编号XXXX —XX —XX 控制仪表与装置课程设计锅炉液位控制系统设计报告学院：专业：班级：学生姓名：XXXX学号：XXXXXXXX指导教师：XXXX设计时间：XXXX.XX.XXXXXX.XX.XX 成绩:摘要本文档是控制仪表与装置课程设计报告的格式要求与各部分内容的撰写说明。
课程设计报告是同学完成课程设计后的技术总结报告，属于专业技术文献的一种，要求其内容完整、叙述清晰、设计原理正确，版面设计简单、格式统一。
参加本课程设计的同学要按照本文档要求，提交一份设计报告及相应的电子文档（包括组态文件和设计报告文档）。
电子文档存放要求：（1）以班级为名建立文件夹，女口：自动化XXXX班一控制仪表与装置课程设计资料。
（2）每个班级文件夹下，建立6个设计小组的文件夹，以班级和组号命名，女口：xxxx 班xx组。
（3）每个小组文件夹下，建每位同学的文件夹，以各自的姓名命名，文件夹内存放各自的组态文件和设计报告文档。
（4）组态文件和设计报告用“学号+名字”命名。
报告书要求采用A4纸打印，版面设置左右边距为30mm，上下边距为25mm。
打印的报告要求包括：封面、摘要、目录、报告正文四部分。
每部分格式和内容要求见本文档正文内容。
目录1. 概述 (1)1.1课程设计的性质、目的和任务 (1)1.2课程设计的主要内容与要求 (1)1.2.1主要设计内容 (1)1.2.2设计基本要求 (1)2. 被控对象设计 (2)2.1实验装置简介 (3)2.2被控对象特性说明（过程工艺分析） (3)2.3被控对象的结构设计 (3)2.4被控对象工艺流程图 (4)3. 控制系统设计 (4)3.1控制系统原理分析及控制方案设计 (4)3.2 一次仪表选型设计 (5)3.3DCS选型设计 (6)3.4控制系统接线设计 (7)4. DCS组态设计 (8)4.1DCS硬件组态设计 (8)4.1.1DCS卡件配置图 (8)4.1.2DCS系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表 (8)4.2DCS软件组态设计 (9)4.2.1I/O 组态 (9)4.2.2控制回路组态 (10)4.2.3操作站组态 (10)4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明 (12)5. 设计总结与体会 (13)6. 参考文献 (13)1•概述1.1课程设计的性质、目的和任务《控制仪表与装置课程设计》是自动化专业必修实践性教学环节。
按自动化专业培养计划要求，在学完专业限选课《控制仪表与装置》后，安排《控制仪表与装置课程设计》。
其目的是使学生在深入理解已学的有关过程控制仪表和DCS系统的基本概念、组成结构、工作原理、系统组态设计方法、系统设计原则的基础上，结合联系实际的课程设计题目，使学生熟悉和掌握DCS控制系统的设计和调试方法，初步掌握控制系统的工程性设计步骤，进一步增强解决实际工程问题的能力。
1.2课程设计的主要内容与要求1.2.1主要设计内容以过程控制实验室的“ EFPT过程控制实验装置”为被控对象、“SUPCON JX-300 DCS ”为控制装置，构成一个闭环系统，本课程设计将完成该闭环系统的下列一系列工程性设计：（1）被控对象特性设计组态；（2）控制系统一次仪表选型设计；（3）控制系统设计；（4）DCS控制装置的I/O点配置与组态设计；（5）DCS控制回路组态设计；（6）DCS操作站组态设计；（7）DCS系统闭环运行调试。
1.2.2设计基本要求（1）被控对象特性设计组态通过“ EFPT过程控制实验装置”的管道和阀门的开/闭状态，构造一个实验者所希望实现的对象特性，用于本课程设计的控制系统被控对象。
列写出“ EFPT过程控制实验装置”阀门状态表，画出被控对象工艺流程图。
（2）控制系统一次仪表选型设计根据被控对象组态设计，确定“ EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况，查阅一次仪表型号、量程等参数，编制一次仪表位号，列出一次仪表选型表。
（3）控制系统测控点和控制回路设计画出带测控点的工艺管道流程图（P&ID图）。
画出控制回路方框图。
