课程设计报告( -- 第二学期)名称：控制装置及仪表课程设计题目：除氧器水位单回路控制系统设计院系：自动化系班级：1204班学号：09010313学生姓名：沈一鸣指引教师：韦根源教师设计周数：一周成绩：日期：6月26日《控制装置与仪表》课程设计任务书一、目与规定认知控制系统设计和控制仪表应用过程。

1．理解过程控制方案原理图表达办法（SAMA图）。

2．掌握数字调节器KMM组态办法，熟悉KMM面板操作、数据设定器和KMM数据写入器用法。

3．初步理解控制系统参数整定、系统调试过程。

二、重要内容1．按选题控制规定，进行控制方略原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA图表达出来。

2．组态设计2．1KMM组态设计以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表组态图，由组态图填写KMM各组态数据表。

2．2组态实现在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。

3．控制对象模仿及过程信号采集依照控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模仿控制对象特性。

将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观测和记录。

4．系统调试设计规定进行动态调试。

动态调试是指系统与生产现场相连时调试。

由于生产过程已经处在运营或试运营阶段，此时应以观测为主，当涉及到必须系统修改时，应做好充分准备及安全办法，以免影响正常生产，更不容许导致系统或设备故障。

动态调试普通涉及如下内容：ｌ）观测过程参数显示与否正常、执行机构操作与否正常；２）检查控制系统逻辑与否对的，并在恰当时候投入自动运营；３）对控制回路进行在线整定；４）当系统存在较大问题时，如需进行控制构造修改、增长测点等，要重新组态下装。

三、进度筹划设计内容分工参照：小组每人均参加控制方案设计，理解方案KMM仪表实现办法、实验系统构成、系统调试和数据记录过程。

在此基本上小构成员可作如下详细分工：预习KMM程序写入器使用并详细进行EPROM芯片制作（2人）；设计实验接线原理图，进行实验接线并熟悉掌握KMM面板功能及数据设定器使用（1-2人）；拟定记录信号并运用工业控制信号转换设备进行记录信号组态和实验曲线打印工作（1人）。

四、设计（实验）成果规定1．完毕系统SAMA图和KMM组态图，附出控制系统调试曲线和控制参数。

2．对系统设计过程进行总结，完毕并打印设计报告。

五、考核方式1．每人学习、理解设计书内容，小组讨论设计题目，拟定个人分工。

完毕控制对象模仿电路设计图；控制方略设计方案、组态图、列写出KMM数据表；需记录曲线及接线图。

在上实验室前，每人手写出自己工作内容。

（20分）2．实验室某些：按设计内容进行程序写入、模仿控制对象运放回路接线、记录曲线接线及组态。

控制回路调试、PI参数整定、动态曲线记录打印；设计成果现场答辩。

（60分）3．撰写设计报告。

依照分工内容容许有侧重。

规定格式规范，内容详实，有原创性。

（20分）六、选题参照0 天燃气压力控制系统（设计书中实例）（控制系统特点：单回路控制方案；有自平衡能力正被控对象）1 除氧器水位单回路控制系统设计（提示：单回路控制方案；无自平衡能力正被控对象）2 炉膛压力系统死区控制系统设计（提示：单回路PID死区控制方案；有自平衡能力负被控对象）3 过热汽温串级控制系统设计（提示：串级控制方案；主、付对象均为有自平衡能力负被控对象）4 锅炉给水三冲量控制系统设计（提示：串级三冲量控制方案；被控对象为无自平衡能力正被控对象）5 风煤比值控制系统设计（提示：比值控制方案；被控对象设为有自平衡能力正被控对象）6 主汽压力前馈控制系统设计（提示：单回路前馈控制方案；被控对象为有自平衡能力正被控对象）学生姓名：指引教师：韦根原6月23日除氧器水位单回路控制系统设计一、课程设计(综合实验)目与规定1．认知控制系统设计和控制仪表应用过程。

