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计算机技术综合课程设计设计题目锅炉液位控制系统学生姓名___________________专业班级自动化1 3 02班学号 _________________指导老师____________________2017年1月3日目录前言 (2)1 锅炉汽包水位控制对象与控制指标 (3)1.1 锅炉汽包水位的特征 (3)1.2 汽包水位动态特性 (3)1.2.1汽包水位在给水流量W作用下的动态特性 (3)1.2.2汽包水位在蒸汽流量D扰动下的动态特性 (4)123燃料量B扰动下汽包水位的动态特性 (5)2. 汽包水位控制方案 (5)2.1 单冲量控制方式 (5)2.2 双冲量控制方式 (6)2.3 三冲量控制方式 (8)3. 三冲量串级PID 控制 (9)3.1 串级PID 控制 (9)3.2 智能整定PID 控制 (10)4 汽包水位模糊控制器设计及仿真 (11)4.1 输入输出变量 (11)4.2 隶属度函数 (12)4.3基于MATLAB/Simulink 环境建立的系统仿真分析 (14)4.3.1 基于MATLAB/Simulink 的系统模型 (14)4.3.2 仿真结果分析 (15)总结与体会 (15)参考文献 (16)、尸■、亠前言锅炉是典型的复杂热工系统，目前，中国各种类型的锅炉有几十万台，由于设备分散、管理不善或技术原因，使大多数锅炉难以处于良好工况，增加了锅炉的燃料消耗，降低了效率。
同时，锅炉工作过程中各项指标的调节难以建立数学模型，具有非线性、不稳定性、时滞等特点，所以如何改善对锅炉的控制，保证其正常工作，提高效率一直是人们关注的焦点。
而汽包液位是锅炉安全、稳定运行的重要指标，保证液位在给定范围内，对于高蒸汽品质、减少设备损耗和运行损耗、确保整个网络安全运行具有要意义。
现代锅炉的特点之一就是蒸发量显著提高，汽包容积相对变小，水位变化速度很快，稍不注意就容易造成汽包满水或者烧成干锅，这都对汽包液位控制系统提出了更高的要求。
锅炉汽包水位控制系统概述蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。
锅炉是一个十分复杂的控制对象，为保证提供合格的蒸汽产品以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。
保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标，由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化，汽包水位会经常发生变化。
因此锅炉汽包水位应当根据设备的运行状况进行实时调节加以严格控制以保证锅炉的安全运行。
工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡，维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，锅炉汽包水位也是锅炉运行中一个重要的监控参数，它间接地体现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系。
采用PLC控制技术，能实现对锅炉运行过程的自动检测、自动控制等多项功能。
它的被控量是汽包水位，而调节量则是汽包给水流量，通过对汽包水位的实时检测并进行反馈，PLC对反馈信号和给定信号进行比较，然后根据控制算法对二者的偏差进行相应的运算，运算结果输出给执行机构从而实现给水流量的调节，使汽包内部的物料达到动态平衡，汽包水位变化在允许范围之内。
1．1 锅炉汽包水位的控制方案锅炉汽包水位控制系统采用三冲量控制系统，三冲量控制系统实际上是前馈一串级控制系统，它的主回路是一个定值调节系统，副回路是一个随动调节系统，主调节器按照对象操作条件及负荷情况而随时校正副调节器的给定值，从而使副参数能随时跟踪操作条件或负荷的变化而变化，最终达到保持主参数恒定的目的。
其中主变量是汽包液位，副变量是给水流量蒸汽流量信号作为前馈信号引入流程。
（见图1和图2）。
图1 汽包水位三冲量软件控制系统框图图2 汽包水位三冲量硬件控制系统框图2 一次仪表选型2.1PLC 及相关模块选型本设计PLC 选用FX2N 系列PLC 。
它是FX 系列PLC 中功能最强、速度最快的微型可编程控制器。
