CS2000型控制系統(tǒng)介紹

1、CS2000型控制系統(tǒng)介紹型控制系統(tǒng)介紹 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí) 要要 求求 （1）根據(jù)原理圖，了解整個(gè)設(shè)備的工作流程。根據(jù)原理圖，了解整個(gè)設(shè)備的工作流程。 （2）認(rèn)識(shí)各個(gè)檢測(cè)）認(rèn)識(shí)各個(gè)檢測(cè)元件元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。與執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 （3）在熟悉）在熟悉CS2000系統(tǒng)系統(tǒng)工作流程工作流程的基礎(chǔ)上找出的基礎(chǔ)上找出主要控制參數(shù)，設(shè)計(jì)控制方案。主要控制參數(shù)，設(shè)計(jì)控制方案。一、一、CS2000過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)DCS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制柜的組成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)控制柜的組成 1. 電源部分：電源部分： 控制柜上方為供電電源部分?？刂乒裆戏綖楣╇婋娫床糠帧?. DCS部分：部分： 從左往右卡件安排：從左往右卡件安排： 序號(hào)序號(hào) 卡件名

2、稱卡件名稱 規(guī)格功能說明規(guī)格功能說明 1 XP243 主控制卡主控制卡 2 XP243 主控制卡主控制卡 3 XP233 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡 4 XP233 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡 0 XP316 4路熱電阻信號(hào)輸入卡路熱電阻信號(hào)輸入卡 1 XP316 4路熱電阻信號(hào)輸入卡路熱電阻信號(hào)輸入卡 2 XP313 6路電流信號(hào)輸入卡路電流信號(hào)輸入卡 3 XP313 6路電流信號(hào)輸入卡路電流信號(hào)輸入卡 4 XP314 6路電壓信號(hào)輸入卡路電壓信號(hào)輸入卡 5 XP314 6路電壓信號(hào)輸入卡路電壓信號(hào)輸入卡 6 XP314 6路電壓信號(hào)輸入卡路電壓信號(hào)輸入卡 7 XP322 4路模擬信號(hào)輸出卡路模擬信號(hào)輸

3、出卡 8 XP322 4路模擬信號(hào)輸出卡路模擬信號(hào)輸出卡 9 XP322 4路模擬信號(hào)輸出卡路模擬信號(hào)輸出卡 10 XP335 4路脈沖量輸入卡路脈沖量輸入卡一、一、CS2000過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)控制對(duì)象的組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)控制對(duì)象的組成結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) （一）（一） CS2000型系統(tǒng)主要特點(diǎn)型系統(tǒng)主要特點(diǎn)1被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)。被調(diào)參數(shù)囊括了流量、壓力、液位、溫度四大熱工參數(shù)。2執(zhí)行器中既有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（或氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）、單相執(zhí)行器中既有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥（或氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥）、單相SCR移相調(diào)壓移相調(diào)壓等儀表類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻器等電力拖動(dòng)類執(zhí)行器。等儀表類執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又有變頻器等電

4、力拖動(dòng)類執(zhí)行器。3調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有調(diào)節(jié)器的設(shè)定值階躍擾動(dòng)外，還有在對(duì)象中通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)除了有調(diào)節(jié)器的設(shè)定值階躍擾動(dòng)外，還有在對(duì)象中通過另一動(dòng)力支路或手操作閥制造各種擾動(dòng)。另一動(dòng)力支路或手操作閥制造各種擾動(dòng)。4. 鍋爐溫控系統(tǒng)包含了一個(gè)防干燒裝置，以防操作不當(dāng)引起嚴(yán)重后果。鍋爐溫控系統(tǒng)包含了一個(gè)防干燒裝置，以防操作不當(dāng)引起嚴(yán)重后果。5. 系統(tǒng)中的兩個(gè)獨(dú)立的控制回路可以通過不同的執(zhí)行器、工藝線路組系統(tǒng)中的兩個(gè)獨(dú)立的控制回路可以通過不同的執(zhí)行器、工藝線路組成不同的控制方案。成不同的控制方案。6一個(gè)被調(diào)參數(shù)可在不同動(dòng)力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路一個(gè)被調(diào)參數(shù)可在不同動(dòng)力源、不同的執(zhí)行器、不同的工藝線路

