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SIS仪表维护及操作旁路的设计应用摘要：国家在快速的发展，社会在不断的进步，在旁路状态下，安全仪表系统（ＳＩＳ）的安全仪表功能（ＳＩＦ）及其安全完整性等级（ＳＩＬ）都受到限制，旁路的设计和操作管理成为ＳＩＳ中的关注焦点。
从工程设计角度出发，针对仪表维护旁路开关和操作旁路开关的设计和设置原则等，进行了探索。
以航煤加氢装置的３个典型联锁控制为例，提出了不同的旁路开关设计方案。
应用表明：设计方案效果良好，保证了装置ＳＩＳ的顺利投用与运维。
关键词：安全仪表系统；维护旁路开关；操作旁路开关引言随着中国炼化装置朝着大型化发展，安全仪表系统（ＳＩＳ）已广泛应用于炼油工艺及设备的防护场合，成为自控领域的一个重要分支。
在ＳＩＳ的使用过程中，旁路状态下安全仪表功能（ＳＩＦ）及其安全完整性等级（ＳＩＬ）都受到限制，因而旁路的设计和操作管理，成为ＳＩＳ设计中的关注焦点。
根据GB/T 50770-2013《石油化工安全仪表系统设计规范》［２］，旁路开关可划分为“维护旁路开关”和“操作旁路开关”两种形式，笔者结合某炼化项目，对“维护旁路开关”和“操作旁路开关”的设计及设置与否进行相关探讨。
1 仪表维护旁路开关的功能及设置原则维护旁路开关主要是为ＳＩＳ的变送器以及检测开关等现场仪表设备在线检修而设置的。
在维护旁路开关投用期间，操作人员应有其他措施始终保持对工艺过程状态的检测和指示。
当传感器被旁路时，操作人员也应有其他手段和措施触发该传感器对应的最终执行元件。
操作旁路开关的投用应有明确的操作程序，并纳入到功能安全评估和现场功能安全审计的范围之内。
维护旁路开关应设置在输入信号通道上；维护旁路开关的动作应设置报警和记录。
对于“ＭｏｏＮ”表决机制的变送器信号，维护旁路开关逻辑设计要考虑降级模式对安全性和可用性的影响。
2 仪表操作旁路开关的功能及设置原则操作旁路开关主要用于工艺开工和特殊过渡过程，在工艺过程变量从初始值到正常值期间，将输入信号暂时旁路，避免ＳＩＳ最终执行元件动作，使工艺过程置于安全状态。
DCS调试报告我公司热工系统在公司和安装公司的配合下，在进行机组试运的过程中进行了相应的调试。
现将运行人员所提存在缺陷的处理情况汇报如下（已经处理的不再列举）。
以上为运行人员所提问题中未能解决的，可能还有不全面的，我们将在相关人员的配合下进行校核。
另，目前一期二期设备不能互相联锁，给运行人员运行操作造成很大的困难，为此，有两个方案可供选择：1、在适当的时候对一期DCS的T940进行升级，使其达到二期的水平。
然后，对一、二期DCS进行合并，将二者的策略合并，重新下载。
缺点是需要两个机组的控制都将有几分钟的停顿时间，对生产的安全性有一定的印象，且要求运行人员必须牢记运行参数，以便更新后迅速将运行参数恢复到正常状态，即有一定的危险性。
好处是不需要增加任何卡件和昂贵的T940即可作到控制系统冗余。
2、将一期、二期的设备联锁相关参数作到其中任意一期的控制策略内。
缺点是：1、需要重新增加卡件，以便输入两个机组的联锁值，同样要对选定机组的控制策略进行修改，并需要对该期的机组暂时停止运行。
2、由于联锁策略只能做在选定的控制策略内，另一个机组的运行人员将不能对联锁进行监控，存在一定的安全隐患。
3、为了作到两个控制系统都能有冗余，还必须增购两个昂贵的T940、一个T940底座。
综上所述，第一个方案占一定的优势。
但是，将来生产中如果需要对DCS控制策略做任何的变更，都必须重新下载。
在重新下载的几分钟内DCS将不能进行任何的操作。
由于方案1中的两个机组都是合并在一起控制的，下载过程中两个机组运行监控都必须停顿几分钟。
方案2中由于两个机组是分开冗余的，只需将有两个机组的联锁解除，就可以在只停止一个机组的情况下，对控制策略进行更新。
由于我们的经验少，相信其他电厂会有更好的办法可以借鉴。
因此，恳请领导能够组织我们到其他电厂参观学习热工系统，以便借鉴他人的优秀设计方法，改进我们的控制方案。
2004．4．20。
过程控制及仪表实验指导书襄樊学院实验装置的基本操作与仪表调试一、实验目的1、了解本实验装置的结构与组成。
2、掌握压力变送器的使用方法。
3、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。
二、实验设备1、THKGK-1型过程控制实验装置GK-02 GK-03 GK-04 GK-072、万用表一只三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-02、GK-03、GK-04、GK-07挂箱由右至左依次挂于实验屏上。
