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1、摘要浙大中控JX-300X DCS集散型控制系统，采用了当前最新的微机硬件技术和可靠成熟的软件，具有完整的过程控制功能、数据采集与监视功能和先进的控制算法。系统结构简单，通信网络采用冗余化的开放式结构，系统扩展灵活，可靠性高；所有卡件采用信号智能化调理技术，通过软件组态就可实现不同类型的信号调理。本次设计就是利用浙大中控JX-300X集散系统，在实验室的A3000过程控制实验系统上，设计过程控制综合实验系统并实现集散控制。针对A3000这套系统，我选择了两种复杂的控制方案（包括三个控制回路），利用JX-300X集散系统对各个控制回路进行总体信息组态，控制站组态，操作站组态等，并对系统进行调试。
2、关键词：JX-300X，过程控制，组态，A3000AbstractZhejiang University were charged with JX - 300X DCS Distributed Control System, which used the latest technology in computer hardware and software mature and reliable, with a complete process control functions, data collection and monitoring functions and advanced co
3、ntrol algorithms. The structure is simple, and the communication networks use redundancy of open architecture, flexible system expansion, and high reliability; Using the cards of all intelligent signal conditioning technology, and software configuration can achieve different kinds of signal conditio
4、ning. The design is the use of Zhejiang University which were charged with JX - 300X DCS system, In laboratory experiments A3000 process control systems, Design integrated process control systems and experimental realization of distributed control. against the system of A3000, I chose two complex co
5、ntrol programs (including three control loop),and use JX - 300X DCS all right for the overall control loop configuration information, the station configuration, Operation Station configuration, and the system for debugging. Keywords : JX - 300X, process control, configuration, A3000目 录第一章 绪论11.1 课题背
6、景及研究意义11.2 本次课题研究的主要内容1第二章 控制系统方案的设计 32.1 A3000系统简介32.1.1 现场系统组成2.1.2 支路1分析2.1.3 支路2分析2.2 控制系统方案一的设计2.2.1 单闭环流量控制2.2.2 闭环双水箱液位串级控制2.3 方案二：锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统2.3.1 前馈反馈控制原理2.3.2 系统分析2.3.2 系统工艺第三章 JX-300X系统3.1 浙大中控JX-300X 3.2 JX-300X系统的通讯网络3.3 JX-300X系统的控制站3.4 JX-300X系统软件第四章 JX-300X系统组态4.1 集散控制系统组态概念4.2
7、方案一组态4.2.1 总体信息组态4.2.2 控制站组态4.2.3 操作站组态4.3 方案二组态第五章 总结参考文献致谢附录一 总工艺流程图、DCS监控数据表、I/O表、端子排布图、I/O卡件布置图、输入输出点统计表附录二 方案一工艺流程图、DCS监控数据表、I/O表、串级系统仪表回路图附录三 方案二工艺流程图、DCS监控数据表、I/O表、前馈反馈系统仪表回路图 第一章 绪论1.1 课题背景及研究意义DCS 是“4C ”(Computer、Communication、Control、CRT ) 技术的结晶。它的出现不仅代表了一种新型的自动化工具, 而且预示着工厂自动化内涵的改变。DCS 在控制