目录第1章绪论 (2)1.1课题的背景与意义 (2)1.1.1锅炉给水控制的任务 (2)1.2给水控制系统中需要注意的问题 (4)1.2.1对测量信号进行压力温度校正 (4)1.2.2保证给水泵工作在安全工作区 (6)1.2.3保证控制系统切换应该是安全无扰的 (7)1.2.4 适应工况 (7)第2章汽包锅炉给水的控制方式 (7)2.1单冲量控制 (8)2.2三冲量控制 (8)第3章DCS的应用 (9)3.1单冲量控制算法组态： (9)3.2三冲量控制算法组态 (10)第4章传感器的选型及系统图 (11)4.1传感器的选型 (11)4.2 I/O点清单 (12)4.2 汽包炉单元机组给水控制系统 (13)4.3 结论 (13)第1章绪论1.1课题的背景与意义锅炉正常运行中，汽包液位是一个重要的见识参数，它反映了锅炉负荷与给水的动平衡关系。
液位过高，会影响汽水分离的效果，产生蒸汽带液现象，液位过低会破坏水循环，影响省煤器运行，容易使水全部汽化烧坏锅炉甚至爆炸。
因此及时而准确地把水位控制在允许的围之，并能适应各种工况的运行，是保证机炉安全运行的重要条件。
1.1.1锅炉给水控制的任务给水控制的任务是维持汽包水位在工艺允许围。
由于影响汽包水位的几个因素中，燃料量的扰动影响较小，因此，汽包水位的控制中，主要的目的是以汽包水位为被控变量，以调节给水流量为控制手段。
同时，由于汽包水位不仅受锅炉侧的影响，也受到汽轮机侧的影响，当锅炉负荷变化或汽轮机用汽量变化时，给水控制都应该能限制汽包水位只在给定的围变化。
其主要控制要求如下：保持汽包水位在规定的围：锅炉汽包水位的高度，关系到汽水分离的速度和生产蒸汽的质量，也是确保安全生产的重要条件。
如果锅炉汽包水位过高，就会影响汽包水位分离装置的正常工作，造成出口蒸汽水分过多，结果可能会使过热器受热面结垢而导致过热器烧坏，并会引起汽轮机叶片上结垢增加，严重时将损坏汽轮机叶片，同时，还会使过热器气温产生急剧变化，直接影响机组运行的经济性和安全性。
淮海工学院课程设计报告书课程名称：专业综合课程设计题目：锅炉液位控制系统设计系（院）：电子工程学院学期： 2011-2012-1专业班级：自动化081姓名： yzj学号： 0308511341 引言锅炉参数控制，是过程控制的典型实例。
锅炉微计算机控制，是近年来开发的一项新技术，它是微型计算机软、硬件、自动控制、锅炉节能等几项技术紧密结合的产物，我国现有中、小型锅炉30多万台，每年耗煤量占我国原煤产量的1/3，目前大多数工业锅炉仍处于能耗高、浪费大、环境污染等严重的生产状态。
提高热效率，降低耗煤量，用微机进行控制是一件具有深远意义的工作。
设锅炉控制系统的原理框图如下。
图1-1 锅炉控制系统的原理框图1.1 锅炉液位控制系统设计1.1.1 系统的基本原理控制系统原理图如图1所示，设广义被控对象的传递函数为，。
被控对象简图如图2所示。
图1-2 锅炉液位示意图1.1.2 大林算法对于大多数工业对象，都具有较大的滞后，使控制系统的性能下降，稳定性降低，过渡过程特性变坏，引起超调和持续的振荡。
大林算法的设计目标是设计一个合适的数字控制器，使整个闭环系统所期望的传递函数相当于一个带有纯滞后的一阶惯性环节，从而是系统不产生超调，同时保证系统的稳定性。
大林算法要求在选择闭环脉冲传递函数时，采用相当于连续一阶惯性环节的脉冲传递函数来代替最少拍多项式。
1.1.3 设计内容1）设计必要的硬件电路（单片机电路）① 输入、输出通道扩展；② 报警电路；③ 人机交互（键盘、显示）。
2）设计控制算法（大林算法），并进行仿真，给出仿真结果。
3）数字控制器的实现方法设计。
4）写出系统整体软件流程。
液位控制是利用由高亮二级管和光敏三级管所组成的液位传感器把液位的状态转换成模拟信号,再通过模数转换器ADC0809把输出状态直接接到单片机的I/O 接口，单片机经过运算控制，输出数字信号，输出接口接LED进行显示,实现液位报警和键盘显示与控制；其压力控制是通过压电传感器将接受的信号转变成电信号，通过模数转换ADC0809进行转换后与8051单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现压力报警和控制;其温度检测选用的是光电隔离器,实行光电隔离,有利于人员对温度的检测,再通过模数转换器ADC0809进行转换后与8051单片机接口相连，使其与设定值相比较从而实现温度报警；而本设计主要是对液位进行控制,下图是锅炉液位控制系统。
dcs锅炉液位控制系统课程设计一、引言DCS锅炉液位控制系统是一种自动化控制系统，用于监测和调节锅炉中的液位。
在现代工业生产中，锅炉是不可或缺的设备之一，因此对锅炉液位控制系统的设计和优化显得尤为重要。
本文将从以下几个方面对DCS锅炉液位控制系统进行课程设计。