并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。
2）、先打开空气开关再打开钥匙开关，此时停止按钮红灯亮。
3）、按下起动按钮，此时交流电压表指示为220V，所有的三芯蓝插座得电。
4）、关闭各个挂件的电源进行连线。
2、系统接线：1）、交流支路1：将GK-04 PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负），GK-07的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U1、V1、W1”输入端；GK-07 的“SD”与“STF”短接，使电机驱动磁力泵打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STR”短接）。
2）、交流支路2：将GK-04 PID调节器的给定“输出”端接到GK-07变频器的“2”与“5”两端（注意：2正、5负）；将GK-07变频器的输出“A、B、C”接到GK-01面板上三相异步电机的“U2、V2、W2”输入端；GK-07 的“SD”与“STR”短接，使电机正转打水（若此时电机为反转，则“SD”与“STF”短接）。
3、仪表调整：（仪表的零位与增益调节）在GK-02挂件上面有四组传感器检测信号输出：L T1、PT、L T2、FT（输出标准DC0~5V），它们旁边分别设有数字显示器，以显示相应水位高度、压力、流量的值。
对象系统左边支架上有两只外表为蓝色的压力变送器，当拧开其右边的盖子时，它里面有两个3296型电位器，这两个电位器用于调节传感器的零点和增益的大小。
课程设计报告( 2015--2016年度第一学期)名称：过程控制课程设计题目：主汽温度控制系统设计院系：自动化设计周数： 1周日期：2016年 01月20日《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。
三、进度计划四、设计（实验）成果要求1、绘制所设计热工控制系统的的SAMA图；2、根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3、撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：指导教师：2016年01月20日一、课程设计的目的与要求1、目的“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
2、要求设计分为两个阶段：设计前期工作及设计工作。
（一）设计前期工作 主要内容：（1）查阅资料。
对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量； （2）确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平；（二） 设计工作（1）根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图； （2）根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID 图）； （3）根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA 图；（包括系统功能图和系统逻辑图） 系统功能和逻辑：系统控制结构，系统的自动控制和手动操作，系统手动与自动的双向无扰动切换，系统投自动或切手动的条件 。
课程大作业设计报告(2019-- 2020年度第2学期)课程名称：控制装置与仪表B题目：车载冰箱温度控制系统设计与仿真院系：控制与计算机工程学院班级：自动化1704学号：120171070716学生姓名：郭云泉指导教师：张文彪设计周数：2周成绩：日期：2020年5月19日一、设计要求1.根据以下控制装置的组成设计一个车载冰箱温度控制系统（半导体制热和制冷），并说明变送器、控制器和执行器的选型以及相应装置的特点，同时阐述整个系统的控制流程。
图1 控制装置的组成2.假设车载冰箱温度控制系统被控对象的传递函数为()1seG ss-=+，控制系统的采样周期T为0.5s，基于Matlab软件编写控制算法，实现以上系统对阶跃式温度设定的仿真，完成控制器的参数整定,并分析控制参数对系统性能的影响。
二、设计正文1.车载冰箱温度控制系统硬件设计及控制流程描述1.1 温度控制系统总体设计架构整个温控系统由Arduino单片机、LCD显示电路、供用户设置预期温度的按键、电源、驱动电路、温度变送装置、半导体制冷片、保温箱体、变压器组成。
总体设计框架如图2所示：图2各个部分的相应功能：Arduino单片机：整个温控系统的控制器。
按键：调整预期温度。
