A3000过程控制装置
综合实践报告
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2011年1月9日
77780278.doc综合实践报告
一、实验目的
1、熟悉A3000实验装置的工艺流程。
2、熟悉使用浙大中控DCS系统，了解DCS系统的工作原理。
3、掌握使用DCS系统组态软件进行组态和设计控制系统基本过程。 4、在A3000实验装置上完成水箱液位自动控制系统的设计与分析。 5、深入理解控制器参数的调整原理。
二、实验内容
（一）、熟悉工艺流程，绘制装置流程图。
1、任务要求：
（1） 熟悉系统的工艺流程，了解装置上的检测点和执行机构并进行记录。 （2） 了解装置上各个手动阀和泵的作用。 （3） 了解电磁阀的作用和工作原理。 （4） 了解变频泵的作用和工作原理 （5） 掌握如何开启、关闭系统。
（6） 在前几步的基础上进行如下操作：
a). 使用工频支路给上水箱上水。 b). 使用变频支路给上水箱上水。 c). 使用工频支路给下水箱上水。 d). 使用变频支路给下水箱上水。
e). 使用工频支路给锅炉上水，观察锅炉水位，当锅炉水位达到30%时，关闭上水泵。
f). 使用变频支路给锅炉上水，当锅炉水位达到70%时，关闭上水泵，并放空锅炉内的水。
（7） 绘制整个工艺过程的工艺流程图
2、完成步骤
（1）、测试系统，在弄清系统的管路连接后手工绘制流程图。在流程图中标注A3000
装置中的所有管道，锅炉，水槽，水泵，调节阀和传感器等元件。 （2）、完成主控卡和控制站的组态。其组态顺序为先组态主控制卡，然后组态I/O
卡件，再组态I/O点，最后组态控制方案。（注：其各自组态地址如表1—表4所示。
地址表中只列出了第四组装置用到的组态地址）。
a、主控制卡组态。主控制卡的组态是总组态的第一步，完成这一步后就可以在主控制卡XP243上完成后续的组态。
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表1 主控制卡组态参数表
注释 A3000控制站 IP 128.128.1.2 周期 0.5 类型 采集站 型号 XP243 通讯 UDP 冗余 网线 冗余 冷端 就地 运行 实时 保持 否 阀位设定值跟踪 是 b、数据转发卡组态
表2 数据转发卡参数表 转发卡型号 XP233 XP233 XP233 地址 00 02 04 说明 模拟量输入数据转发卡 模拟量输出数据转发卡 开关量数据转发卡 c、I/O卡件组态
说明：I/O卡件是和现场直接相连的设备，现场信号通过电缆到达I/O卡件，I/O卡件处理后将数据送给数据转发卡，数据转发卡再送到主控制站进行运算。而主控制卡就算出来的控制结果则通过数据转发卡到达I/O卡件，通过I/O卡件送到现场执行机构，每个I/O卡件必须隶属于某个数据转发卡，而每个数据转发卡可以转发多个I/O卡件的数据。
表3 四组数据转发卡说明 卡件名称 XP313（I）（6路电流信号输入卡） XP313（I）（6路电流信号输入卡） XP322（4路模拟信号输出卡） XP363 8路触点开入卡 XP362 8路晶体管开出卡 卡件地址 备注 06 07 08 00 08 4#装置信号输入 4#装置信号输入 4#装置控制信号 1~4号液位上下限报警信号 1~4号变频电泵及工频电泵电磁阀控制 d、I/O点组态
表4 四组I/O点组态表
位号 注释 I/O卡件地址 I/O点地址 00 01 06 02 03 04 05 00 07 01 02 03 参数 0～100 ℃ 0～100 ℃ 0～100 ℃ 0～100 ℃ 0～100 ℃ 0～100 % 0～100 % 0～100 % 0～100 % 0～150 kPa 3
输入模拟量地址的分配 TI4001 #4 锅炉温度 TI4002 #4 滞后管温度 TI4003 #4 换热器热出温度 TI4004 #4 换热器冷出温度 TI4005 #4 储水槽温度 LI4001 #4 上水箱液位 LI4002 #4 中水箱液位 LI4003 #4 下水箱液位 LI4004 #4 锅炉液位 PI4001 #4 工频电泵支路压力 - -
