基于jx300加热炉dcs系统设计自动化毕业设计(编辑修改稿)

基于jx300加热炉dcs系统设计自动化毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

不及格 对答辩问题的反应、理解、表达情况 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 学生答辩过程中的精神状态 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、论文（设计）质量 论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范。 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）。 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、论文（设计）水平 论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 论文的观念是否有新意。 设计是否有创意。 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 论文（设计说明书）所体现的整体水平 □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 评定成绩： □ 优 □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所选等级前的□内画“√”） 教研室主任（或答辩小组组长）： （签名） 年 月 日 教学系意见： 系主任： （签名） 年 月 日 2／ 42 2 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， JX300XP 技术已十分成熟，但仍在不断探索发展中。 一方面 JX300XP 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 JX300XP 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。 JX300XP 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。 JX300XP 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 JX300XP 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 JX300XP 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， JX300XP 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 CentumCS 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 JX300XP 系统，应用水平也较高。 JX300XP 系统在我国应用面虽广，但应用水平较低。 主要表现在：仅用 JX300XP 架构来替代常规仪表系统的架构，没有充分挖掘JX300XP 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JX300XP 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 20xx 年，我国石化行业将有 20xx 多套装置需要进行 JX300XP 改造，并在 JX300XP 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 JX300XP 系统应用与推广过程中迫在眉睫的任务。 关键字 : JX300XP 系统 ,自动控制 ,DCS 系统 . 3／ 42 3 第一章 项目设计要求 一、工艺设计要求 1. 工艺简介 AE20xxA1 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 AE20xx 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 AE20xxA 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。 4／ 42 4 2． AE20xx 系列过程控制实验装置艺流程图 1— 1— 2 AE20xx 系列过程控制实验装置艺流程图 5／ 42 5 3. 工艺要求测点清单 序号 位号 描述 I/O 类型 量程 /ON描述 单位 /OFF描述 报警 1 LI101 1 上水箱液位 AI 不配电4～ 20mA ～ cm H： 90% L：10% 2 LI102 1 中水箱液位 AI 不配电4～ 20mA ～ cm H： 90% L：10% 3 LI103 1 下水箱液位 AI 不配电4～ 20mA ～ cm H： 90% L：10% 4 TI101 1 内胆温度信号 1（锅壁） AI 不配电4～ 20mA ～ ℃ H： 90% L：10% 5 TI102 1 夹套温度信号 AI 不配电4～ 20mA ～ ℃ H： 90% L：10% 6 TI103 1 换热热水出口 温度 AI 不配电4～ 20mA ～ ℃ H： 90% L：10% 7 TI104 1 换热冷水出口 温度 AI 不配电4～ 20mA ～ ℃ H： 90% L：10% 8 TI105 1 换热热水进口 温度 AI 不配电4～ 20mA ～ ℃ H： 90% L：10% 9 TI107 1 内胆温度信号 2（锅盖） RTD Pt100 ～ ℃ H： 90% L：10% 10 FI101 1 孔板流量信号 AI 不配电4～ 20mA ～ L/h H： 90% L：10% 11 FI102 1 涡轮流量信号 AI 不配电4～ 20mA ～ L/h H： 90% L：10% 12 FV101 1 调节阀控制信 号 AO Ⅲ型。 正输出 H： 90% L：10% 13 FV102 1 变频器控制信 号 AO Ⅲ型。 正输出 H： 90% L：10% 14 FV103 1 加热控制信号 AO Ⅲ型。 正输出 H： 90% L：10% 工艺控制方案要求 （ 1）复杂控制系统方框图 6／ 42 6 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 序号 控制方案注释、 回路注释 回路位号 控制方案 PV MV 00 单容水箱液位 控制 LR101 单回路 LI101 FV101 01 锅炉夹套温度控制 锅炉内胆温度 控制 TR102 串级内环 TI102 FV103 锅炉夹套温度 控制 TI101 串级外环 TI101 7／ 42 7 DCS 系统规模配置 1— 2— 1 DCS 系统规模配置图 类型 数量 IP 地址 备注 控制站 1 02 主控卡和数据转发卡均冗余配置 主控卡注释： SC1 控制站 数据站发卡注释： SC1 数据转发卡 工程师站 1 130 注释：工程师站 130 操作站 5 13 1313 13 135 注释：操作员站 13操作员站 13操作员站1 3 操作员站 13操作员站 13 8／ 42 8 用户授权设置 用户授权管理 权限 用户名 用户密码 相应权限 特权 系统维护 SUPCONDCS PID 参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查询、报警声音修改、报警使能 、查看操作记录、查看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏蔽设置、修改趋势画面、重载组态、主操作站设置 工程师+ 工程师 1111 PID 参数设置、报表打印、报表在线修改、报警查询、报警声音修改、报警使能、查看操作记录、查看故障诊断信息、查找位号、调节器正反作用设置、屏幕拷贝打印、手工置值、退出系统、系统热键屏蔽设置、修改趋势画面、重载组态、主操作站设置 操作员 操作员甲 1111 重载组态 、 报表打印、查看故障诊断信息、屏幕拷贝打印、查看操作记录、修改趋 势画面、报警查询 操作员 操作员乙 1111 重载组态、报表打印、查看故障诊断信息、屏幕拷贝打印、查看操作记录、修改趋势画面、报警查询 监控操作要求 （ 1）操作小组配置 ◆ 操作小组 3 个，配置如图 ： 操作小组名称 切换等级 操作员甲 操作员 操作员乙 操作员 工程师 工程师。