LCD显示电路：显示预期温度和实时温度。
温度变送装置：检测箱体内的温度并转化为数字量送给单片机。
驱动电路：将单片机输出的不同占空比的数字PWM脉冲信号转化为模拟的电压，并进行功率放大，驱动半导体制冷片输出不同的功率。
半导体制冷片：对箱体内进行制冷。
变压器：将汽车电瓶的12V电压转换为5V电压对温控系统供电，其中LCD显示电路、按键电路、温度变送装置均由单片机供电。
电源：汽车电瓶1.2 控制器的选择此温控系统通过控制器输出不同占空比的PWM，并经驱动电路放大后来控制制冷片功率，从而实现温度调节。
因此，控制器需要有能输出不同占空比PWM的IO接口。
且此温控系统实现的功能比较简单，对控制器运算能力要求比较低，因此选用了Ardiuno Uno单片机作为控制器。
《过程控制系统》课程大作业学院：太原理工大学专业班级：自动化同组人：目录一、DCS系统设计的目的和任务 (2)1．目的 (2)2．任务 (2)二、课程设计的主要内容与要求 (2)1．主要设计内容 (2)2．设计基本要求 (3)三．被控对象的结构设计和模拟特性简要说明 (4)四．“EFPT过程控制实验装置”阀门状态表 (5)五．一次仪表选型表； (7)六．带测控点的工艺管道流程图（P&ID图） (8)七．控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图 (9)八．DCS卡件配置图； (10)九．DCS系统（控制站卡件）地址配置表； (11)十．DCS I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表 (13)十一.控制回路方框图； (15)十二第五组课程设计必备任务 (16)1水箱液位L2定值调节之一（VC1作出水量执行器）的流程图 (16)2 压力P2定值调节之五（用水泵作水源、变频器作执行器的串联式压力调节）的流程图 (17)3 锅炉液位L2调节之一串级进水流量F1调节的流程图 (17)十三.课程设计总结 (18)十四.参考文献 (18)总管图 (19)一、DCS系统设计的目的和任务1．目的在深入理解已学的有关过程控制和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统设计方法、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。
2．任务（1）培养学生独立从事DCS控制系统项目的设计能力。
（2）培养学生根据工艺过程、工艺条件和工艺要求，制定正确的控制方案的能力。
（3）培养学生采用计算机辅助设计软件和工具进行电气线路图设计，采用计算机编写设计报告的计算机应用能力。
（4）培养学生严肃认真的科学态度和积极创新精神。
二、课程设计的主要内容与要求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）D CS控制装置的I/O点配置与组态设计；（5）D CS控制回路组态设计；（6）D CS操作站组态设计；（7）D CS系统闭环运行调试。
***企业设计安全诊断报告书项目单位名称：项目单位法定代表人：项目单位主要负责人：项目单位联系人：项目单位联系电话：（项目单位公章）年月日设计工作人员组成设计人：报告编制人：审核人：批准人：设计单位：设计单位法定代表人：设计单位联系人：设计单位联系电话：（设计单位公章）年月日目录前言一、企业基本情况（一）企业名称、地址和安全生产许可证取证情况（二）无正规设计化工装置的规模（三）主要原材料和产品二、诊断检查发现的问题和隐患（一）工艺技术及流程（二）主要设备和管道（三）自动控制（四）重要设备设施布置三、整改的意见建议（一）一般事故隐患（二）重大事故隐患四、相关法律、法规、规章及标准目录五、有关图表总平面布置图，生产和储存装置（设施）、气体检测平面布置图，工艺管道及仪表流程图，爆炸危险区域划分图，主要设备、特种设备、安全设施一览表前言连云港市丽港稀土实业有限公司（以下简称“丽港稀土”）于1997年成立的一家集科、工、贸于一体，现代化新型稀土冶炼分离的民营科技企业，是连云港第一家拥有进出口自营权的民营企业，位于江苏省连云港市国家级开发区—连云经济技术开发区，公司地址是连云港市连云开发区经六路10号。
公司占地33公亩，现有职工300名，技术人员60名，高级工程师5名，拥有固定总资产5亿元，净资产1.7亿元人民币。
目前公司具有年分离5000吨氟碳铈氯化稀土及稀土富集物的生产能力，拥有完整的现代化分离设备，采用国内先进的联动模糊萃取的稀土分离技术和无氨氮皂化工艺，生产10系列（镧、铈、镧铈、镨、钕、镨钕、钐铕钆、抛光粉、荧光粉、长余辉蓄发光等系列）20种类70多品种的稀土单一化合物和共沉物产品。
