念、结构、基本功能、组态方法以及数据处理；6．理解DCS的可靠性概念和措施；7．理解DCS的工程设计和实际应用的实例；8．掌握现场总线的概念、FCS的概念和构成；9．掌握现场总线数据通信系统模型；10．理解现场总线设备的种类和工作原理；11．理解FCS的组态、功能块；12．了解FCS的工程实施的范例。
基本内容：第一章分散控制系统概论，重点是DCS的结构和特点、分散方式；第二章数据通信，重点是数据通信的原理和系统结构；第三章过程控制站，重点是过程控制站的结构、软硬件和可靠性措施；第四章运行员操作站，重点是结构和基本功能；第五章工程师工作站与组态软件，重点是工程师站的概念、结构、基本功能、组态方法以及数据处理;第六章分散控制系统可靠性分析，重点是可靠性的概念和措施；第七章分散控制系统的评价与选择，重点是评价和选择依据；第八章分散控制系统的工程设计与实际应用，重点是DCS的设计方法；第九章现场总线控制系统概论，重点是现场总线的概念和组成；第十章现场总线数据通信系统，重点是现场总线数据通信系统模型；第十一章现场总线设备，重点是几种类型的现场总线设备；第十二章现场总线控制系统的组态，重点是功能块和组态步骤；第十三章现场总线系统的工程实施，重点是工程实施中使用的网络部件、电缆记忆屏蔽和接地。
dcs分散控制课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解分散控制系统的基本概念，掌握DCS的组成、工作原理及其在工业控制中的应用。
2. 学生能够描述DCS的主要技术特点，如开放性、可靠性、扩展性等，并能够分析这些特点在控制系统中的作用。
3. 学生能够运用所学知识，针对具体工业控制场景，设计基础的分散控制系统方案。
技能目标：1. 学生能够操作模拟DCS软件，进行基本的控制策略配置和系统调试。
2. 学生通过小组合作，能够完成一个简单的分散控制系统的搭建和运行，提高实际动手能力和团队协作能力。
3. 学生能够利用专业软件或工具，对分散控制系统进行故障诊断和分析，提出解决方案。
情感态度价值观目标：1. 学生通过对分散控制系统的学习，培养对自动化控制技术的兴趣，激发探究精神和创新意识。
2. 学生在学习过程中，能够认识到技术在工业生产中的重要性，增强社会责任感和工程伦理意识。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，提高沟通能力，学会相互尊重和包容。
本课程针对高年级学生的学习特点，注重理论与实践相结合，旨在通过系统的学习和实践，使学生不仅掌握分散控制系统的专业知识，而且能够将知识应用于实际问题的解决中，同时培养积极的情感态度和价值观。
二、教学内容本章节教学内容依据课程目标，紧密结合教材，主要包括以下几部分：1. 分散控制系统的基本概念与组成- 教材章节：第一章- 内容：DCS的定义、发展历程、系统组成及其功能。
2. 分散控制系统的技术特点与应用- 教材章节：第二章- 内容：DCS的开放性、可靠性、扩展性等技术特点，以及在各行业中的应用案例。
3. 分散控制系统的设计与实现- 教材章节：第三章- 内容：DCS的设计原则、步骤，控制策略配置，系统调试方法。
4. 分散控制系统的操作与维护- 教材章节：第四章- 内容：DCS的操作方法，故障诊断与分析，日常维护注意事项。
5. 分散控制系统实践项目- 教材章节：第五章- 内容：小组合作完成一个简单的DCS搭建和运行，包括控制策略设计、系统调试及优化。
分散控制系统课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握分散控制系统的核心概念、原理和应用，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：–了解分散控制系统的定义、特点和分类；–掌握分散控制系统的主要组成部分及其功能；–理解分散控制系统的关键技术及其原理；–熟悉分散控制系统在工业生产中的应用。
2.技能目标：–能够运用所学知识分析和解决分散控制系统相关问题；–具备一定的实验操作能力和实验数据分析能力；–能够撰写相关的技术报告和论文。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对新技术的敏感性和好奇心，激发学生学习兴趣；–培养学生团结协作、勇于探索的精神，增强学生的社会责任感和使命感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.分散控制系统的基本概念：介绍分散控制系统的定义、特点和分类，使学生对分散控制系统有一个整体的认识。
2.分散控制系统的组成部分：详细讲解分散控制系统的主要组成部分，如控制器、传感器、执行器等，以及各部分的功能和作用。
3.分散控制系统的关键技术：深入分析分散控制系统中的关键技术，如模糊控制、神经网络控制、自适应控制等，让学生掌握其原理和应用。
4.分散控制系统的应用：介绍分散控制系统在工业生产中的典型应用，如化工、电力、机械等，帮助学生了解分散控制系统在实际工程中的应用价值。
5.实验和实践：安排相应的实验和实践环节，使学生在实际操作中掌握分散控制系统的原理和应用，提高学生的实验技能和数据分析能力。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法相结合的方式进行教学：1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握分散控制系统的理论知识。
2.讨论法：学生进行课堂讨论，引导学生主动思考和分析问题，培养学生的创新能力和团队合作精神。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解分散控制系统在工程中的应用，提高学生的实际问题解决能力。
4.实验法：安排实验和实践环节，让学生在实际操作中掌握分散控制系统的原理和应用，培养学生的实验技能和数据分析能力。
分散控制系统与现场总线技术课程设计指导书翟永杰华北电力大学说明计算机分散控制系统（DCS），是二十世纪七十年代中期在计算机技术、自动控制技术、通信技术和图形显示技术相结合的基础上开发出来的新型控制系统，是当前国内外普遍关心且积极研究的热门课题。
目前国内300MW机组上，普遍采用了DCS系统，300MW以下机组也大都采用了DCS方案或进行了DCS改造。
