基于DCS的温度控制系统的设计与应用说明书

毕业设计说明书课题名称：基于DCS的温度控制系统的设计与应用二级学院（系）专业班级姓名学号指导教师起讫时间：年月日～年月日（共周）浙江机电职业技术学院毕业设计说明书ii基于DCS的温度控制系统的设计与应用摘要温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关。在科学研究和生产实践的诸多领域中温度控制占有着极为重要的地位特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。关键词：温度，控制方式.浙江机电职业技术学院毕业设计说明书iiiTemperaturecontrolsystembasedonDCSdesignandApplicationAbstractTemperatureisthecommonindustrialproductionprocessparameter,anyphysicalchangeandchemicalreactionprocesscloselyisrelatedwiththetemperature.Inscientificresearchandproductionpracticeinmanyfieldsoftemperaturecontrolintheoccupiedanextremelyimportantpositionespeciallyinthemetallurgical,chemical,buildingmaterials,food,machinery,petroleumindustry,whichplayadecisiverolerole.Fordifferentproductionconditionsandtechnologicalrequirementsoftemperaturecontrol,thewayofheating,fuel,controlschemeisalsodifferent.Keywords:temperature,controlmode.浙江机电职业技术学院毕业设计说明书iv目录摘要.............................................................ii第1章绪论......................................................11.1引言.......................................................11.2DCS的总体概念.............................................11.2.1DCS的基本概念.......................................11.2.2DCS的主要特点.......................................21.3DCS、PLC及FCS之间的差异..................................31.3.1PLC的基本概念.......................................31.3.2DCS与PLC的差异.....................................31.3.3FCS的基本概念.......................................31.3.4DCS与FCS的差异.....................................3第2章项目设计要求..............................................62.1工艺设计要求...............................................62.1.1系统装置.............................................62.1.2系统组成.............................................62.1.3实验系列.............................................72.2系统设计要求...............................................82.2.1系统的主要技术概念...................................82.2.2PID控制原理.........................................92.2.3现场总线系统的组成..................................10第3章系统设计.................................................123.1组态......................................................123.1.1主机设置............................................123.1.2I/O设置............................................133.1.3I/O点设置..........................................143.1.4常规回路设置........................................153.1.5操作小组配置........................................153.1.6模拟量输入配置......................................163.1.7操作画面设置........................................163.1.8流程图设置..........................................173.2实时监控仿真调试..........................................18浙江机电职业技术学院毕业设计说明书v3.2.1系统简介............................................183.2.2故障诊断............................................183.2.3PID调节............................................193.2.4流程图..............................................193.2.5趋势图..............................................20第4章DCS系统运行调试..........................................214.1调试前准备工作............................................214.2控制站硬件安装检查........................................214.3操作站硬件安装检查........................................214.4DCS系统上电..............................................214.5网络调试..................................................214.6组态文件的编译、下载和传输................................214.7登录监视..................................................21第5章结论.....................................................22参考文献.........................................................23致谢.............................................................24浙江机电职业技术学院毕业设计说明书1第1章绪论1.1引言随着计算机技术、网络通信技术、测量控制技术、信息处理技术、显示技术、大规模集成电路技术、软件技术及其他高新技术的应用和发展，集散控制系统（DCS）和现场总线控制系统（FCS）随之也得到了飞速发展。各种DCS及现场总线技术相继推出或更新，其应用范围遍及工业控制领域的各个行业。不同时期、不同厂家的DCS及现场总线产品各不相同，其应用的行业和规模也各不相同，相应的应用技术也有差异。但是，DCS及现场总线的基本概念、构成方法、功能和应用技术具有一定的同一性。1.2DCS的总体概念集散计算机控制系统也称分布式计算机控制系统，简称集散控制系统（DCS）。管理的集中性和控制的分散性这一实际需要是推动计算机集散控制系统发展的根本原因。其实质是利用计算机技术、信号处理技术、测量控制技术、通信网络技术和人机接口技术等对生产过程进行分散控制，集中监视、操作和管理的一种流行控制概念及系统工程技术。1.2.1DCS的基本概念DCS是由多个以维处理器为核心的过程控制采集站，分别分散地对各部分工艺流程进行数据采集和控制，并通过数据通信系统与中央控制室各监控操作站联网，对生产过程进行集中监视和操作的控制系统。DCS为4C技术相融合的产物。4C技术是指控制（control）技术、计算机（computer）技术、通信（communication）技术、CRT（cathode-ray-tube）显示技术。DCS是以大型工业生产过程及其相互关系日益复杂的控制对象为前提，从生产过程综合自动化的角度出发，按照系统工程中分解与协调的原则研制开发出来的。它是一微处理机为核心，结合了控制技术、通信技术和CRT显示技术的新型控制系统。DCS软件由实时多任务操作系统、数据库管理系统、数据通信软件、组态浙江机电职业技术学院毕业设计说明书2软件和各种应用软件组成。通过使用组态软件这一软件工具，可生成用户所要求的实际应用系统。DCS具有通用性强、系统组态灵活、控制功能完善、数据处理方便、显示操作集中、人机界面友好、安装简单规范、调试方便、运行安全可靠的特点。它能够适应工业生产过程的各种需要，进一步提高生产自动化水平和管理水平，提高劳动生产率，保证生产安全，从而使企业取得较好的经济效益和社会效益。1.2.2DCS的主要特点1.自治性DCS的自治性是指DCS的组成部分均可独立地工作，各个控制站独立自主地完成分配给自己的规定任务。它的控制功能齐全，控制算法丰富，可以完成连续控制、顺序控制和批量控制，还可实现预测、解耦和自适应等先进控制策略。操作站能自主地实现监视和管理功能。2.协调性DCS各工作站间通过通信网络传送各种信息并协调工作，以完成控制系统的总体功能和优化处理。采用实时性的、安全可靠的工业控制局部网络，提高了信息的畅通性，使整个系统信息共享。采用OPC等通信技术，DCS可与上层的信息管理系统进行交互和协调。3.灵活性DCS硬件和软件均采用开放式、标准化和模块化设计。系统为积木式结构，根据不同用户需要可以灵活配置系统。当需要改变生产工艺及控制流程时，通过组态软件及操作可改变系统的控制结构。DCS提供的组态软件包括组态、控制组态、画面组态、报表组态等。组态设计是DCS关键的应用设计，使用组态软件可以生成相应的实用系统，易于用户设计系统，便于系统的灵活扩充。4.分散性DCS的分散含义是广义的，不单是分散控制，还有地域分散、设备分散、功能分散、电源分散和危险分散等含义。分散的最终目的