公司于2008年取得危险化学品生产许可证，2009年通过危险化学品从业单位三级安全标准化考评。
该企业的5000吨（REO）/年分离项目，未经正规设计。
根据《关于开展化工装置设计安全诊断工作的意见》（鲁安监发[2011]118号）及关于印发《烟台市化工装置设计安全诊断工作方案》的通知（烟安监〔2011〕118号）。
工业自动化仪表课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握工业自动化仪表的基本原理、结构、功能和应用，培养学生具备工业自动化仪表的安装、调试、维护和故障处理的能力。
具体分解为以下三个层面：1.知识目标：使学生了解工业自动化仪表的分类、原理、结构、功能和性能，理解工业自动化仪表在现代工业生产中的应用，掌握工业自动化仪表的安装、调试、维护和故障处理的基本方法。
2.技能目标：培养学生具备工业自动化仪表选型、安装、调试、维护和故障处理的能力，使学生能够独立完成工业自动化仪表相关项目的设计和实施。
3.情感态度价值观目标：培养学生对工业自动化仪表行业的热爱和敬业精神，使学生认识到工业自动化仪表在现代工业生产中的重要地位，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工业自动化仪表的基本原理、结构、功能和应用，具体涵盖以下几个方面：1.工业自动化仪表的分类和原理：温度仪表、压力仪表、流量仪表、液位仪表、成分分析仪表等。
2.工业自动化仪表的结构和功能：传感器、变送器、显示器、执行器等。
3.工业自动化仪表的应用：自动化控制系统、工业过程检测与控制、自动化仪表在典型行业中的应用等。
4.工业自动化仪表的安装、调试、维护和故障处理：仪表选型、安装位置、安装方式、调试方法、维护注意事项、故障诊断与处理等。
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，主要包括：1.讲授法：系统地传授工业自动化仪表的基本原理、结构和功能，使学生掌握相关理论知识。
2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解工业自动化仪表在实际工程中的应用和解决问题的能力。
3.实验法：学生进行实际操作，使学生掌握工业自动化仪表的安装、调试、维护和故障处理方法。
4.讨论法：学生针对实际问题进行讨论，培养学生的思辨能力和团队协作精神。
四、教学资源为了保证教学质量和效果，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统、全面的学习资料。
GDGM-QR-03-074-B/1Guangdong College of Industry & Commerce毕业综合实践报告Graduation synthesis practice report题目：PLC控制的变频－工频双回路恒压供水控制系统的设计(in English) Design of frequency - frequency PLC control double loop constant pressure water supply control system系别：电气自动化系班级：12机电一体化（3）班完成日期：6/2015摘要本设计根据供水要求，设计了PLC控制的变频－工频双回路恒压供水控制系统。
变频恒压供水控制系统由可编程控制器、变频器、水泵机组、压力传感器、工控机等构成。
本系统包含两台水泵电机，它们组成变频循环运行方式。
采用变频器实现对四相水泵电机的软启动和变频调速。
压力传感器检测当前水压信号，送入PLC与设定值比较后进行PID运算，从而控制变频器的输出电压和频率，进而改变水泵电机的转速来改变供水量，最终保持管网压力稳定在设定值附近。
通过工控机与PLC 的连接，采用组态软件完成系统监控，实现了运行状态动态显示及数据、报警的查询。
变频恒压供水技术具有较先进的技术、水压恒定、操作方便、运行可靠、节约电能、自动化程度高等有点。
关键词：变频恒压供水系统；可编程控制器（PLC）目录一、绪论 (1)（一）课题的提出 (1)（二）变频恒压供水系统的国内外研究现状 (1)（三）本课题的主要研究内容 (2)二、控制方案确定及系统的理论分析 (3)（一）变频恒压供水系统控制方案的确定 (3)1.控制方案的比较和确定 (3)2.变频恒压供水概况 (4)（二）变频恒压供水系统的理论分析 (4)1.变频恒压供水系统的节能原理 (4)2.电动机的调速原理 (5)（三）变频恒压供水系统的设计构想 (6)1.变频恒压供水系统的组成和原理图 (6)2.变频恒压供水系统控制流程 (8)3.水泵切换条件 (9)三、系统的硬件设计 (10)（一）主设备选型 (10)1.