8、方式、控制功能的实现、信息传送与处理等方面和过去的摸拟仪表相比有本质上的不同。30多年来DCS在结构、功能、性能等方面均得到了迅速地发展与提高。集散控制系统是以微处理器为基础的集中分散型控制系统。自70年代中期第一套集散控制系统问世以来，集散控制系统已经在工业控制领域得到了广泛的应用，越来越多的仪表和控制工程师已经认识到集散控制系统必将成为过程工业自动控制的主流。JX-300X型DCS采用全智能化、全数字化设计，在此基础上成功地实现了卡件的热插拔、故障诊断、信息同步等前文提到的各项技术。该系统采用典型控制系统三层模型，每个层次内均可冗余配置，而层次之间采用全冗余连接。即整个系统内以冗余过程控制
9、网络（SCnet）和冗余现场I/O总线(SBUS)为高可靠的连接通道，系统内各个部件的运行和部件之间点对点连接都可冗余。现在，随着DCS控制技术的不断发展和完善，浙大中控的JX-300X已经在诸多领域中发挥着举足轻重的作用，它不仅在大型厂矿油田中有着广泛而高效的应用，还在很多特殊项目领域中有着广泛的应用如锅炉控制系统，空分装置，氯化铵生产以及甲醇裂解制氢装置等。1.2 本次课题研究的主要内容本次毕业设计是利用浙大中控JX-300X集散系统，在过程控制实验室的A3000过程控制实验系统上，设计过程控制综合实验系统并实现集散控制。因此了解和熟悉过程控制实验系统，选择几种典型复杂的控制方案，进行集散
10、控制系统设计、系统装置连接、集散控制系统组态，系统调试运行是此次设计的主要内容。A3000特点11：1. 系统通过一个现场控制箱，集成供电系统、变频器、移相调压器、以及现场继电器，所有驱动电力由现场系统提供。它仅需通过标准接线端子接收标准控制信号即现场能完成所有实验功能。从而实现了现场系统与控制系统完全独立的模块化设计。2. 现场控制箱侧面是工业标准接线端子盒。这种标准信号接口可以使现场系统与用户自行选定的DCS系统、PLC系统、DDC系统方便连接，甚至用户自己用单片机组成的系统都可以对现场系统进行控制。3. 现场系统的设计另外的优势是保证动力线与控制线的电磁干扰隔离。4. 现场系统的设计保证
11、了控制系统只需要直流低压就可以了，使得系统设计更模块化，更安全、具有更大的扩展性。第二章 控制系统方案的设计2.1 A3000系统简介A3000过程控制装置实验系统是一个综合的实验控制系统，此装置可以实现温度、压力、液位、流量的控制。基于它很强的综合控制能力，所以我选择它作为我的研究对象。在它的多个控制回路里，我选择了两套控制方案，第一套控制方案是：单闭环流量控制系统和闭环双水箱液位串级控制系统。第二套控制方案是：锅炉温度和换热器前馈反馈控制系统。2.1.1现场系统组成A3000高级过程控制实验系统独创现场系统概念，而不是对象系统。现场系统包括了实验对象单元、供电系统、传感器、执行器（包括变频
12、器及移相调压器）、以及半模拟屏，从而组成了一个只需接受外部标准控制信号的完整、独立的现场环境。它的现场结构简图如图2-1所示11：换热器大储水箱JV201锅炉调节阀滞后管上水箱中水箱下水箱电磁阀JV101JV204JV205JV102JV206JV103JV106XV102JV207JV502JV305JV304JV104FV101JV601JV503JV105滞后管电磁阀XV101图2-1 系统结构现场系统包括三个水箱，一个大储水箱，一个锅炉，一个工业用板式换热器，两个水泵，大功率加热管，滞后时间可以调整的滞后系统，一个硬件联锁保护系统。传感器和执行器系统包括5个温度、3个液位、1个压力，1
13、个电磁流量计，1个涡轮流量计，1个电动调节阀，2个电磁阀，2个液位开关。 面板左侧设置：电源：220V AC单相电源开关，380V AC三相电源开关。开关：三个旋钮开关，分别是1、2工频电源开关，以及变频器控制水泵的开关。可以拔出上面水泵的电力连线，连接到不同的位置，从而更改革个水泵的电力来源。可以是工频，也可以是变频器。如果用户不需要变频调速，则建议全部使用工频控制。按照设计，使用变频器控制的水泵，其面板对应的指示灯可能不工作，这是为了保护继电器。两个拨动开关：分别是现场系统照明用电源开关，以及变频器STF（正转）控制开关。注意在机柜上还有并联的一个STF控制端，如果要设置工作模式，请断开该
14、控制端。为了避免控制逻辑太复杂，我们一般不连接机柜上的这个开关。电压表：显示加在调压器上的电压值。变频器：对于A3000FBS系统，则具有Profibus DP控制端子。面板右侧是现场系统的模拟屏，安装有5个指示灯和滞后管系统的两手动调节阀。当两个水泵、两个电磁阀开启时，其状态指示灯分别点亮。当锅炉内水位超过低限液位开关时，液位开关闭合，联锁控制指示灯点亮，可以开始对锅炉加热。现场系统包含两个支路。支路1有1水泵，换热器，锅炉，还可以直接注水到三个水箱以及锅炉。支路2有2水泵，压力传感器，电动调节阀，三个水箱，还有一路流入换热器进行冷却。2.1.2 支路1分析支路1包括左边水泵，1#流量计，电磁阀等组成，可以到达任何一个容器，锅炉以及换热器。水泵可以使用变频器控制流量，电磁阀可能没有。由于支路1可以与锅炉形成循环水，可以做温度控制实验。为了保证加热均匀，应该使用动态水，本系统设计了一个水循环回路来达成此目的。即打开JV304