二、系统概述1. 系统结构：DCS锅炉液位控制系统由传感器、执行器、控制器和监视器等组成。
2. 系统功能：该系统主要实现对锅炉中水位的监测和调节，确保锅炉在安全运行的同时提高工作效率。
三、传感器设计1. 传感器原理：利用压力传感器检测水面高度，并将检测结果转换成电信号输出。
2. 传感器选型：选择精度高、稳定性好、抗干扰能力强的压力传感器。
3. 传感器安装：将传感器安装在锅炉侧面，保证与水面垂直，并采用密封结构防止蒸汽泄漏。
四、执行器设计1. 执行器原理：利用电机驱动阀门，控制水的流动。
2. 执行器选型：选择响应速度快、精度高、耐腐蚀性好的电动阀门。
3. 执行器安装：将执行器安装在锅炉出水管道处，保证与水流方向一致，并采用密封结构防止漏水。
五、控制器设计1. 控制器原理：利用PID算法对传感器输出信号进行处理，并输出控制信号给执行器。
2. 控制器选型：选择具有高性能处理能力、可编程性强、稳定性好的PLC作为控制器。
3. 控制算法：采用PID算法对液位进行调节，根据实际情况调整Kp、Ki和Kd参数。
六、监视系统设计1. 监视系统原理：实时监测锅炉液位变化，并将监测结果显示在监视屏幕上。
2. 监视系统选型：选择具有高分辨率、反应速度快、稳定性好的液晶显示屏。
3. 监视界面设计：设计直观明了的监视界面，包括液位曲线图和实时数值显示等。
七、总结DCS锅炉液位控制系统是一种重要的自动化控制系统，其设计和优化对于锅炉运行的安全和效率具有重要意义。
本文从传感器、执行器、控制器和监视系统等方面进行课程设计，对该系统的实现和应用提供了一定的参考。
锅炉液位控制系统设计实验报告实验目的：1. 掌握锅炉液位控制系统的工作原理，了解常见的液位控制方案。
2. 学习液位传感器的基本原理，并设计并实现一个基于差压传感器的锅炉液位控制系统。
3. 通过实验验证液位控制系统的有效性和稳定性。
实验仪器和设备：1. 差压传感器2. 显示仪3. PLC 控制器4. 冷却塔5. 水泵6. 液压系统7. 电气保护仪实验原理：锅炉液位控制系统的工作原理基于液位的测量和比较，以及相应的控制电路。
常见的液位控制方案有多种，例如浮球传感器、差压传感器、超声波探测器等。
本实验设计并实现的液位控制系统基于差压传感器。
差压传感器是一种能测量液面压力差的传感器，其工作原理基于两个相隔一定距离的孔洞，分别在液位两侧，当液面高低不一时，两孔洞的压力就会不同，导致差压的产生。
根据流体力学原理，液位高度与产生的差压成线性关系，因此通过测量差压即可得知液位高度。
液位控制系统的核心控制器是 PLC 控制器。
PLC 控制器负责对液位信号进行采集和处理，并根据实际需求输出控制信号，控制阀门、水泵等设备的运行。
实验步骤：1. 搭建实验装置：将差压传感器安装在锅炉的水箱上，保证传感器的两个孔洞分别在水面上下两侧，连接传感器与示数仪。
将 PLC 控制器与传感器和执行器（水泵、阀门等）进行连线。
2. PLC 编程：编写 PLC 控制器的程序，实现对液位的控制和保护。
程序中应包含液位传感器的采集功能，液位数据的处理和比较功能，以及对执行器的控制指令。
另外，还需要设置自动保护功能，当液位过高或过低时及时切断加热器、泵等设备的供电，保证设备的安全运行。
3. 实验测试：在实验时，首先注入一定量的水，打开水泵进行循环水处理，同时启动加热器加热。
然后，由 PLC 控制器对液位信号进行采集和处理，控制水泵的开关以维持液位在一定范围内。
实验过程中，应注意观察液位变化和执行器运行状态，并及时调整控制参数。
实验结果与分析：本实验实现了基于差压传感器的锅炉液位控制系统，并通过PLC 控制器对液位信号进行采集和处理，控制水泵的开关以维持液位在一定范围内。
摘要集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
DCS系统在现代化生产过程控制中起着重要的作用。
关键字：集散控制系统；微处理器；最优化控制目录1. 概述 (1)2.通用版及嵌入版MCGS组态软件 (5)2.1锅炉液位控制工程文件建立 (5)2.2锅炉液位控制画面设计 (11)3.被控对象设计 (17)3.1实验装置简介 (17)3.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (18)3.3被控对象的结构设计 (18)3.4被控对象工艺流程图 (19)4.控制系统设计 (19)4.1控制系统原理分析及控制方案设计 (19)4.2一次仪表选型设计 (21)4.3 DCS选型设计 (25)5.DCS组态设计 (26)5.1 DCS硬件组态设计 (26)5.2 DCS软件组态设计 (28)5.3 DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (32)5.设计总结与体会 (34)6.参考文献 (35)1. 概述集散控制系统（Distributed control system）是以微处理器为基础的对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统，简称DCS系统。