（4）DCS的硬件配置和I/O点配置设计根据过程控制实验室的“ SUPCON JX-300 DCS ”硬件配置（见“控制仪表与装置实验指导书”），确定本课程设计所需的DCS卡件和I/O点。
画出DCS卡件配置图。
（5）控制系统一次仪表和DCS I/O点接线设计画出控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图（参照“控制仪表与装置实验指导书”）。
（6）控制系统接线实施根据所设计的控制系统一次仪表和DCS I/O点接线图，在实验系统上完成一次仪表与DCS的信号连接。
(7) DCS系统硬件组态设计在工程师站上完成DCS系统的主控卡件组态、通信卡件组态、I/O卡件组态和DCS I/O 点组态设计。
列出I/O卡件、I/O点地址表，列出I/O点位号、注释、量程、单位、报警限及配电设置表。
(8) DCS控制回路组态设计根据控制回路设计，组态主控卡控制回路。
(9) 操作站和操作小组设计按照课程设计小组成员组成，设计和定义实验小组所有成员为控制系统操作站。
(10) DCS操作站组态设计根据控制系统设计，进行DCS系统总貌画面组态设计、分组画面组态设计、趋势画面组态设计、工艺流程画面组态设计。
(11) DCS系统闭环运行调试课程设计小组内的每个成员轮流下载自己设计的程序，进行系统闭环运行调试。
(12) DCS系统多操作站运行监视在课程设计小组内的某个成员下载程序运行调试时，利用DCS工程师站的传送功能将自己设计的程序传送给课程设计小组内的其他成员，实现DCS系统的多操作站监视功能。
(13) 操作站人机界面设计剪切每个学生应将自己设计的操作站人机界面剪切下来，用于课程设计报告中；(14) 学生进入实验室前应完成上述设计基本要求的初步设计，经指导教师检查后方可进入实验室进行上机设计实验。
2.被控对象设计2.1实验装置简介该系统的实验装置包括水箱、水槽、锅炉各一个，各种变送仪表共计八块，以及各种管道阀门若干。
由本系统的各实验装置可构成锅炉进水流量定值调节，并联管路压力定值调节，锅炉液位定值调节等系统典型生产工艺流程。
实验装置清单如下：2.2被控对象特性说明（过程工艺分析）本系统中被控对象是锅炉，因锅炉是用于加热的容器，所以存在上下限制值，而且由于加热效率等问题，就期望锅炉液位可以稳定在某一给定值上，所以以锅炉液位作为被控变量，进水发门开度为控制变量。
以锅炉液位为反馈变量构成单回路控制系统，并采用PID算法进行控制，通过改变阀门开度，实现锅炉水位稳定在给定值附近的目的。
2.3被控对象的结构设计2.4被控对象工艺流程图控制系统设计3.1控制系统原理分析及控制方案设计(1)根据所组态的被控生产流程(被控对象)的工艺要求，确定控制系统的控制方案为单回路控制系统，要求控制系统原理框图如下:控制系统原理框图(2) 根据被控对象的生产流程和控制要求， 确定调节阀为气开形式， 控制器为反作用空控制。
V39 Y_|高位水箱(溢流)2C x\1J .L380V计量水槽(大)£?<}——cfeV25 标 题锅炉液位调节流程图(P&ID)实验名称实验二：仪表控制系统调试第3张 共3张FIT 21syzds-03proctrllab-01V40拟制 谢刚审核 批准太原理工大学信息工程学院自动化系3.VC1M水泵0-250KPa PIPE-1 V38V42进水压力 V43 P 2VC20-300L/hH2V27文档编号项目编号 V210-300L/hFI 20-100%FE2L^（3）工艺管道流程图（P&ID图）。
3.2 一次仪表选型设计根据被控对象组态设计，确定“EFPT过程控制实验装置”中一次仪表的使用情况，查阅一次仪表型号、量程等参数，（1）编制一次仪表位号。
(2)3.3DCS选型设计3.4控制系统接线设计控制系统接线图。