主设备选型 (10)2.PLC 及其扩展模块的选型 (11)3.变频器的选型 (11)4.水泵机组的选型 (12)5.压力变送器的选型 (12)6.液位变送器的选型 (13)（二）系统主电路分析及其设计 (13)（三）系统控制电路分析及其设计 (14)（四）PLC的I/O端口分配及外围接线图 (16)四、系统的软件设计 (18)（一）系统软件设计分析 (18)（二）PLC程序设计 (19)1.控制系统主程序程序设计 (19)2.控制系统子程序设计 (21)（三）PID控制器参数整定 (30)1.PID 控制及其控制算法 (30)2.PID 参数整定 (31)五、结束语 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)附录图1主电路图 (36)附录图2控制电路图 (37)附录图3主程序流程图 (38)附录图4主程序梯形图 (39)一、绪论水是生产生活中不可缺少的重要组成部分，在节水节能已成为时代特征的现实条件下，我们这个水资源和电能短缺的国家，长期以来在市政供水、高层建筑供水、工业生产循环供水等方面技术一直比较落后，自动化程度低。
天津城建大学课程设计任务书2017 -2018学年第2学期控制与机械工程学院电气工程及其自动化专业班级姓名学号课程设计名称：过程控制设计题目：锅炉汽包液位控制完成期限：自 2018 年 6 月 11 日至 2018 年 6 月 15 日共 1 周设计依据、要求及主要内容：一、设计任务加热炉出口温度控制系统，测取温度对象的过程为：当系统稳定时，在温度调节阀上做3%变化，输出温度记录如下：试根据实验数据设计一个超调量25%δ≤的无差控制系统。
具体要求如下：p（1）根据实验数据选择一定的辨识方法建立对象的数学模型；（2）根据辨识结果设计符合要求的控制系统（控制系统原理图、控制规律选择等）；（3）根据设计方案选择相应的控制仪表；（4）对设计的控制系统进行仿真，整定运行参数。
二、设计要求采用MATLAB仿真；需要做出以下结果：（1）超调量（2）峰值时间（3）过渡过程时间（4）余差（5）第一个波峰值（6）第二个波峰值（7）衰减比（8）衰减率（9）振荡频率（10）全部P、I、D的参数（11）PID的模型（12）设计思路三、设计报告课程设计报告要做到层次清晰，论述清楚，图表正确，书写工整；详见“课程设计报告写作要求”。
四、参考资料[1] 何衍庆．工业生产过程控制（1版）．北京：化学工业出版社，2004[2]邵裕森．过程控制工程．北京：机械工业出版社2000[3]过程控制教材指导教师（签字）：系主任（签字）：批准日期：2018 年 6 月 1 日目录1、绪论 (1)1.1锅炉的工作过程简介 (1)1.2锅炉汽包水位自动控制的意义 (1)1.3 锅炉液位控制的难点 (1)2、汽包锅炉水位控制系统的设计 (2)2.1概述 (2)2.2单冲量控制系统 (2)2.3双冲量控制系统 (2)2.4三冲量控制系统 (3)2.4.1单级三冲量控制系统 (3)2.4.2串级三冲量控制系统 (4)3、锅炉汽包水位的动态特性的数学建模 (5)3.1给水流量作用下的动态特性 (5)3.2 蒸汽流量扰动下的动态特性 (6)3.3 根据所给数据进行曲线拟合 (6)3.3.1相关MATLAB程序及结果 (6)3.3.2控制变量的确定 (7)3.4串级三冲量的框图 (8)4、硬件选择 (9)4.1流量传感器选择 (9)4.2水位传感器选择 (9)4.3电机的选择 (9)4.4接触器的选择 (9)4.5阀的开闭选择形式 (9)5、PID参数的整定和SIMULINK仿真 (9)5.1串级三冲量仿真电路图的搭建 (10)5.2串级三冲量PID参数的整定 (10)5.3仿真分析 (12)总结 (13)参考文献 (13)1、绪论1.1锅炉的工作过程简介锅炉是我国工业生产和日常生活中应用最广泛的热工设备。
过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。
本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。
实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。
仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。
对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。
学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。
同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。