该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人-机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。
过程控制系统实验报告专业 xxxxxx班级 xxxxxxxxx学生姓名 xxxxxx学号 xxxxxxxx锅炉汽包水位控制系统设计一、控制要求设计一个汽包水位控制系统，使汽包水位维持在90CM，稳态误差±0,5CM，以满足生产要求。
二、完成的主要任务1.掌控锅炉生产蒸汽工及其工作流程2.对被控对象进行特性分析，画出汽包水位控制系统方框图和流程图3.选择被控参数和被控变量，说明其选择依据4.设计控制系统方案，如何选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标5.说明单回路控制系统4个环节的工作形式对控制过程6.对控制进行PID控制说明其参数整定理论7.对锅炉汽包水位进行simulink仿真，对参数进行整定，其仿真图要满足动态性能指标8.总结实验课程设计的经验和收获过程控制系统实验报告............................... - 0 -第一章锅炉汽包水位控制系统的组成原理............ - 3 -1.1 概述............................................ - 3 -1.2 锅炉生产蒸汽工艺简述 ............................ - 4 -1.3 锅炉生产蒸汽工作流程 ............................ - 4 - 第二章锅炉汽包水位控制系统的方案设计............... - 5 -2.1 对被控对象进行特性分析 ............................ - 5 -2.2汽包水位控制系统方框图和流程图..................... - 6 -2.2.1 液位控制系统的方框图.................................. - 6 -2.2.2 液位控制系统的方案图.................................. - 6 -2.3选择被控参数和被控变量............................. - 7 -2.4选择检测仪表，说明其选择原则和仪表性能指标 ......... - 7 -2.4.1传感器、变送器选择 ..................................... - 8 -2.4.2执行器的选择........................................... - 8 -2.4.3关于给水调节阀的气开气关的选择。
目录一、《控制系统分析与综合》任务书31.1、工程训练任务31.2、工程训练目的31.3、工程训练内容31.4、工程训练报告要求41.5、工程训练进度安排41.6、工程训练考核办法5二、总体设计方案52.1、控制系统目标52.2、控制系统要求5三、硬件设计63.1、PLC系统设计的基本原则63.2、PLC控制系统设计的基本内容和步骤73.2.1、设计的基本内容73.2.2、设计的基本步骤73.3、PLC的选型73.3.1、PLC机型选择83.3.2、PLC容量的选择8四、软件设计94.1、PLC相关设定94.1.1、PLC的元件分配94.1.2、PLC程序顺序功能图104.1.3、PLC程序104.1.4、PID控制器参数整定13五、组态监控软件的设计145.1、建立新工程145.2、建立通讯口155.3、新建变量165.4、新建监控画面17六、运行调试步骤与结果196.1、调试步骤196.2、运行结果20七、收获与小结22八、参考文献23一、《控制系统分析与综合》任务书题目：液位控制系统设计1.1、工程训练任务本实训综合运用自动化原理、PLC技术以及组态软件等相关课程，通过本实训的锻炼，使学生掌握自动化系统的基础理论、技术与方法，巩固和加深对理论知识的理解。