5、下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。下可演變成多種調(diào)節(jié)回路，以利于討論、比較各種調(diào)節(jié)方案的優(yōu)劣。7各種控制算法和調(diào)節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)上都可以實(shí)各種控制算法和調(diào)節(jié)規(guī)律在開放的組態(tài)實(shí)驗(yàn)軟件平臺(tái)上都可以實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)。 （二）（二） CS2000型實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu)型實(shí)驗(yàn)對(duì)象組成結(jié)構(gòu) 過程控制過程控制實(shí)驗(yàn)對(duì)象實(shí)驗(yàn)對(duì)象系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱系統(tǒng)包含有：不銹鋼儲(chǔ)水箱（長(zhǎng)（長(zhǎng)寬寬高：高：850450400mm） 、強(qiáng)制對(duì)流換熱管系統(tǒng)、串接圓筒有機(jī)、強(qiáng)制對(duì)流換熱管系統(tǒng)、串接圓筒有機(jī)玻璃上水箱玻璃上水箱（250380mm） 、中水箱、下水箱、中水箱、下水箱（250350mm） 、

6、單相、單相2.5KW電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋電加熱鍋爐（由不銹鋼鍋爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）。爐內(nèi)膽加溫筒和封閉式外循環(huán)不銹鋼冷卻鍋爐夾套組成）。 系統(tǒng)動(dòng)力支路分為兩路組成系統(tǒng)動(dòng)力支路分為兩路組成：一路由威樂泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、：一路由威樂泵、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、孔板流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成；另一孔板流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成；另一路由威樂泵、變頻調(diào)速器、渦輪流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水路由威樂泵、變頻調(diào)速器、渦輪流量計(jì)、自鎖緊不銹鋼水管及手動(dòng)切換閥組成。管及手動(dòng)切換閥組成。 系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的檢測(cè)變送和執(zhí)行元件檢測(cè)變送和執(zhí)行元件有：壓力變送器、溫度傳感有：壓力

7、變送器、溫度傳感器、溫度變送器、孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、壓力表、電器、溫度變送器、孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)、壓力表、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。動(dòng)調(diào)節(jié)閥等。 系統(tǒng)對(duì)象結(jié)構(gòu)圖如下：系統(tǒng)對(duì)象結(jié)構(gòu)圖如下： 二、二、CS2000實(shí)驗(yàn)對(duì)象的檢測(cè)及執(zhí)行裝置實(shí)驗(yàn)對(duì)象的檢測(cè)及執(zhí)行裝置 檢測(cè)裝置檢測(cè)裝置：擴(kuò)散硅壓力變送器，分別用來檢測(cè)上：擴(kuò)散硅壓力變送器，分別用來檢測(cè)上水箱、下水箱液位的壓力；孔板流量計(jì)、渦輪流水箱、下水箱液位的壓力；孔板流量計(jì)、渦輪流量計(jì)分別用來檢測(cè)單相水泵支路流量和變頻器動(dòng)量計(jì)分別用來檢測(cè)單相水泵支路流量和變頻器動(dòng)力支路流量；力支路流量；Pt100熱電阻溫度傳感器分別用來熱電阻溫度傳感器分別用來檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽

8、、鍋爐夾套和強(qiáng)制對(duì)流換熱器冷水檢測(cè)鍋爐內(nèi)膽、鍋爐夾套和強(qiáng)制對(duì)流換熱器冷水出口、熱水出口。出口、熱水出口。 執(zhí)行裝置執(zhí)行裝置：?jiǎn)蜗嗫煽毓枰葡嗾{(diào)壓裝置用來調(diào)節(jié)單：?jiǎn)蜗嗫煽毓枰葡嗾{(diào)壓裝置用來調(diào)節(jié)單相電加熱管的工作電壓；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)管道出相電加熱管的工作電壓；電動(dòng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)管道出水量；變頻器調(diào)節(jié)副回路水泵的工作電壓。水量；變頻器調(diào)節(jié)副回路水泵的工作電壓。 1、壓力變送器（、壓力變送器（液位傳感器液位傳感器 ）工作原理：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)（液體）的壓力作用于傳感器時(shí)，壓力變送器將壓力工作原理：當(dāng)被測(cè)介質(zhì)（液體）的壓力作用于傳感器時(shí)，壓力變送器將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)歸一化差分放大和輸信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)歸一

