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1、DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511871cs4000cs4000cs4000cs4000高级过程控制实验装置高级过程控制实验装置DCSDCSDCSDCS实验指导书实验指导书DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511872目录目录一、概述.3二、软件配置及安装说明.4三、CS4000 系统介绍.9一）、CS4000 型系统主要特点.9二）、CS4000 型实验对象组成结构.10四、系统主题实验.11实验一、一阶单容水箱对象特性测试实验.11实验二、二阶双容水箱对象特
2、性测试实验.15实验三、加热水箱温度特性测试实验.19实验四、加热水箱温度二位式控制实验.21实验五、单容水箱液位 PID 控制实验.25实验六、双容水箱液位 PID 整定实验.28实验七、加热水箱温度 PID 控制实验.30实验八、短滞后温度 PID 控制实验.33实验九、电磁流量 PID 控制实验.36实验十、双容水箱液位串级控制实验.39DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511873一、概述一、概述生产与生活的自动化是人类长久以来所梦寐以求的目标，在 18 世纪自动控制系统在蒸汽机运行中得到成功的应用以后，自动化技术时代开始
3、了。随着工业技术的更新，特别是半导体技术、微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，自动化已经进入了计算机控制装置时代。在过去的十多年里， 随着生产车间自动化和过程自动化中分散结构的迅速增长，DCS（分布式集散控制系统）的应用日益普遍。其原因之一是：DCS 系统实现了数字和模拟输入/输出模块、 智能信号装置和过程调节装置与 PC 之间的数据传输，把 I/O 通道分散到实际需要的现场设备附近，使安装和布线的费用减少到最小，从而使成本费用大大的节省。其原因之二是：DCS 具有“开放”的通信接口，允许用户选用不同制造商生产的分散 I/O 装置和现场设备。本书所叙述的控制系统采用开放的的 DCS 系统设
4、备， 本装置的目的是使自动化专业的学生能尽快的入门， 使研究生和高校教师能容易地利用 DCS 实现所设计的自动化任务。DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511874二、软件配置及安装说明二、软件配置及安装说明1 1 11、系统网络图：、系统网络图：iMaciMacPO RT- APO RT-BD C S控 制 站AB1号 站2号 站PO RT-A网 络I P:PO RT-B网 络I P:1号 站2号 站1 2 8.1 2 8.1.1 3 01 2 8.1 2 8.2.1 3 01 2 8.1 2 8.1.1 3 11 2 8.1
5、2 8.2.1 3 1C S4000过程控制系统D C S控 制 网 络 图注：I P地址可以根据规则要求更改，并 不 唯 一2 2 22、硬件和软件配置要求：、硬件和软件配置要求：一、DCS 工程师站： 软硬件特殊配置：1、网卡 2 张 2、IP 地址：1281281130(A 口) 1281282130(B 口) 3、浙大中控 AdvanTrol-X3.16 安装盘（工程师站） 二、软件安装说明： 按照安装提示，安装的计算机作为工程师站请选择安装工程师站，安装 的计算机作为操作员站请选择安装操作员站。若要根据自己要求安装请选择DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区
6、三楼TEL:+86 571 876511875自定义安装。3 3 33、DCSDCSDCSDCS工业标准机柜的组成工业标准机柜的组成1. 电源部分：控制柜上方为系统供电电源部分（5V、24V）.2，DCS 部分：从左往右卡件安排：4 4 44、CS4000CS4000CS4000CS4000过程控制系统控制软件过程控制系统控制软件1DCSDCS 软件体系结构软件体系结构序号卡件名称规格功能说明1SP243X主控制卡2SP243X主控制卡（冗余）3SP233数据转发卡4SP233数据转发卡（冗余）0SP3144 路电压信号输入卡1SP3144 路电压信号输入卡2SP3144 路电压信号输入卡3S
7、P3144 路电压信号输入卡4SP3144 路电压信号输入卡5SP3224 路模拟量输出卡6SP3224 路模拟量输出卡7SP000空卡件8SP3638 路触点型开入卡9SP3648 路继电器开出卡10SP000空卡件DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 8765118762DCSDCS 组态控制软件组态控制软件1）SCKey.exe 组态软件，应用于对 DCS 硬件和软件的组态。如图 1-1 所示：图 1-1在组态好以后需要下载在不同的控制站中， 需选择不同的控制站。 如图 1-2 所示 ：DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中
