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1、过程控制与自动化仪表课程设计任务书题目：锅炉液位多回路控制系统设计与实现一、目的：(1) 熟悉液位流量串级控制系统的结构和组成(2) 熟悉前馈控制系统的结构和组成(3) 掌握液位流量串级控制系统的投运与参数整定方法(4) 主、副调节器参数的改变对系统性能的影响(5) 研究阶跃扰动分别作用于主、副对象，对系统主控制量的影响(6) 研究前馈控制对系统主控制量的影响(7) 研究锅炉液位三冲量控制系统的构成方式和控制品质(8) 熟悉工业组态软件的使用方法二、设备：(1) EFAT/P-过程控制实验装置(2) 计算机、组态王软件、RS232-485转换器1只，串口线1根(3) 万用表1只三、原理.本次课
2、程设计控制系统的主控对象为锅炉液位，锅炉液位L为主被控参数；副参数为锅炉进水管道流量Q1,前馈参数为锅炉出水管道流量Q2(用水负荷) 。执行元件为电动调节阀，控制量为阀门开度。四、内容(1) 根据实验原理图进行方案设计，构建锅炉液位多回路控制系统框图；(2) 利用计算机中组态软件绘制锅炉液位多回路控制系统结构图，通过计算机与调节器的通讯端口采集和显示控制对象各个参量，实现数据实时曲线及历史曲线的调用功能。(3) 利用实验室装置搭建锅炉液位多回路控制系统结构，调节主、副控制器参数实现控制目标，并利用计算机记录响应曲线。(4) 在系统达到稳定后，分别输入扰动信号以及前馈扰动作用于控制系统，观察、记
3、录和分析系统的输出响应曲线。(5) 自行设计方案实现锅炉液位的三冲量的变比值实现方法。五、提示(1) 副回路是一个随动系统，要求副回路的输出正确、快速的复现主调节器输出的变化规律，以达到对主控制量L的控制目的，因此副调节器可采用P或PI控制。(2) 调节器参数设置（参考）参数项主调节器副调节器参数修改级别Loc=808（全部参数）Loc=808（全部参数）输入规格Sn=33（1-5V电压）Sn=32（0.2-1V电压）系统功能选择CF=0CF=8控制方式Ctrl=1（人工智能/PID调节）Ctrl=1（人工智能/PID调节）通讯地址ADDR=0ADDR=1小数点位Dip=1（小数点在十位）Di
4、p=1（小数点在十位）输入上限显示dIH=100dIH=100输入下限显示dIL=0dIL=0输出方式OP1=4（4-20mA线性）OP1=4（4-20mA线性）P30-5020-30I30-50D00六、思考问题(1) 如果副回路中的反馈通道开路，系统能否正常运行？(2) 如果主回路中的反馈通道开路，系统能否正常运行？七、报告格式(1) 预习报告封面和正文格式如下：手写，不允许打印，纸张为16K白纸（不能采用实验报告纸）过程控制课程综合课程设计预习报告题目：XXXXXXXXXXX 班级： XXXXXXXXXXX学号：XXXXXXXXXXX姓名：XXXXXXXXXXX指导老师：XXXXXXXX
5、X起止时间：2007.12.2412.28 题目：XXXXXXX 一、设计目的：XXXXXXXXX二、设计内容：XXXXXXXXX三、设计思路：XXXXXXXXXXX四、方框图：XXXXXXXXXXXX 预习报告封面预习报告正文格式(2) 设计报告封面和正文格式如下：手写，不允许打印，纸张为16K白纸（不能采用实验报告纸）设计报告正文中的图形结果可以打印，不允许复印。 过程控制课程综合课程设计设计报告题目：XXXXXXXXXXX 班级： XXXXXXXXXXX学号：XXXXXXXXXXX姓名：XXXXXXXXXXX指导老师：XXXXXXXXX起止时间：2007.12.2412.28 题目：XX
6、XXXXX 一、设计目的：XXXXXXXXX二、设计内容：XXXXXXXXX三、组态画面XXXXXXXXXXX四、设计结果：XXXXXXXXXXXX五、结果分析：XXXXXXXXXXXX六、课后思考XXXXXXXXXXXX七、课设总结： XXXXXXXXXXXX设计报告封面设计报告正文格式八、评分标准总分100考勤10预习报告10实验过程60答辩20序号实验内容考核要求评分标准配分扣分得分1控制接线图正确绘制系统方框图；正确组态并连接控制线路；开启计算机显示测量程序。操作规范、正确得10分；操作基本正确得5-8分；操作不熟练2-5分；操作错误或违反操作规程，损坏设备不得分。102调节器参数整定
7、按照控制要求熟练设置调节器参数、进行系统投运、参数整定。操作规范、正确、熟练，调节参数设置合理，并能采用计算机设定调节参数得30分；参数设置合理，计算机显示正确15-25分；操作不熟练，数据偏差较大得5-15分；操作错误不得分。303数据处理对测试数据进行分析处理，得到最佳系统参数。处理方法合理得20分；处理方法得当，数据有误得10-15分；处理方法错误不得分。104善后工作停止系统运行，做好善后工作。正确处理得分10分，否则不得分。10附录：AI-808全通用人工智能调节器使用说明基本使用操作1 显示切换：按 键可以切换不同的显示状态。AI-808可在、两种状态下切换，AI-808P可在、等
