太原理工大学控制仪表实验之DCS系统组态设计实验
DCS系统组态设计
- 一.实验内容
- 1.根据自己的理解,复述实验整体流程,并画出实验整体流程图。
- 2.根据视频,写出DCS 信号通道接线关系表。即主控站DCS模块名称,模块型号,I/O模块地址和通道地址,对应的现场仪表台DCS 信号转接板端子,现场仪表(测量仪表或执行机构)信号类型和名称的关系表。
- 3.说明在操作站配置监控画面时候,各画面可以并应当包括的参数或回路信息。(请说明监控的画面有哪几个)
- 4.画出锅炉定值液位调节系统的闭环调节回路框图
- 5.根据视频和自己理解,如果在监控画面下,将调节器的作用方向改变(正作用变反作用,或反之),则各信号曲线将如何变化。
- 6.如果在监控画面下,将PID的参数值改变,分别论述在比例,积分时间常数,微分时间常数改变时,各信号曲线将如何变化。
- 7.根据视频,简述如何制作流程图并实现流程图在监控时的实时显示。
- 二.实验总结
一.实验内容
1.根据自己的理解,复述实验整体流程,并画出实验整体流程图。
1)接线
①电源接线
②模拟量输入接线(进水阀,出水阀,锅炉液位,出水压力,进水流量,出水流量)
③模拟量输出接线(进水阀出水阀)
2)配置本地计算机IP地址为128.128.1.154
3)设计操作站组态
①配置控制站IP为128.128.1.4,配置操作站IP为128.128.1.154
②设置小组权限为工程师或者特权
③配置数据转发卡
④配置IO卡件与IO点,根据接线设置所有的模拟量输入和模拟量输出
⑤设置常规回路,一个手操器(输入为出水流量,输出为出水阀开度),一个单回路(输入为锅炉液位,输出为进水阀开度)
4)配置监控画面
有全貌画面,趋势画面,分组画面,一览画面
添加所有模拟量输入与回路参数
5)编辑流程图
选定相关元件,搭建流程图,编辑示数属性,链接数据位号
2.根据视频,写出DCS 信号通道接线关系表。即主控站DCS模块名称,模块型号,I/O模块地址和通道地址,对应的现场仪表台DCS 信号转接板端子,现场仪表(测量仪表或执行机构)信号类型和名称的关系表。
3.说明在操作站配置监控画面时候,各画面可以并应当包括的参数或回路信息。(请说明监控的画面有哪几个)
操作站配置画面有全貌画面,趋势画面,分组画面,一览画面,所有画面都应该包括所有的模拟量输入信号(进水阀,出水阀,锅炉液位,出水压力,进水流量,出水流量)和所有的回路量(手操器,单回路)。
4.画出锅炉定值液位调节系统的闭环调节回路框图
5.根据视频和自己理解,如果在监控画面下,将调节器的作用方向改变(正作用变反作用,或反之),则各信号曲线将如何变化。
调节器的正反作用对于调节器来说,按照统一的规定,如果测量值增加,调节器输出增加,调节器放大系数Kc为正,则该调节器称为正作用调节器;测量值增加,调节器输出减小,Kc为负,则该调节器称为反作用调节器。实验中调节器应选反作用,液位增加,进水阀开度减小,整个闭环增益为负,是负反馈系统,如果改为正作用,会液位偏差不断增大,最终会将被控变量引导到受其它条件约束的高端或低端极限值上。
6.如果在监控画面下,将PID的参数值改变,分别论述在比例,积分时间常数,微分时间常数改变时,各信号曲线将如何变化。
在PID调节参数中,比例系数KP增大,会使调节阀的动作灵敏,运行速度加快。缺点是存在静差。在系统稳定的情况下,增大KP值,有利于减小稳态误差,提高控制精度。但随着KP增大,系统响应过程中的振荡次数会增多,调节时间加长。当KP值太大时,系统将趋于不稳定;若太小,会减低系统的响应速度。
引入积分的目的是为了消除静差,提高精度。但积分时间常数TI太小,在过程的启动、结束或大幅度增减设定值时,短时间内系统输出有很大的偏差,会造成PID运算的积分积累,致使控制量超出极限控制量,最终引起系统较大的超调,甚至造成系统振荡。积分时间常数TI太大时,积分作用对系统的性能影响减小,不利于消除系统稳态误差,难以获得较高的控制精度。增大积分时间常数TI有利于减小超调,减小振荡,使系统的稳定性增加,但是系统静差消除时间变长。
微分环节的引入,改善了系统的动态特性,对干扰特别敏感。但微分时间TD偏大或偏小时,都会使超调量增大,调节时间加长。
7.根据视频,简述如何制作流程图并实现流程图在监控时的实时显示。
在组态主页面里点击流程图图标,进行流程图编辑,选定相关元件,搭建流程图,编辑示数属性,链接数据位号,则可在监控时实时显示。
二.实验总结
本实验让我了解到SUPCON JX-300X DCS装置中各卡件的功能与具体如何使用,一个DCS系统基本卡件包括主控制卡SP243X,数据转发卡SP233, 4路电流信号输入卡SP313, 4路电流信号输出卡SP322,知道如何使用组态软件,对各卡件进行配置,当然配置时需要和实际硬件电路连接相配合,然后添加常规回路,可以有手操器,也可以有单回路和更复杂的控制回路,并添加全貌画面,趋势画面,分组画面,一览画面,还有制作流程图,实时显示工艺状态,这样的一个完整的DCS系统就做出来了,本实验可以实现对锅炉液位的简单PID控制。