本课题针对液位控制系统作初步设计和基本研究，该系统能对水箱液位信号进行采集，以PLC为下位机，以工控组态软件组态王设计上位机监控画面，运用PID控制算法对水箱液位进行控制。
1.2、工程训练目的通过本次工程训练使学生掌握运用组态王软件及PLC构建工业控制系统的能力，增强学生对PLC控制系统以及组态王软件的应用能力，培养学生解决实际问题的能力，为今后从事工程技术工作、科学研究打下坚实的基础。
1.3、工程训练内容1)确定PLC的I/O分配表；2)根据PID控制算法理论，运用PLC程序实现PID控制算法；3)编写整个液位控制系统实训项目的PLC控制程序；4)在组态王中定义输入输出设备；5)在组态王中定义变量；6)设计上位机监控画面；7)进行系统调试。
控制仪表课程设计锅炉液位设计控制仪表课程设计锅炉液位设计 1 太原理工大学课程设计课程设计报告设计题目锅炉液位课程设计课程名称控制仪表与计算机控制装置姓名学号班级自动化设计日期2015年6月24日21 锅炉液位课程设计锅炉液位课程设计目录序摘要…………………………………………………………………P4 一设计任务和要求………………………………………………………P5 二控制系统硬件配置2-1 被控对象的结构设计和模拟特性简要说明……………………P7 2-2 控制系统一次仪表和DCS I/O 点接线图…………………P7 2-3 DCS 卡件配置图………………………………………………P8 2-4 DCS 系统地址配置表…………………………………………P8 三DCS软件组态3-1 控制组态设置……………………………………………………P10 3-2系统工艺流程图………………………………………………P17 3-3 操作小组设计及操作权限设计说明……………………………P17 四编译运行结果………………………………………………………P18 五DCS 系统闭环运行调试结果分析与说明……………………………P20 六课程设计总结…………………………………………………………P21 参考文献摘要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：(1)被控对象特性设计组态；(2)控制系统一次仪表选型设计；(3)控制系统设计；(4)DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；(5)DCS控制回路组态设计；(6)DCS操作站组态设计；(7)DCS系统闭环运行调试DCS控制系统是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等4C 技术，其基本思想是分散控制、集中操作、分级管理、配置灵活、组态方便。
编号XXXX —XX —XX 控制仪表与装置课程设计锅炉液位控制系统设计报告学院：专业：班级：学生姓名：XXXX学号：XXXXXXXX指导教师：XXXX设计时间：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成绩:摘要本文档是控制仪表与装置课程设计报告的格式要求与各部分内容的撰写说明。
课程设计报告是同学完成课程设计后的技术总结报告，属于专业技术文献的一种，要求其内容完整、叙述清晰、设计原理正确，版面设计简单、格式统一。
参加本课程设计的同学要按照本文档要求，提交一份设计报告及相应的电子文档（包括组态文件和设计报告文档）。
电子文档存放要求：（1）以班级为名建立文件夹，女口：自动化XXXX班一控制仪表与装置课程设计资料。
（2）每个班级文件夹下，建立6个设计小组的文件夹，以班级和组号命名，女口：xxxx 班xx组。
（3）每个小组文件夹下，建每位同学的文件夹，以各自的姓名命名，文件夹内存放各自的组态文件和设计报告文档。
（4）组态文件和设计报告用“学号+名字”命名。
报告书要求采用A4纸打印，版面设置左右边距为30mm，上下边距为25mm。
打印的报告要求包括：封面、摘要、目录、报告正文四部分。
每部分格式和内容要求见本文档正文内容。
