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。