8、控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511877图 1-2上图所表示的是 128.128.1.4 控制站的组态. 2）AdvanTrol.exe 监控软件 实验运行软件，运行界面如图 1-3 所示：图 1-3DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 8765118783) DCSDCS I/OI/O 定义定义DCS 卡件号卡件 地址通道类型I/O 信号 定义输入/输出内容SP31400模拟量输入通道（15V）AI01 号左上水箱液位信号SP31401模拟量输入通道（15V）AI11 号右上水箱液位信号SP31402模拟量输入通道（
9、15V）AI21 号左下水箱液位信号SP31403模拟量输入通道（15V）AI31 号右下水箱液位信号SP31410模拟量输入通道（15V）AI41 号加热水箱温度信号SP31411模拟量输入通道（15V）AI51 号短滞后温度信号SP31412模拟量输入通道（15V）AI61 号长滞后温度信号SP31413模拟量输入通道（15V）AI71 号电磁流量信号SP31420模拟量输入通道（15V）AI81 号涡轮流量信号SP31421模拟量输入通道（15V）AI92 号左上水箱液位信号SP31422模拟量输入通道（15V）AI102 号右上水箱液位信号SP31423模拟量输入通道（15V）AI11
10、2 号左下水箱液位信号SP31430模拟量输入通道（15V）AI122 号右下水箱液位信号SP31431模拟量输入通道（15V）AI132 号加热水箱温度信号SP31432模拟量输入通道（15V）AI142 号短滞后温度信号SP31433模拟量输入通道（15V）AI152 号长滞后温度信号SP31440模拟量输入通道（15V）AI162 号电磁流量信号SP31441模拟量输入通道（15V）AI172 号涡轮流量信号SP32250模拟量输出通道 （420mA）AO01 号电动调节阀控制信号SP32251模拟量输出通道 （420mA）AO11 号变频器控制信号SP32252模拟量输出通道 （420
11、mA）AO21 号单相可控硅信号SP32260模拟量输出通道 （420mA）AO32 号电动调节阀控制信号SP32261模拟量输出通道 （420mA）AO42 号变频器控制信号SP32262模拟量输出通道 （420mA）AO52 号单相可控硅信号DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园 D 区三楼TEL:+86 571 876511879三、三、CS4000CS4000CS4000CS4000系统介绍系统介绍CS4000 型过程控制实验装置是根据我国工业自动化及相关专业教学特点，吸取了国外同类实验装置的特点和长处，并与目前大型工业自动化现场紧密联系，采用了工业上广泛使用并处于领
12、先的 C3000 智能仪表、S7-200PLC、DDC 控制系统、DCS 工业以太网控制系统，经过精心设计、多次实验和反复论证后，推出的一套基于本科生、 研究生教学和学科基地建设的实验设备。 该设备涵盖了 信号和信息处理 、 传感技术 、 工程检测 、 模式识别 、 控制理论 、 自动化技术 、 智能控制 、 过程控制 、 自动化仪表 、 计算机应用和控制 、 计算机控制系统等课程的教学实验与研究。整个系统美观实用，功能多样，使用方便，既能进行验证性、设计性实验，又能提供综合性实验，可以满足不同层次的教学和研究要求。CS4000 型过程实验装置的检测信号、控制信号及被控信号均采用 ICE 标准
13、，即电压 15V，电流 420mA。实验系统供电要求：单相 220V 交流电。一） 、一） 、一） 、一） 、CS4000CS4000CS4000CS4000型系统主要特点型系统主要特点型系统主要特点型系统主要特点1被调参数囊括了流量、压力、液位、温度四大热工参数。2执行器中既有电动调节阀（或气动调节阀） 、单相 SCR 移相调压等仪表类执行机构，又有变频器等电力拖动类执行器。3调节系统除了有调节器的设定值阶跃扰动外，还有在对象中通过另一动力支路或电磁阀和手操作阀制造各种扰动。4一个被调参数可在不同动力源、不同的执行器、不同的工艺线路下可演变成多种调节回路，以利于讨论、比较各种调节方案的优劣。5某些检测信号、执行器在本对象中存在相互干扰，它们同时和工作时需对原独立调节系统的被调参数进行重新整定，还可对复杂调节系统比较优劣。6各种控制算法和调节规律在开放的组态实验软件平台上都可以实现。7实验数据及图表可以永久存储，在 MCGS 组态软件中也可随时调用，以便DCS 系统实验指导书AD:杭州市滨江区六和路中控科技园