9、化差分放大和輸V/A電壓、電流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成電壓、電流轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換成與被測(cè)介質(zhì)（液體）的液位壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的與被測(cè)介質(zhì)（液體）的液位壓力成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系的420mA標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信標(biāo)準(zhǔn)電流輸出信號(hào)。接線如下圖所示：號(hào)。接線如下圖所示： 接線說明：傳感器為接線說明：傳感器為二線制接法二線制接法，它的端子位于中繼箱內(nèi)，電纜線從中繼箱，它的端子位于中繼箱內(nèi)，電纜線從中繼箱的引線口接入，直流電源的引線口接入，直流電源24V+接中繼箱內(nèi)正端（接中繼箱內(nèi)正端（+），中繼箱內(nèi)負(fù)端（），中繼箱內(nèi)負(fù)端（）接負(fù)載電阻的一端，負(fù)載電阻的另一端接接負(fù)載電阻的一端，負(fù)載電阻的另一端接24V-。傳感器輸出。傳感器輸出42

10、0mA電流信電流信號(hào)，通過負(fù)載電阻號(hào)，通過負(fù)載電阻250轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換成15V電壓信號(hào)。電壓信號(hào)。零點(diǎn)和量程調(diào)整：零點(diǎn)和量程調(diào)整：零點(diǎn)和量程調(diào)整電位器位于中繼箱內(nèi)的另一側(cè)。校正時(shí)打開中繼箱蓋，即可零點(diǎn)和量程調(diào)整電位器位于中繼箱內(nèi)的另一側(cè)。校正時(shí)打開中繼箱蓋，即可進(jìn)行調(diào)整，左邊的（進(jìn)行調(diào)整，左邊的（Z）為調(diào)零電位器，右邊的（）為調(diào)零電位器，右邊的（R）為調(diào)增益電位器。）為調(diào)增益電位器。 2、溫度傳感器、溫度傳感器 Pt100熱電阻熱電阻工作原理：利用工作原理：利用Pt電阻阻值與溫度之間的良好線性關(guān)系。電阻阻值與溫度之間的良好線性關(guān)系。 接線說明：連接兩端元件熱電阻采用的是接線說明：連接兩端元件熱電阻

11、采用的是三線制接法三線制接法，以，以減少測(cè)量誤差。在多數(shù)測(cè)量中，熱電阻遠(yuǎn)離測(cè)量電橋，因減少測(cè)量誤差。在多數(shù)測(cè)量中，熱電阻遠(yuǎn)離測(cè)量電橋，因此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長(zhǎng)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，連接導(dǎo)此與熱電阻相連接的導(dǎo)線長(zhǎng)，當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，連接導(dǎo)線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)線的電阻值將有明顯的變化。為了消除由于這種變化而產(chǎn)生的測(cè)量誤差，采用三線制接法。即在兩端元件的一端引生的測(cè)量誤差，采用三線制接法。即在兩端元件的一端引出一條導(dǎo)線，另一端引出兩條導(dǎo)線，這三條導(dǎo)線的材料、出一條導(dǎo)線，另一端引出兩條導(dǎo)線，這三條導(dǎo)線的材料、長(zhǎng)度和粗細(xì)都相同，如下圖中所示的長(zhǎng)度和粗細(xì)都相同，如下圖中所示的