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FI4001 #4 变频电泵支路流量 FI4002 #4 工频电泵支路流量 FV4002 #4 电动调节阀 TV4001 #4 调压模块 FV4001 #4 变频器 LSH4004 #4 上液位报警开关 LSL4004 #4 下液位报警开关 XV4001 #4 变频电泵电磁阀 XV4002 #4 工频电泵电磁阀 08 04 05 00 01 02 0～2 M3/h 0～2 M3/h 正输出 Ⅲ型 正输出 Ⅲ型 正输出 Ⅲ型 开关量输入 开关量输入 开关量输出 开关量输出 输出模拟量地址的分配 开关量的相关地址信息 00 08 06 07 06 07 e、控制方案组态
要求：1）针对工频支路，组态一个串级控制回路对装置下水箱液位进行控制。
2）针对变频支路，组态一个控制回路对装置下水箱液位进行控制。 由于在组态软件中已经包含了单回路和串级的控制方案组态，在使用时只需要添加控制器的输出和输入就可以。如果要连接手操器可以在设置的时候设置跟踪位号。
单回路控制方案组态（LIC4003）：控制器的输入为下水箱的液位（LI4003），输出到变频器（FV4001）来控制变频泵支路的流量。
串级控制方案组态：串级方案以中水箱水位为副对象，下水箱水位为主对象。串级回路的组态包括副回路组态（LIC4001）和主回路组态(LIC4002)。LIC4001回路的输入为中水箱的水位（LI4002），输出控制电动调节阀(FV4002)。LIC4002回路的输入为下水箱水位（LI4003）。 f、操作小组设置
设置操作小组的意义在于不同的操作小组可观察、设置、修改不同的标准画面、流程图、报表、自定义键等。所有这些操作站组态内容并不是每个操作站都需要查看，在组态时选定操作小组后，在各操作站组态画面中设定该操作站关心的内容，这些内容可以在不同的操作小组中重复选择。 （3）、流程图组态
流程图是一个控制系统的重要部分，操作员监控现场情况大多是通过流程图界面完成的，流程图要能够准确反映现场的工艺流程，所用符号符合工业规范。要有动态显示的数据和图形。在手工绘制流程图的基础上利用组态软件提供的平台绘制流程图。如图一所示为利用组态软件所绘制的流程图。在流程图中包括A3000装置的管路图和传感器测量位置以及其在相应位置上的显示。利用流程图中的控制回路可以在手动状态下调节电调阀和变频泵的开度，起到上位机手动控制的作用。
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（4）、 趋势组态
趋势画面组态用于完成实时监控趋势画面的设置，即哪些位号需要以曲线的方式实时显示。实习中添加中水箱和下水箱的液位，LIC4001.MV，LIC4002.MV，LIC4003.MV， LIC4001.SV，LIC4002.SV，LIC4003.SV等进行实时显示。
图一 流程图
（5）组态检查及系统整合 a、组态检查
由于工程必须经过编译、下装到控制站后才能实际运行，而这个环节比较耗费时间，所以请各组对所组系统仔细检查，尽量保证所组系统的正确。 检查中注意如下问题：
（1） 主控卡参数选择是否正确。 （2） 控制方案是否正确、完整。
（3） 位号是否遵循命名规定，位号组态是否完整。
（4） 流程图上的位号在显示是否完整，回路显示是否完整，需要操作的设备在流程
图上是否设置等。
b、系统整合
由于本实验各组分别独立进行组态（共分为10组，所以有10个工程），而在DCS实际运行时只能有一个工程运行。所以，需要对10组的工程进行整合，将10个工程整合为一个工程，在整合过程中，各组在本组工程设计完毕、检查无误后，可以根据教师指导进行工程整合。
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