本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。
由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。
用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。
水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。
二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。
锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。
做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。
加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。
采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。
整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。
为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。
检测上、下二个水箱的液位。
其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。
输出信号：4~20mA DC。
LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。
综合5 基于PID的温度串级闭环控制系统设计一、项目重点采用S7-200PLC进行双闭环温度串级控制系统的硬件与软件设计；PLC模拟量输入/输出与组态王通讯时的定义、连接与趋势显示等。
二、系统组成系统由“PC上位机、PLC控制器、晶闸管调功器、加热炉对象”等组成；加热炉对象由温度内胆、夹套、水系统、加热器、温度检测变送器等组成。
上位机装有和组态王监控软件，完成PLC控制程序设计与系统监控等功能。
控制器采用S7-200PLC并扩展四路模拟量输入/一路模拟量输出的EM235模块，模拟量输入端口可实现电流输入和电压输入，当要输入电流时，须把RA和A+端口短接，RB和B+端口短接；模拟量输出端口可输出电压信号也可输出电流信号，模拟量输入/输出选用4～20mA电流信号。
晶闸管调功器接收PLC输出的 4～20mA电流信号，控制加在内胆加热器两端的0～220VAC电压的变化。
控制过程是：夹套温度主给定量SV1与夹套温度主反馈量PV1比较后得到误差信号e1，经主控制器进行PID算法运算，输出控制量OUT1作为副控制器(设定在外给定)的给定，并与内胆温度副反馈量PV进行比较得到误差信号e0，经副控制器进行PID运算，输出控制量OUT作为晶闸管调功器的输入信号，来控制输出电压的变化，从而控制内胆加热器上电压的高低，实时控制内胆温度副被控量和夹套温度主被控量，构成双闭环温度控制系统。
硬件系统设计控制器选用S7-200PLC，CPU为226，数字量输入为24点DC输入，数字量输出为16点晶体管输出，并扩展了模拟量EM235模块(4路模拟量输入，1路模拟量输出)。
被控对象为加热炉内胆与夹套的温度, PLC自动控制加热炉的温度。
设计出的系统方框图和硬件接线图如图5-52、5-53所示。
(1)系统方框图SV为夹套给定温度(主给定量)，偏差e1=SV-PV1，OUT1为PLC主控制器输出的控制量，偏差e0=OUT1-PV, OUT为PLC副控制器输出的控制量，U为晶闸管调功器输出的电压，PV0内胆实际温度(副被控量)，PV1为夹套实际温度(主被控量)，-PV0为内胆温度变送器检测的反馈量，-PV1为夹套温度变送器检测的反馈量。
课程设计报告(2013—2014年度第二学期)名称：过程控制技术与系统题目：600MW超临界直流锅炉主汽温控制系统院系：控制与计算机工程学院班级：姓名：学号：设计周数： 1 周日期： 2014 年6月30日《过程控制》课程设计任务书一、目的与要求“过程控制课程设计”是“过程控制”课程的一个重要组成部分。
通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
二、主要内容1．根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图；2．根据确定控制设备和测量取样点和调节机构，绘制控制系统工艺流程图（PID图）；3．根据确定的自动化水平和系统功能，选择控制仪表，完成控制系统SAMA图（包括系统功能图和系统逻辑图）；4．对所设计的系统进行仿真试验并进行系统整定；5．编写设计说明书。