12、a、b、c。它們與儀。它們與儀表輸入電橋相連接時(shí)，導(dǎo)線表輸入電橋相連接時(shí)，導(dǎo)線a和和c分別加在電橋相鄰的兩個(gè)分別加在電橋相鄰的兩個(gè)橋臂上，導(dǎo)線橋臂上，導(dǎo)線b在橋路的輸出電路上，因此，在橋路的輸出電路上，因此，a和和c阻值的阻值的變化對(duì)電橋平衡的影響正好抵消，變化對(duì)電橋平衡的影響正好抵消，b阻值的變化量對(duì)儀表阻值的變化量對(duì)儀表輸入阻抗影響可忽略不計(jì)。輸入阻抗影響可忽略不計(jì)。 3、流量計(jì)、流量計(jì)（1）孔板流量計(jì)）孔板流量計(jì)孔板流量計(jì)：輸出信號(hào)：孔板流量計(jì)：輸出信號(hào)：420mA，測(cè)量，測(cè)量范圍：范圍：01.2m3/h接線說明：孔板流量計(jì)輸入端采用的是接線說明：孔板流量計(jì)輸入端采用的是24V的直流電，

13、輸出的是的直流電，輸出的是420mA的電流信號(hào)。的電流信號(hào)。（2）渦輪流量計(jì)）渦輪流量計(jì)渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，測(cè)量渦輪流量計(jì)的輸出信號(hào)為頻率信號(hào)，測(cè)量范圍：范圍：01.0m3/h。 4、壓力表、壓力表安裝位置：?jiǎn)蜗啾弥?，電?dòng)調(diào)節(jié)閥之前。安裝位置：?jiǎn)蜗啾弥?，電?dòng)調(diào)節(jié)閥之前。測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：00.25MPa -p+524VDC脈沖輸出5、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥主要技術(shù)參數(shù)：主要技術(shù)參數(shù)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)型式：智能型直行程執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入信號(hào)：輸入信號(hào)： 010VDC/210VDC輸入阻抗：輸入阻抗：250/500輸出信號(hào)：輸出信號(hào)：420mADC輸出最大負(fù)載

14、：輸出最大負(fù)載：500信號(hào)斷電時(shí)的閥位：可任意設(shè)置為保持信號(hào)斷電時(shí)的閥位：可任意設(shè)置為保持/全開全開/全關(guān)全關(guān)/0100%間的任意值間的任意值電源：電源：220V10%/50Hz 6、單相可控硅移相調(diào)壓、單相可控硅移相調(diào)壓通過通過420mA電流控制信號(hào)控制單相電流控制信號(hào)控制單相220V交流電源在交流電源在0220V之間根據(jù)控制之間根據(jù)控制電流的大小實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化。電流的大小實(shí)現(xiàn)連續(xù)變化。7、變頻器、變頻器系統(tǒng)中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調(diào)速器。變頻器的輸出端與循系統(tǒng)中所用的變頻器的為施耐德和西門子變頻調(diào)速器。變頻器的輸出端與循環(huán)泵相連，實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵支路的流量控制。環(huán)泵相連，實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵支路

15、的流量控制。 三、主要參數(shù)控制方案三、主要參數(shù)控制方案（一）簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（一）簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)（二）串級(jí)控制系統(tǒng)（二）串級(jí)控制系統(tǒng)渦輪流量和上水箱液位串級(jí)控制渦輪流量和上水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)系統(tǒng)渦輪流量和上水箱液位串級(jí)控制渦輪流量和上水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級(jí)控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級(jí)控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐

16、夾套溫度串級(jí)控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫度串級(jí)控制系統(tǒng)上水箱上水箱和和下水箱液位串級(jí)控制下水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)系統(tǒng)上水箱上水箱和和下水箱液位串級(jí)控制下水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)系統(tǒng)作作 業(yè)業(yè) 1. 根據(jù)原理圖，寫出系統(tǒng)工作流程。根據(jù)原理圖，寫出系統(tǒng)工作流程。 2. 熟悉熟悉CS2000系統(tǒng)工作流程，設(shè)計(jì)控制方案。系統(tǒng)工作流程，設(shè)計(jì)控制方案。 （1）單回路控制系統(tǒng)）單回路控制系統(tǒng) 上水箱液位控制系統(tǒng)上水箱液位控制系統(tǒng) 鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐內(nèi)膽水溫溫度控制系統(tǒng) 鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng)鍋爐夾套水溫溫度控制系統(tǒng) （2）串級(jí)控制系統(tǒng)）串級(jí)控制系統(tǒng) 流量和上水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng)流量和上水箱液位串級(jí)控制系統(tǒng) 鍋爐內(nèi)膽和鍋爐夾套溫