目录1. 概述 (1)1.1课程设计的性质、目的和任务 (1)1.2课程设计的主要内容与要求 (1)1.2.1主要设计内容 (1)1.2.2设计基本要求 (1)2. 被控对象设计 (2)2.1实验装置简介 (3)2.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (3)2.3被控对象的结构设计 (3)2.4被控对象工艺流程图 (4)3. 控制系统设计 (4)3.1控制系统原理分析及控制方案设计 (4)3.2 一次仪表选型设计 (5)3.3DCS选型设计 (6)3.4控制系统接线设计 (7)4. DCS组态设计 (8)4.1DCS硬件组态设计 (8)4.1.1DCS卡件配置图 (8)4.1.2DCS系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表 (8)4.2DCS软件组态设计 (9)4.2.1I/O 组态 (9)4.2.2控制回路组态 (10)4.2.3操作站组态 (10)4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (12)5. 设计总结与体会 (13)6. 参考文献 (13)1•概述1.1课程设计的性质、目的和任务《控制仪表与装置课程设计》是自动化专业必修实践性教学环节。
按自动化专业培养计划要求，在学完专业限选课《控制仪表与装置》后，安排《控制仪表与装置课程设计》。
其目的是使学生在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程性设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。
1.2课程设计的主要内容与要求1.2.1主要设计内容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：（1）被控对象特性设计组态；（2）控制系统一次仪表选型设计；（3）控制系统设计；（4）DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；（5）DCS控制回路组态设计；（6）DCS操作站组态设计；（7）DCS系统闭环运行调试。
1.2.2设计基本要求（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“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。
（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“控制仪表与装置实验指导书”）。
（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。
2.被控对象设计2.1实验装置简介该系统的实验装置包括水箱、水槽、锅炉各一个，各种变送仪表共计八块，以及各种管道阀门若干。
由本系统的各实验装置可构成锅炉进水流量定值调节，并联管路压力定值调节，锅炉液位定值调节等系统典型生产工艺流程。
实验装置清单如下：2.2被控对象特性说明（过程工艺分析）本系统中被控对象是锅炉，因锅炉是用于加热的容器，所以存在上下限制值，而且由于加热效率等问题，就期望锅炉液位可以稳定在某一给定值上，所以以锅炉液位作为被控变量，进水发门开度为控制变量。
以锅炉液位为反馈变量构成单回路控制系统，并采用PID算法进行控制，通过改变阀门开度，实现锅炉水位稳定在给定值附近的目的。
2.3被控对象的结构设计2.4被控对象工艺流程图控制系统设计3.1控制系统原理分析及控制方案设计(1)根据所组态的被控生产流程(被控对象)的工艺要求，确定控制系统的控制方案为单回路控制系统，要求控制系统原理框图如下:控制系统原理框图(2) 根据被控对象的生产流程和控制要求， 确定调节阀为气开形式， 控制器为反作用空控制。
V39 Y_|高位水箱(溢流)2C x\1J .L380V计量水槽(大)£?<}——cfeV25 标 题锅炉液位调节流程图(P&ID)实验名称实验二：仪表控制系统调试第3张 共3张FIT 21syzds-03proctrllab-01V40拟制 谢刚审核 批准太原理工大学信息工程学院自动化系3.VC1M水泵0-250KPa PIPE-1 V38V42进水压力 V43 P 2VC20-300L/hH2V27文档编号项目编号 V210-300L/hFI 20-100%FE2L^（3）工艺管道流程图（P&ID图）。
3.2 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，（1）编制一次仪表位号。
(2)3.3DCS选型设计3.4控制系统接线设计控制系统接线图。