8、4种状态下切换，AI-708只有显示状态 ，无需切换。2 修改数据：如果参数锁没有锁上，仪表下显示窗显示的数值除AI-808P/808显示的自动输出值，AI-808P显示的已运行时间和给定值不可直接修改外，其余数据均可通过 、 或 键来修改显示窗口显示的数值。例如：需要设置给定值时（AI-708/808），可将仪表切换到显示状态，即可通过按 、 或 键来修改给定值。AI仪表同时具备数据快速增减法和小数点移位法。按 键减少数据，按 键增加数据，可修改数值位的小数点同时闪动（如同光标）。按键并保持不放，可以快速的增加/减少数值，并且速度会随小数点右移自动加快（3级速度）。而按 键则可直接移动修改数
9、据的位置（光标），操作快捷。3 手动/自动切换（仅适用AI808/808P）：在显示状态下，按A/M键（即 键），可以使仪表在自动及手动两种状态下进行无扰动切换。在显示状态且仪表处于手动状态下，直接按 键或 键可增加及减少手动输出值。通过对run参数设置（详见后文），也可使仪表不允许由面板按键操作来切换至手动状态，以防止误入手动状态。4 设置参数：在基本状态，显示状态或下按 键并保持约2秒钟，即进入参数设置状态（显示状态 ）。在参数设置状态下按 键，仪表将依次显示各参数，例如上限报警值HIAL、参数锁Loc等等，对于配置好并锁上参数锁的仪表，只出现操作工需要用到的参数（现场参数）。用 、或 等
10、键可修改参数值，按 键并保持不放，可返回显示上一参数。先按 键不放接着在按 键可退出设置参数状态。如果参数被锁上（后文介绍），则只能显示被EP参数定义的现场参数（可由用户定义的，工作现场经常需要使用的参数及程序），而无法看到其他的参数。不过至少能看到Loc参数显示出来。参数功能说明AI仪表通过参数来定义仪表的输入、输出、报警、通讯及控制方式。以下为参数功能表：参数代号参数含义说明设 置范 围HIAL上限报警测量值大于HIALdF值时仪表将产生上限报警。测量值小于HIALdF值时，仪表将解除上限报警。设置HIAL到其最大值（9999）可避免产生报警作用。每种报警可自由定义为控制报警1（AL1）、
11、报警2（AL2）或辅助输出（OUT2）动作。-1999+9900或1定义单位LoAL下限报警当测量值小于LoALdF时产生下限报警，当测量值大于LoALdF时下限报警解除。设置LoAL到其最小值（1999）可避免产生报警作用。同上dHAL正偏差报警采用AI人工智能调节时，当正偏差（测量值PV减给定值SV）大于dHALdF时产生正偏差报警。当正偏差小于dHALdF时正偏差报警解除。设置dHAL9999（温度时为999.9）时，正偏差报警功能被取消。0999.9 或09999定义单位dLAL负偏差报警采用AI人工智能调节时，当负偏差（给定值SV减测量值PV）大于dLALdF时产生负偏差报警。当负偏
12、差小于dLALdF时负偏差报警解除。设置dLAL9999（温度时为999.9）时，负偏差报警功能被取消。同上dF回差(死区、滞环)回差用于避免因测量输入值波动而导致位式调节频繁通断或报警频繁产生/解除。例如：dF参数对上限报警控制的影响如下，假定上限报警参数HIAL为800，dF参数为2.0：（1） 仪表在正常状态，当测量温度值大于802时（HIALdF）时，才进入上限报警状态。（2） 仪表在上限报警状态时，则当测量温度值小于798（HIAL-dF）时，仪表才解除报警状态。又如：仪表在采用位式调节或自整定时，假定给定值SV为700，dF参数设置为0.5，以反作用调节（加热控制）为例：（1） 输
13、出在接通状态时，当测量温度值大于700.5时（SVdF）时关断。（2） 输出在关断状态时，则当测量温度值小于699.5（SVdF），才重新接通进行加热。对采用位式调节而言，dF值越大，通断周期越长，控制精度越低。反之，dF值越小，通断周期越短，控制精度越高，但容易印输入波动面则产生误动作，使继电器或接触器等机械开关寿命降低。DF参数对AI人工智能调节没有影响。但自整定过程中，由于也是位式调节，所以dF会影响自整定结果，一般dF值越小，自整定精度越高，但应避免测量值因受干扰跳动造成误动作。如果测量值数字跳动过大，应先加大数字滤波参数dL值，使得测量值跳动小于25个数字，然后可将dF设置为等于测量
14、值的瞬间跳动值为佳。0200.0 或02000定义单位CtrL控制方式CtrL0，采用位式调节（ONOFF），2只适用要求不高的场合进行控制时采用。CtrL1，采用AI人工智能调节/PID调节，该设置下，允许从面板启动执行自整定功能。CtrL2，启动自整定参数功能，自整定结束后会自动设置为3或4。CtrL3，采用AI人工智能调节，自整定结束后，仪表自动进入该设置，该设置下不允许从面板启动自整定参数功能。以防止误操作重复启动自整定。CtrL4，该方式下与CtrL3时基本相同，但其P参数定义为原来的10倍，即在CtrL3时，P5，则CtrL4时，设置P50时二者有相同的控制结果。在极快速变化的温度（每秒变化200以上）或快速变化的压力、流量的控制，还有变频调速器控制水压等控制场合，在CtrL1、3时，其P值都很小，有时甚至要小于1才能满足控制需要，此时如果设置CtrL4，则可将P参数放大10倍，获得更精细的控制。CtrL5（仅适用AI808），仪表将测量值直接作为输出值输出，可作为手动操作器或伺服放大器使用，如计算机控制系统中的后备手操作器，使用方法详见后文说明。05M5保持参