4. DCS 组态设计4.1DCS 硬件组态设计4.1.1DCS 卡件配置图2 5 6 13 是否冗余不冗余不冗余不冗余不冗余不冗 余 模块名称电源供电 卡主控制卡 数据转发 卡 电流信号 输入卡 电流信号输入卡模拟 量输 出卡 型号 PS221SP243X SP233 SP313 SP313SP3224.1.2DCS 系统（控制站卡件及设计小组各操作站）地址配置表（个工作小组分布情况）站名 机位IP 地址2#控制站2#CS 128.128.1.2 工程师站/操作站A1 128.128.1.131 工程师站/操作站 A2 128.128.1.132 工程师站/操作站 B1 128.128.1.141 工程师站/操作站B2 128.128.1.142 工程师站/操作站 C1 128.128.1.151 工程师站/操作站C2 128.128.1.152Server （卡 1）128.128.1.129（各站点IP 地址）Al A2Bl B24.2DCS软件组态设计I/O卡件地址I/O卡件地址位号量程单位阀特性信号制注释00电流信号输入02AI0M10—100%进水阀位03AI0M20—100%出水阀位01电流信号输入00AI0FE10—400L/h进水流量01AI0EF20—400L/h出水流量02AI0LT10—400ml水箱液位03AI0LT20—400ml锅炉液位10模拟量输出卡00AO0M1气开型川型进水阀控制01AO0M2气开型川型出水阀控制三基室惮a □妁淤9册山甌[0]WDM1 二[1]W0M2池P1 鶴冏啣LT1-臆【1】W0LT2 鶴PWFE1：惓【3】AMJFE2 &单M 卷冏AOOM1• U [1] ADM2S-J常嘶方案S阿1回】自週理眉蝴-曹TEAM0DL:-#螂面由览UI4.2.2控制回路组态瞬瓏謝廉可=观欷卡REF 72 才叶件叵聲整連團删螂燧卡_即叶件」1爛423操作站组态小组设计及操作权限设计说明;六个工作点中，其中一个为工程师站（ C1或C2）,负责将程序下载到 DCS 控制系统中，以及当控制系统出现时修改程序；其余五个为操作员站，负责观察监控现场各项指标。
课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统总貌画面;进水阀检AIOlNR79. 853 U出水阀位A10U2NR&011 S水箱液位AI0LT1 NR227. 688 IT L锅炉液炕AI0LT2 NR178.071 IT £进水拡量AIOPEI NR 1291 眈 L/h出水流量AI0FE2NR弧 470 L/hSO2J.000 L0 KAN' ^8. IS&IT LS02JL001 NR 询 B&, 079胆课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统分组画面;鹦［1］ 白血［2］-般【0］曲現 鴛⑴ATOL 驚【2】WOF 鬱⑶A1DF 白曲［10］ -鴛［闪404 -般［1］心 主控创卡回Z]00单回驚回陪[AI0LT1] [SQ2JJCICI0]输岀[他0M1J01回8g ： [AioLrn[soE_uni]输岀(XDCMI )岀|0] 凸[1]'.91 0\目4M001.SWfii ®■d [1]■-粗®BHH 口常地回路设盂课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统趋势画面;课程设计小组内个人自己设计的 DCS 系统工艺流程画面;AI0K1 AL0I2%*PV:28J6740.635HR[HR1W100 、gI 010 -000模入I进水阀也出水阀位水箱鞭也 AI0LT1 KL212.2690.000 AI0FE1 AI0FE2P7:LZh 306.422 P7： L/h 345J0S |NR1,000NR 4DC||rOOO0 .000.000模入 进水谎量岀水凉量O.MOAI0LTg1L 261.291 502J-000 Stt2 LC»i nLanl PV: 125,619 PV: 173.B7S 37: 63.910R7:11.89 % MV:119.06 光追\ e幵 4OQ r W»水箱液位工程鹹报程舷：MR手工医信=「t.QM手工兰這^100-000r 1*6下嘏：n.ncD嵩限Ht=«ifipy=r24DLB79低FF 5=ILBDI報曹使能低低机=0.9D0&奈止ILBDI广可用AI0LT1叫半1C9：43：14231013W:1T：3B・・4CO.OOOO.QOQ4.3DCS系统闭环运行调试结果分析与说明(1) 控制系统闭环运行曲线。