JX-300XP DCS控制系统的水槽与加热炉装置的自控工程设计

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课 题 基于JX-300XP DCS控制系统

的水槽与加热炉装置的自控工程设计

学 院

专 业 班 级

学 号

姓 名 指导老师

2011年 3 月

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毕业设计任务书

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1.工艺装置阀门的设置 ............................................................................................................................................... 32 2.控制台上电 ............................................................................................................................................................... 32 3.DCS 系统上电 ............................................................................................................................................................ 32 4.操作站地址设置 ....................................................................................................................................................... 33 二、控制站硬件安装检查 ................................................................................................................................................... 33 1.主控卡的安装及地址设置 ....................................................................................................................................... 33 2.数据转发卡安装及地址设置 ................................................................................................................................... 33 3.I/O 卡安装 ................................................................................................................................................................ 33 4.端子板安装检查 ....................................................................................................................................................... 33 5.网络信号线的连接 ................................................................................................................................................... 33 三、操作站硬件安装检查 ................................................................................................................................................... 33 1.PC 机 .......................................................................................................................................................................... 33 2.工程师站软件狗。操作站软件狗 ..................................................................

......................................................... 33 四、DCS 系统上电 ................................................................................................................................................................ 33 五、网络调试 ....................................................................................................................................................................... 33 六、组态文件的编译、下载、和传输 ............................................................................................................................... 33 1.组态文件的编译 ....................................................................................................................................................... 33 2.组态文件的下载 ....................................................................................................................................................... 34 3.组态文件的传送 ....................................................................................................................................................... 34 4.系统故障检查、诊断 ............................................................................................................................................... 34 七、登录监控 ....................................................................................................................................................................... 34 第六章 总结 ................................................................................................................................................................................. 35 第七章 致谢 ................................................................................................................................................................................. 36 第八章 参考文献 ......................................................................................................................................................................... 37

3、设计(论文)的基本要求 ⑴ 正确理解本项目设计的目的和要求。 ⑵ 具有查阅和使用设计标准、手册及其他资料的能力。 ⑶ 具有运用 JX-300XP DCS 系统等理论知识进行控制系统的设计(论文) 、计算的能力。 ⑷ 具有归纳、整理技术资料，撰写技术文件的能力。 ⑸ 具有阐述论证设计/论文成果及其技术答辩的能力。

4、主要参考文献 [1]王永红.自动检测技术与控制装置 . 北京：化学工业出版社 2006 年 8 月 [2]刘巨良.过程控制仪表. 北京：化学工业出版社 1998 年 7 月 [3]孙洪程.过程控制工程设计.北京： 化学工业出版社 2001 年 3 月 [4]翁唯勤.过程控制系统及工程 .北京：化学工业出版社 2002 年 [5]HG 20559.3-1993 管道仪表流程图管道和管件图形符号 [6]HG /

T 20506 自控专业施工图设计内容深度规定. 北京：化学工业出版社 [7]HG /T 20507 自动化仪表选型规定. 北京：化学工业出版社 [8]GB 2625 过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号.北京：化学工业出版社 [9]HG 20505 过程检测和控制系统图用图形符号和文字代号.北京：化学工业出版社 [10]杨宁.集散控制系统及现场总线.北京航空航天大学出版社 2003 年 9 月3/37 3

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注：1、此表一设三份，系部、指导教师、学生各一份。

2、类别是指毕业论文或毕业设计，类型指应用型、理论研究型和其他。

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目录

第一章 项目设计要求 ................................................................................................................................................ 8

一、工艺设计要求 .............................................................................................................................................. 8

1. 工艺简介 ................................................................................................................................................ 8 2．AE2000系列过程控制实验装置艺流程图 ................................................................................................. 9 3. 工艺要求测点清单 ................................................................................................................................ 10 4、工艺控制方案要求 ................................................................................................................................ 10

（1）复杂控制系统方框图....................................................................................................................................... 10

二、DCS系统设计要求 ...................................................................................................................................... 11

1、DCS系统规模配置................................................................................................................................. 12 2、用户授权设置 ....................................................................................................................................... 13 3、监控操作要求 ....................................................................................................................................... 13

第二章 DCS系统硬件设计........................................................................................................................................ 16

一、 DCS系统控制站卡件的数目的配置............................................................................................................ 16 第三章 DCS系统软件设计........................................................................................................................................ 18

一、用户授权设置 ............................................................................................................................................ 18

二、硬件组态 ................................................................................................................................................... 18

1、新建组态文件 ....................................................................................................................................... 18

2、主机设置 .............................................................................................................................................. 19 3、I/O设置............................................................................................................................................... 20 4、常规控制方案的组态 ............................................................................................................................ 21 5、操作小组配置 ....................................................................................................................................... 21 6、数据分组分区 ....................................................................................................................................... 22

7、操作画面设置： ................................................................................................................................... 22

第四章 实时监控仿真调试 ....................................................................................................................................... 25

一、仿真运行监控画面 ..................................................................................................................................... 25

1.启动实时监控画面.................................................................................................................................. 25

2.实时监控的登录 ..................................................................................................................................... 26

3.实时监控操作......................................................................................................................................... 26

第五章 DCS系统运行调试........................................................................................................................................ 32

一．调试前准备工作......................................................................................................................................... 32

1.工艺装置阀门的设置 .............................................................................................................................. 32

2.控制台上电 ............................................................................................................................................ 32 3.DCS系统上电 ......................................................................................................................................... 32 4.操作站地址设置 ..................................................................................................................................... 33 二、控制站硬件安装检查.................................................................................................................................. 33

