DCS仿真系统在教学实践中的应用.pdfVIP

总第205期 实践卖训 DOI编码：10．3969／j．issn．1007—0079．2011．18．074 DCS仿真系统在教学实践中的应用 张小平 张 成 高 伟 陈 刚 摘要：介绍了利用300MWDCS仿真系统作为平台进行储水箱水位控制系统设计和组态实验教学的方法。具体说 明了系统的组成、实验原 理、组态过程及仿真结果。为动力类大专院校利用仿真系统开展教学应用提供了借鉴。 关键词：DCS仿真系统；教学应用；仿真实验 作者简介：张小平 (1964一)，男，湖北武汉人，华中科技大学能源与动力工程学院，副教授；张成 (1980一)，男，湖北武汉人，华中科技大学 能源与动力工程学院，讲师。(湖北 武汉 430074) 基金项 目：本文系华中科技大学 “教学质量工程”第三批教改资助项目的研究成果。 中图分类号：G642．4 文献标识码 ：A 文章编号：1007—0079(2011)18—0147—02 火电机组DCS仿真技术综合集成了计算机技术、网络技术、图 水箱中的水位必须维持在相对水位0，通过进水阀可以向储水 形图像技术、多媒体技术、软件工程、信息处理、自动控制等诸多 箱中加水，通过排水阀将水向外界排出。储水箱水位控制系统的思 技术领域的知识，已在火电厂得到广泛应用。为适应火电厂目前的 想：当进水阀有一定开度时，有水进入储水箱，水箱的中水位会高于 发展现状，实现职前教育和职后培训的无缝衔接，同时也为解决学 0，此时，控制系统通过控制排水阀的开度将多于的水排出，进而维 生在生产实习单位——火电厂不能亲 自动手操作生产设备这一难 持给水箱稳定的水位。 题，华中科技大学能源与动力工程学院结合火电厂实际应用现状， 2．建立数学模型 引进了上海帕玛电力科技有限公司开发的300MWDCS仿真系统。以 (1)如设：进水量 ，排水量Mo 设计水位 。=O，实际水位 此仿真系统为平台，进行了储水箱水位控制系统设计和组态实验教 ， 储水箱的横截面面积为1，则有： 一 ，= 。或 。一 学的尝试，并取得了较好的教学效果。 工。储水箱水位控制系统原理框图如图3所示。 一 、 实验设备 本实验设备是300Mw机组仿真系统，分为硬件和软件两 部分。硬件系统主要包括：工程师站、教练员站、操作员站的工 业控制用计算机及其他外围辅助设备等。软件系统主要包括： SIMUCAD——仿真支撑平台，其软件主要有PIE、BAC、CONBAC等 功能软件和系统平台；XDPS2．0——控制系统应用平台，其软件主 要有操作员站软件、工程师站软件、DPU软件和其他系统连接的接 口软件等。系统结构简图如图1所示。 图3储水箱水位控制系统原理框图 (2)由于进水阀和排水阀均具有惯性，如取时问常数为5，则 对应的传递函数分别为： 图130OMW 机组仿真系统结构简图 G() ，G4() 二、实验原理 1．储水箱存储有一定量的水 (如图2所示) 进水阀与进水量的关系：G2(s)=2／(1％)，排水阀与排水阀的 关系：G5()=2／(I％)，即阀门每开启1％，水量增加2。 广 — 如以0为理想水位，储水箱为等截面的圆柱体，底面积为1，此