三、进度计划四、设计（实验）成果要求1．绘制所设计热工控制系统的SAMA图；2．根据已给对象，用MATABL进行控制系统仿真整定，并打印整定效果曲线；3．撰写设计报告五、考核方式提交设计报告及答辩学生姓名：简一帆指导教师：张建华2014年 6月 30 日一、课程设计目的与要求1． 通过实际工业过程对象控制方案的选择、控制功能的设置、工程图纸的绘制等基础设计和设计说明的撰写，培养学生基本控制系统工程设计能力、创新意识，完成工程师基本技能训练。
2． 掌握过程控制系统设计的两个阶段：设计前期工作及设计工作。
2.1设计前期工作（1）查阅资料。
对被控对象动态特性进行分析，确定控制系统的被调量和调节量。
（2）确定自动化水平。
包括确定自动控制范围、控制质量指标、报警设限及手自动切换水平。
（3）提出仪表选型原则。
包括测量、变送、调节及执行仪表的选型。
2.2设计工作（1）根据对被控对象进行的分析，确定系统自动控制结构，给出控制系统原理图。
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变送器设计与实现方案
电子一班：宋肖磊、张善颖、王振昆
一、方案简述：
选择恒流补偿原理变送器电路。将电路设计分为传感器信号
处理电路、电流/电压转换电路、电路稳压保护电路三部分构成。
传感器信号处理电路：
通过传感器AD592收集温度信号，将收集到的
温度信号转换为电流信号，同时通过恒流源补偿电路对得到的电流进行处
理，平移。
电流/电压转换电路：
通过电阻电路将得到的电流信号转变为电压信号，
同时通过电位器的调节，得到所需要的电压。
保护电路：电路由来两个IN4148二极管1K电阻组成，是电路
输出电压保持在0-5V之间，从而用来
实现将输出得到稳定的数据，
起到保护电路的作用。
二、方案原理框图：
三、 电路的原理图
恒流源补
偿电路
传感器接收 电流/电压 转换电路 稳压保护 电路 273uA 273uA~373uA 0~100uA 0~5V
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原理：
通过传感器接收温度信号，输出273-373uA电流，由R1、C1、R2、稳
压管构成恒流源，输出273uA电流，从而得到0-100mA电流；再通过
电阻R4以及滑动变阻器的调节，得到0-5V电压；两个二极管起到保护
电路的作用。最终得到我们需要得到的数据。
四、标定方法：
元件描述T = 0℃，i≠0 或理想运放条件不成立，导致 V0≠0
解决方法：调整VR1，改变 is使 V0= 0 ---调“零”
五、元件描述：
1、元件清单：
a) 温度传感器：AD592 1个
b) 电位器：5K ，10K 各1个
+V
-V
VR1
R4
47KR347K+12-12D31N4148D21N4148D19.1V104104104VR210KVR15K
R2
30K
R1
1K
-12
+12
R5
1K
+5
100u
OP07CP
5
100
V0（摄氏度）
T0(摄氏度)
0
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c) 稳压二极管：1个
d) 二极管：1N4148 2个
e) 电阻：1K 2个、30K 1个、47K 2个
f) 电解电容：100u 1个
g) 电容：104 3个
h) 反相运算放大器：OP07CP 1个
i) 线路板：1片
j) 其他元件：导线、焊锡若干
2、元件介绍：
（1）AD592输出电流与温度成线性关系，抗干扰能力高，精度
满足设计要求，影响速度快，信号调理电路容易实现。
其特性：
供电：+4v~+30v
温度系数：1uA/oK
0摄氏度输出：273.2uA
工作温度：-25摄氏度~+105摄氏度
非线性误差：0.1摄氏度~0.5摄氏度
重复误差：正负0.1摄氏度
时飘：正负0.1摄氏度/月
AD592的封装图：
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温度输出特性曲线
：
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AD592的参数：
（2）反相运算放大器OP07CP具有低输入偏移电压(10uV)、低漂移电压
(0.2uV/℃)和宽范围的供电电压(±3V-±18V) 1和8为偏置平衡(调零端)，2为反向
输入端，3为正向输入端，4接地，5空脚 6为输出，7接电源+
封装图：
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参数：