1.主控卡的安装及地址设置 ....................................................................................................................... 33 2.数据转发卡安装及地址设置.................................................................................................................... 33 3.I/O卡安装 ............................................................................................................................................. 33 4.端子板安装检查 ..................................................................................................................................... 33 5.网络信号线的连接.................................................................................................................................. 33 三、操作站硬件安装检查.................................................................................................................................. 33

1.PC机...................................................................................................................................................... 33 2.工程师站软件狗。操作站软件狗............................................................................................................. 33 四、DCS系统上电 ............................................................................................................................................. 33 五、网络调试 ................................................................................................................................................... 33 六、组态文件的编译、下载、和传输 ................................................................................................................ 33

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1.组态文件的编译 ..................................................................................................................................... 33 2.组态文件的下载 ..................................................................................................................................... 34 3.组态文件的传送 ..................................................................................................................................... 34

4.系统故障检查、诊断 .............................................................................................................................. 34 七、登录监控 ................................................................................................................................................... 34 第六章 总结 ............................................................................................................................................................ 35 第七章 致谢 ............................................................................................................................................................ 36 第八章 参考文献 ..................................................................................................................................................... 37

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摘 要

化学工业生产流程从仪表控制到数字控制，再到分布数字控制，发展到今天，JX-300XP技术已十分成熟，但仍在不断探索发展中。一方面JX-300XP把数字处理技术向现场延伸，另一方面针对生产的调度管理和企业管理也开发了相应的接口。可以说JX-300XP发展趋势是将现场过程控制与信息处理技术更紧密的结合。JX-300XP产品是在不断满足用户需求基础上发展的，因此要不断提升其功能、实时性、可靠性与安全性。JX-300XP将数字处理技术向现场层（包括传感器、变送器、执行器等）延伸，现场仪表控制装置的数字化与智能化是JX-300XP发展的大趋势。除了对现场的控制外，对上一层传输信息，实现控制与管理功能的集成也是JX-300XP努力方向，要保证传输信息的全面、准确而及时，为MES的发展奠定基础。从目前的趋势来看，JX-300XP系统发展的很重要一点就是系统的开放性。

我国目前石化企业生产过程中，国外产品，如日本横河（Yokogawa）公司的Centum-CS系列和美国Honeywell公司TDC3000、TPS应用最多；国内有浙大中控（Supcon）的WebField系列、和利时（HollySys）公司SmartPro系列等自主知识产权的JX-300XP系统，应用水平也较高。JX-300XP系统在我国应用面虽广，但应用水平较低。主要表现在：仅用JX-300XP架构来替代常规仪表系统的架构，没有充分挖掘JX-300XP系统潜力；与先进控制方案的结合不够，大部分仍停留在常规控制上。因此，应用了先进的JX-300XP平台及控制软件并不代表实现了过程的先进控制。据保守估计，到2010年，我国石化行业将有2000多套装置需要进行JX-300XP改造，并在JX-300XP基础上实施各种先进控制和优化方案。所以，如何改善应用功能、兼容新技术、提高服务水平是当前JX-300XP系统应用与推广过程中迫在眉睫的任务。

关键字: JX-300XP系统,自动控制,DCS系统.

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第一章 项目设计要求

一、工艺设计要求

1. 工艺简介

AE2000A1型过程控制实验装置是中控教仪根据自动化及相近专业的教学特点和学生培养目标，集智能仪表技术、计算机技术、通讯技术、自动控制技术为一体的普及型多功能实验装置。该装置采用控制对象与控制台独立设计，控制系统采用了DCS控制系统。控制对象除三容水箱、常压电加热炉以外，还专门设计了一只强制对流换热器，用以完成传热温度控制实验。此外，用户可选配纯滞后盘管，用以完成纯滞后补偿控制、内模控制等实训。

1—1—1实训试验装置

AE2000系列过程控制实验装置包括一组有机玻璃三容水箱，每个水箱装有液位传感器；同时具有两路供水系统，一路由磁力泵、调节阀、电磁流量计组成，另一路由变频器、磁力泵、涡轮流量计组成，通过阀门切换，任何一组供水可以到达任何一个水箱。另外，为实现温度控制，该实验装置专门设计了一只常压电加热锅炉（对于AE2000A型实验对象，还专门设计了一个强制对流换热器）。常压电加热锅炉分内胆和夹套两层，内胆由电加热器提供热源，由一路供水系统提供水源，锅炉内胆装有防干烧装置来确保设备安全；夹套由一路供水系统提供冷却水。通过改变电加热器的加热功率或冷却水/待加热水的流量来影响内胆水温和夹套水温。锅炉内胆和夹套均安装有热电阻测温元件。

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系列过程控制实验装置艺流程图

1—1—2 AE2000系列过程控制实验装置艺流程图

2．AE2000

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3. 工艺要求测点清单

4、工艺控制方案要求

（1）复杂控制系统方框图

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1—1—3复杂控制系统方框图

（2）简单控制系统方框图

1—1—4 简单控制系统方框图

二、DCS系统设计要求

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1、DCS系统规模配置

1—2—1 DCS系统规模配置图

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2、用户授权设置

3、监控操作要求

（1）操作小组配置

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◆数据分组分区：

当工程师进行监控时：

●可浏览总貌画面：

●

可浏览分组画面： ● 可浏览一览画面： ● 可浏览趋势画面：

● 可浏览流程图画面： 要求：每半小时记录，记录数据为TI2510、TI2511、TI2512、TI2513；一天三班，8小时一班，换班时间为0点、8点、16点，8小时一班。每天0点、8点、16点自动打印报表。报表中的数据记录到其真实值后面两位小数，时间格式为××：××：××（时：分：秒）。

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报表样板：报表名称及页标题均为班报表。

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第二章 DCS系统硬件设计

一、 DCS系统控制站卡件的数目的配置

1、

信号卡件端子板统计表

2、系统规模配置表

3、DCS系统I/O卡件布置