4. DCS 组态设计4.1DCS 硬件组态设计4.1.1DCS 卡件配置图2 5 6 13 是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余 模块名称电源供电 卡主控制卡 数据转发 卡 电流信号 输入卡 电流信号输入卡模拟 量输 出卡 型号 PS221SP243X SP233 SP313 SP313SP3224.1.2DCS 系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表（个工作小组分布情况）站名 机位IP 地址2#控制站2#CS 128.128.1.2 工程师站/操作站A1 128.128.1.131 工程师站/操作站 A2 128.128.1.132 工程师站/操作站 B1 128.128.1.141 工程师站/操作站B2 128.128.1.142 工程师站/操作站 C1 128.128.1.151 工程师站/操作站C2 128.128.1.152Server （卡 1）128.128.1.129（各站点IP 地址）Al A2Bl B24.2DCS软件组态设计I/O卡件地址I/O卡件地址位号量程单位阀特性信号制注释00电流信号输入02AI0M10—100%进水阀位03AI0M20—100%出水阀位01电流信号输入00AI0FE10—400L/h进水流量01AI0EF20—400L/h出水流量02AI0LT10—400ml水箱液位03AI0LT20—400ml锅炉液位10模拟量输出卡00AO0M1气开型川型进水阀控制01AO0M2气开型川型出水阀控制三基室惮a □妁淤9册山甌[0]WDM1 二[1]W0M2池P1 鶴冏啣LT1-臆【1】W0LT2 鶴PWFE1：惓【3】AMJFE2 &单M 卷冏AOOM1• U [1] ADM2S-J常嘶方案S阿1回】自週理眉蝴-曹TEAM0DL:-#螂面由览UI4.2.2控制回路组态瞬瓏謝廉可=观欷卡REF 72 才叶件叵聲整連團删螂燧卡_即叶件」1爛423操作站组态小组设计及操作权限设计说明;六个工作点中，其中一个为工程师站（ C1或C2）,负责将程序下载到 DCS 控制系统中，以及当控制系统出现时修改程序；其余五个为操作员站，负责观察监控现场各项指标。
课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统总貌画面;进水阀检AIOlNR79. 853 U出水阀位A10U2NR&011 S水箱液位AI0LT1 NR227. 688 IT L锅炉液炕AI0LT2 NR178.071 IT £进水拡量AIOPEI NR 1291 眈 L/h出水流量AI0FE2NR弧 470 L/hSO2J.000 L0 KAN' ^8. IS&IT LS02JL001 NR 询 B&, 079胆课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统分组画面;鹦［1］ 白血［2］-般【0］曲現 鴛⑴ATOL 驚【2】WOF 鬱⑶A1DF 白曲［10］ -鴛［闪404 -般［1］心 主控创卡回Z]00单回驚回陪[AI0LT1] [SQ2JJCICI0]输岀[他0M1J01回8g ： [AioLrn[soE_uni]输岀(XDCMI )岀|0] 凸[1]'.91 0\目4M001.SWfii ®■d [1]■-粗®BHH 口常地回路设盂课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统趋势画面;课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统工艺流程画面;AI0K1 AL0I2%*PV:28J6740.635HR[HR1W100 、gI 010 -000模入I进水阀也出水阀位水箱鞭也 AI0LT1 KL212.2690.000 AI0FE1 AI0FE2P7:LZh 306.422 P7： L/h 345J0S |NR1,000NR 4DC||rOOO0 .000.000模入 进水谎量岀水凉量O.MOAI0LTg1L 261.291 502J-000 Stt2 LC»i nLanl PV: 125,619 PV: 173.B7S 37: 63.910R7:11.89 % MV:119.06 光追\ e幵 4OQ r W»水箱液位工程鹹报程舷：MR手工医信=「t.QM手工兰這^100-000r 1*6下嘏：n.ncD嵩限Ht=«ifipy=r24DLB79低FF 5=ILBDI報曹使能低低机=0.9D0&奈止ILBDI广可用AI0LT1叫半1C9：43：14231013W:1T：3B・・4CO.OOOO.QOQ4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明(1) 控制系统闭环运行曲线。