2．理解过程控制方案原理图表达办法（SAMA图）。

3．掌握数字调节器KMM组态办法，熟悉KMM面板操作、数据设定器和KMM数据写入器用法。

4．初步理解控制系统参数整定、系统调试过程。

二、设计（实验）正文1. 由控制规定画出控制流程图。

对如上图所示除氧器水位单回路控制系统，规定对除氧器进行单变量定值控制。

除氧器水位经水位变送器测量后，由KMM模入通道送至调节器中。

调节器输出AO1经A/D转换通道控制调节阀，控制除氧器内水位。

控制规定：当调节器给定值SP和测量值PV之偏差超过给定监视值（15%）时，调节器自动切换至手动（M）方式。

在偏差容许范畴内（15%），容许切入自动（A）方式。

2. 拟定对可编程序调节器规定。

控制系统规定一路模仿量输入（模入）通道输入压力信号，一路模仿量输出（模出）通道输出控制信号控制压力调节阀。

而KMM具备5路模入通道、3路模出通道（其中第一路模出通道AO1可此外同步输出一路4～20mA电流信号），可满足本系统控制规定。

3. 设计控制原理图（SAMA图）。

依照控制对象特性和控制规定，进行常规控制系统设计。

SAMA图如下：4. 绘制KMM 组态图并填写KMM 控制数据表KMM 组态图： 表格数据：KMM 组态通过填入如下数据表格实现。

①基本数据表(F001-01-□□-)PPAR315%PPAR40.0PROM管理编号：作芯片记号，指定一种四位数。

调节器类型：0－1PID(A/M)1；1－PID(C/A/M)；2－2PID(A/M)；3－2PID(C/A/M)。

上位计算机控制系统：0－无通信；1－有通信（无上位机）；2－有通信（有上位机）。

上位机故障时切换状态：0－MAN方式；1－AUTO方式。

②输入解决数据表（输入使用：0－不用；1－用。

按工程显示小数点位置：0－无小数；1－1位小数；2－2位小数；3－三位小数。

开平方解决：0－直线；0－开平方解决。

开方小信号切除：给AI1～AI5设定开方信号切除值。

传感器故障诊断：0－无诊断；1－诊断。

③PID数据表（F003-□□-□□-）PID 操作类型：0－常规PID ；1－微分先行PID 。

PV 跟踪：定值跟踪功能，0－无；1－有。

⑤可变变量表01(百分型) 02(时间型)百分型数据：缺省值为0.0；给定范畴为：-699.0～799.9%。

时间型数据：缺省值为0.00min ；给定范畴为：0.00～99.99min 。

⑥输出解决数据表规定模仿输出信号和数字输出信号从哪个模块引出。

-□□-）⑦运算模块数据表用来规定模块类型及模块互相之间连接。

（F1□□-□□-）5. 掌握KMM程序写入器用法并用程序写入器将数据写入EPROM中。

程序写入器具备制作可编程调节器顾客PROM所需要所有功能，还可以打印出程序内容并具备程序写入器自身自诊断功能。

依照数据表中所填写代码和数据用KMM程序写入器进行编程。

程序写入器详细用法参见附录中阐明。

按表格顺序逐项输入数据。

程序输入并检查修改完毕后，按“WRIT”、“ENT”键，将程序写入EPROM中。

写入程序后EPROM移插到KMM调节器顾客EPROM中，即可进行整机和系统调试工作。

6. 按控制系统模仿线路原理图接线。

由运算放大器构成反馈网络模仿控制对象特性，构成控制系统模仿控制回路。

系统原理接线图如下图所示：图4 模拟控制回路接线图模仿控制对象采用由两个线性运算放大器构成一阶滞后反馈环节串连构成，以加大对象滞后时间。

控制回路中测量值和设定值信号分别送入工业控制信号转换器中A/D 模仿量输入通道中进行显示和记录。

运算放大器构成是一阶滞后特性反馈回路。

运放反馈网络是电阻和电容并联，等效阻抗sC R R sC R s C R Z f f f f f f f f +=+⨯=111，输入网络等效阻抗11R Z =，这个放大器构成闭环特性传递函数sC R R R Z Z s W f f f f +==1/)(11，设定1R R f =，则sC R s W f f +=11)(。

因而，这是一种滞后时间ff C R T =一阶滞后环节。

设计实验中选用KR R f 1001==，μ47=f C ，计算得这个滞后环节滞后时间s T 7.4=。

因滞后时间较小，设计中将这样两个环节串连而成。

7. 进行控制参数调节，对控制系统各项功能进行模仿测试并记录定值扰动控制曲线。

（1） 上电准备。

（2） 通电。

使调节器通电，初上电，调节器先处在“联锁手动”方式。

（3） 运营数据确认。

用“数据设定器”来确认，对于运营所必须控制数据、可变参数等与否被设定在规定值。

必要时可进行数据设定变更（4）按控制面板上R（Reset，复位）按钮，解除“联锁方式”后，调节器可进行输出操作、方式切换等正常运营操作。

（5）组态工业控制信号转换设备显示画面，以便记录调试曲线。

（6）通过“数据设定器”进行PI参数调节，使控制品质达到控制规定（衰减率为75%-90%）。

记录定值扰动10%时动态过程曲线。

（7）打印过程曲线图3 除氧器综合剖面图1—加热器来水进口；2—至凝结器排气口；3—喷口;4—汽源管；5—耙管设计实验报告姓名：段贵金专业、班级：自动化1101 EPROM编号学号：同组人余有名陶王东郭铮设计名称除氧器水位单回路控制系统设计三、课程设计（综合实验）总结或结论本周控制装置及仪表课程设计给我留下印象非常深刻，虽然课表上安排时间是一周，但由于咱们班是第一组，因此是留给咱们时间只有周一下午和晚上。

时间如此急迫让我找到了备战考试感觉，正由于如此因此学习效率较高，做好了事先准备工作，比较顺利完毕了实验。

在这个过程中我巩固了之前学习理论知识，接触到了新实验办法，锻炼了动手能力，让我受益匪浅。

咱们小组选取题目是除氧器水位单回路控制系统设计,通过设计又复习了一下过程控制方案用SAMA图表达原理图办法，进一步掌握了数字调节器KMM组态办法，组态图绘制，各个组态元件模块功能。

熟悉了KMM面板操作、数据设定器和KMM数据写入器用法，以及如何将程序烧制到EPROM。

此外，对于除氧器水位调节控制有了一种比较系统理解。

再次熟悉了CAE系统操作。

在本次课程设计中，我是咱们小组组长，重要负责任务是KMM组态图绘制理解，以及组态数据表建立，和数据写入EPROM工作。

由于KMM数据写入器使用是新内容，因而相对比较难某些，在实验操作前，通过预习，我对组态图有了深刻理解，对其中各个功能模块也再次进行了研究，此外对系统接线，和整个系统设计也大概熟悉了一下，并交给咱们小组其他成员负责。

做实验当天，两个同窗负责联线和检查，我和另一种同窗负责KMM程序写入。

所有数据表咱们已经提前填写好了，在和旧芯片核对之后确认没有问题。

输入程序和写芯片过程在教师指引下也进行比较顺利。

在日后参数调节过程中，由于比例带初值设立太大导致反映过慢，日后在咱们整个小组努力下最后做好了整定。