计算机集散控制实验指导书.docVIP

《计算机集散控制》 实 验 指 导 书 徐绍芬 编写 适用专业： 自动化 电气工程及其自动化 江苏科技大学电子信息学院 2007年9月 前 言 自从20世纪70年代中期第一套集散控制系统在工业控制领域应用以来，集散控制系统已经发展成为工业生产过程自动控制装置的主流。随着计算机技术、通信技术、控制技术、大规模集成电路技术、显示技术、软件技术艺及其它高新技术的应用和发展，集散控制系统也得到了飞速的发展。本课程实验主要从集散控制系统的基本性能和基本操作出发，培养学生分析和设计集散控制系统的能力。 本课程实验是从一个简单的工程项目来学习和掌握集散控制JX—300X系统以及相应的组态软件。通过实验，使学生了解集散控制系统的组成和结构；熟悉系统规模、控制站规模；掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；掌握控制站卡的地址设置；了解JX-300X系统组态软件包；掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；掌握I/O设备、信号参数的设置；学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制；掌握如何用报表制作软件来自动生成报表；掌握了解一个工程项目实现的过程；学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。 加热炉控制系统的设计 实验学时：4学时 实验类型：设计 实验要求：必修 实验目的： 了解集散控制系统的组成和结构；熟悉系统规模、控制站规模；掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；掌握控制站卡的地址设置。 了解JX-300X系统组态软件包；掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；掌握I/O设备、信号参数的设置。学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行。 学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制；掌握如何用报表制作软件来自动生成报表。 掌握一个工程项目实现的过程；学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。 实验内容： 设计一个加热炉控制系统，加热炉是化工生产工艺中的一种常见设备。对于加热炉，工艺介质受热升温或同时进行气化，其温度的高低会直接影响后一工序的操作工况和产品质量。当炉子温度过高时，会使物料在加热炉里分解，甚至造成结焦而产生事故，因此，一般加热炉的出口温度都需严加控制。 现有一套加热炉装置，原料油经原料油加热炉（设备号T101）加热后去1反，中间反应物经中间反应物加热炉（设备号T102）去2反。如图4.1所示。 图4.1 加热炉流程图 设备详细I/O资料如下表4.1： 表4.1： 三、设计要求： 根据测点清单选配合适的卡件，列表给出测点分配情况，卡件未用的通道设置为备用，完成控制站硬件的组态。 测点分配图 序号 卡件型号 卡件通道 00 01 02 03 00 SP311 TI-101 PI-102 01 SP311 TI-106 TI-102 02 SP311 FI-104 TI-107 03 SP311 TI-108 TI-111 04 SP311 TI-103 TI-104 05 SP311 LI-101 FI-001 06 SP322 PV-102 FV-104 LV-1011 LV-1012 07 SP331 KO-302 08 SP331 KI-301 回路控制 加热炉烟气压力PI-102需要进行控制，如图4.2所示。 图4.2 PI-102与PV-102构成单回路 这里，PI-102与PV-102构成了一个单回路，回路号为PIC-102。 原料加热炉出口温度TI-101需要进行控制，由于加热炉具有较大的时间常数和纯滞后时间，单回路控制效果不理想。在操作过程中，燃料气流量波动是温度的主要干扰因素。因此，采用加热炉出口温度对燃料气流量的串级控制。这样的控制可以在燃料气流量发生的变化尚未影响到加热炉出口温度之前，通过内环的控制作用先行调节，快速减少甚至消除燃料气流量的干扰，从而改善控制质量。控制回路如图4.3所示： 图4.3 TI-101的串级控制 其中副回路（内环）是流量控制，流量测量信号为FI-104，输给调节阀的信号是FV-104，回路号为FIC-104。主回路（外环）是温度控制，温度测量位号为TI-101，回路号为TIC-101。 控制画面 根据工艺要求，绘制流程图，并合理设计操作画面，方便操作使用，要求在流程图上显示各测点数据和阀门。