本课程设计的目的在于通过对产品化DCS的使用，使学生对实际的DCS系统有一个较清晰的整体性认识，对DCS的工程化设计有一个初步的系统化概念，了解DCS应用过程中的主要工作内容及应该注意的问题，并能结合实际的工程图纸及技术资料，进行分散控制系统的设计组态与操作。
课程设计从应用角度出发，理论与实际相结合，提高学生的创新能力、动手能力和解决问题的能力，为今后从事这方面的研究工作打下良好的基础。
本课程设计使用产品化的分散控制系统—— LN2000作为设计平台。
LN2000是山东鲁能控制工程有限公司与我校动力系CAE课题组合作开发的一种第四代DCS产品，它继承和发扬了目前DCS的优点，集数据采集、过程控制、生产管理于一体，以应用于多家电厂，完全能够满足分散控制系统与现场总线技术课程设计教学任务的要求。
并以此为基础开发仿真训练系统，以满足更高层次的培训和教学任务，具有良好的可持续性和广阔的发展前景。
在设计任务的安排中，采用某厂实际的系统运行图册，让学生接触到真正的现场图纸，将书本知识与实践结合起来。
有利于学生对生产现场的了解，具有很强的实用价值，力求达到设计类教学课程所要求的学以致用的目的。
本指导书在内容上分为三个部分，第一部分介绍了DCS的概况及信号流程，使学生对系统有一个总体的认识；第二部分讲述了DCS的工程化设计方法及应用过程，使学生对工程设计有一个概念性的系统认识，然后列出了分散控制系统设计的具体内容和步骤；第三部分列出了一些电厂实际应用的现场画面，给予学生一定的参考。
分散控制系统课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解分散控制系统的基本概念、组成原理及功能特点。
2. 掌握分散控制系统中各组成部分的作用及其相互关系。
3. 学会分析分散控制系统的性能指标，了解系统优化的基本方法。
技能目标：1. 能够运用所学知识对分散控制系统进行模块划分和参数设置。
2. 能够运用仿真软件对分散控制系统进行模拟与调试，分析并解决简单问题。
3. 能够通过小组合作，共同完成一个简单的分散控制系统的设计与实施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及分散控制系统的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生具备良好的团队合作精神，学会倾听、沟通、协作。
3. 培养学生具备问题意识，敢于面对挑战，勇于创新实践。
课程性质分析：本课程为专业技术类课程，要求学生具备一定的理论基础和实践能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握分散控制系统的基本原理，提高解决实际问题的能力。
学生特点分析：学生为高中年级学生，具备一定的物理、数学基础，对新技术和新知识充满好奇心，但可能缺乏实际操作经验。
教学要求：1. 注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力。
2. 采用小组合作的形式，培养学生的团队合作精神和沟通能力。
3. 结合实际案例，激发学生的学习兴趣，提高解决问题的能力。
二、教学内容1. 分散控制系统基本概念：介绍分散控制系统的定义、分类及发展历程，使学生了解系统的基本结构和应用领域。
教材章节：第一章 分散控制系统概述2. 分散控制系统组成原理：讲解控制器、执行器、传感器等组成部分及其工作原理，分析各部分在系统中的作用。
教材章节：第二章 分散控制系统的组成与原理3. 分散控制系统功能特点：阐述分散控制系统的优点，如可靠性、实时性、灵活性等，对比集中控制系统，加深学生对系统特点的理解。
教材章节：第三章 分散控制系统的功能与特点4. 性能指标与系统优化：分析系统性能指标，如稳定性、快速性、精确性等，介绍优化方法，如PID控制、模糊控制等。
分散控制课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握分散控制的基本概念、原理和方法，培养学生分析和解决分散控制问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）了解分散控制的基本概念及其在现实中的应用。
（2）掌握分散控制的原理和关键技术。
（3）熟悉分散控制系统的设计和实现方法。
2.技能目标：（1）能够运用所学知识分析和解决分散控制问题。
（2）具备一定的实验操作能力和数据分析能力。
（3）学会撰写相关论文和报告，进行学术交流。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生的团队协作精神和良好的学术道德。
（2）激发学生对分散控制研究的兴趣，提高其自主学习能力。
（3）使学生认识到分散控制技术在现代社会中的重要性，树立正确的价值观。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.分散控制的基本概念：介绍分散控制的概念、特点和应用领域。
2.分散控制的原理：讲解分散控制的原理，包括控制器设计、系统稳定性分析等。
3.分散控制的关键技术：详细介绍分散控制的关键技术，如模糊控制、神经网络控制等。
4.分散控制系统的设计与实现：讲解如何设计和实现一个分散控制系统，包括硬件选择、软件开发等。
5.案例分析：分析现实中的分散控制系统案例，使学生更好地理解分散控制技术的应用。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用以下教学方法：1.讲授法：通过讲解基本概念、原理和关键技术，使学生掌握基本知识。
2.讨论法：学生进行课堂讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：分析现实中的分散控制系统案例，让学生更好地理解理论知识。
4.实验法：安排实验课程，让学生动手操作，提高其实际操作能力。
四、教学资源为了支持本课程的教学，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用国内外优秀的分散控制教材，为学生提供系统的理论知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备实验所需的设备，为学生提供实践操作的机会。
