基于DCS的温度控制系统的设计与应用开题报告.doc

浙江机电职业技术学院毕业设计开题报告毕业设计开题报告课题名称:基于DCS的温度控制系统的设计与应用二级学院（系） 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 浙江机电职业技术学院毕业设计开题报告毕业设计课题：基于DCS的温度控制系统的设计与应用1、 本课题的研究现状与意义过程控制作为自动化技术的应用，其发展历史可以追溯到古代，但至于在工业上的应用只能从上个世纪20年代算起，那时的过程控制系统为简单系统，仪表是基地式、大尺寸的；到二战前后，各种复杂的控制系统发展了起来，在控制器方面，单元组合式仪表应运而生，气动单元组合仪表（QDZ）和电动单元组合仪表（DDZ）成为当时控制仪表的主流；随着科学技术的发展，到了上个世纪70年代，微型计算机的出现，给过程控制带来了重大突破，数字计算机进入到了工业控制领域，产生了第一代控制系统：计算机集中控制系统CCS（Concentrated Control System），它取代了传统的模拟仪表，从而能够使用更为先进的控制技术，使过程控制发生了质的飞跃，但由于CCS控制直接面向被控对象，并未形成控制网络体系，集中了控制的同时也集中了危险；针对CCS的缺点，没过几年人们就研制出了真正意义上的工业控制网络体系DCS，这种系统在集中控制的同时分散了危险，所以普遍用于当今的工业控制领域，但今天的技术发展更是突飞猛进，FCS、网络技术、计算机技术等技术对DCS构成了极大的挑战。典型的DCS网络系统可分为过程控制级、控制管理级、生产管理级三个分级。第一层过程控制级主要以PLC（Programmable Logical Controller）或I/O模块通过现场总线构成对现场设备的基本控制；第二层是控制管理级，即以监控计算机通过工控网络与PLC或I/O模块相连，实现对流程设备的上位机监控；第三层为生产管理层，即以文件服务器、管理计算机极其工业局域网与监控计算机相连，随时读取现场信息实现上层的生产管理。这种系统的构成，对于某个局部的不可靠，从而使对整个系统构成损害的概率降的很低，加之各种软硬件技术的不断走向成熟，极大地提高了整个系统的可靠性，因而DCS成为了当今工业自动控制系统地主流。DCS技术风雨历程已有近30年的历史，30年来它为全世界自动化业作出了巨大的贡献，但任何一种事物的出现必是一个过程，有其辉煌的鼎盛，也伴随着无奈的终结，在人类科技高速发展的今天，这一过程也正在缩短它的周期，DCS也不例外，科学技术成就了它的辉煌，同时也会使它走向没落。但从今天工业控制领域来看，现场总线的标准之争迟迟不能解决，各种总线之间互相排斥，难以在短期内形成国际统一的唯一标准，所以FCS要想完全替代DCS尚须时日，但这并不是意味着DCS可以高枕无忧，相反应该充分利用FCS的先进技术来完善自己；从网络通讯方面来讲，通讯可靠性与实时性的解决，为其在DCS中运用提供了广阔的天地，DCS要充分利用它来构筑我们未来的企业自动化网络；从软件方面来看，目前的各种DCS组态软件功能已十分强大，因此以后的发展方向应在各种软件（包括DCS与DCS、DCS与其他软件）之间互相通讯软连接上下工夫，促使DCS的大同化；作为一种新出现的技术，无线连接技术还显幼嫩，但它代表了一种全新的思路，DCS应时刻关注它的发展，在技术成熟时将其引入自己的系统。工业循环水在轧钢工业中占有非常重要的地位，其水温的高低直接影响到加热炉和轧机等设备的安全和使用寿命。为及时准确的对循环水进行监控，莱钢轧钢厂中小型车间水处理采用浙大中控SUPCON JX300X DCS控制系统。DCS控制系统把计算机、仪表和电控技术融合在一起，实现了数据自动采集、处理、工艺画面显示、参数超限报警、设备故障报警和报表打印等功能。并在此基础上开发了针对循环水温的温度闭环控制。 利用DCS灵活的配置，以较低的成本对水处理工艺进行生产监控，为现场操作人员创造了高效率的工作环境。在DCS系统的基础上，利用原有设备进行温度监控，实现了节能降耗的预期效果。 综上所述，DCS作为一项成熟的工程技术，面对诸多挑战应发挥自己的长处，并不断采用最新的技术，完善自己的功能，使之与时代的发展保持同步。2、 本课题的基本内容、重点和难点，拟采用的研究手段（途径），工作进度安排，参考文献等。PID控制程序调 功 器加热管油锅炉室温度T1测量变送器1 、设计依据1） 使用JX-300XP控制系统实现温度控制 。2）AdvanTrol-Pro 2.50软件使用手册3）过程控制原理与知识的原理与实际应用。4）工业网络技术（RS485，现场总线，工业以太网等）的原理与实际应用。5）自动控制原理与知识的原理与实际应用。6）温度控制的原理与实际应用。7） 工厂电气控制技术。2、任务要求 1) 在JX-300XP控制系统中编制相应的PID控制程序，实现温度的控制。2）对PID的各种参数进行设置调试，使达到精度要求。3）绘制相应的监控界面，使具有各种表格、历史曲线、报警等显示，随时监控控制效果。4)完成相应的硬件选型和设置。5)完成系统的调试，使之符合控制要求。6) 完成设计说明书的编写。3、毕业设计进度计划起讫日期工作内容备 注第一周第二周 第三周 第四周第五周第六周第七周第八周 熟悉控制要求，查找相关资料，制定使用监控技术、JX-300XP等的控制方案，并对方案进行论证，写出开题报告。熟悉被控对象、JX-300XP系统的硬件、加热原理及其软件的使用等。进一步熟悉被控对象及JX-300XP系统的使用，画出控制系统电气图及控制箱体图。编制相应的控制程序，并进行控制程序的调试。编制组态监控画面，并实现与控制对象、下位控制器数据采集卡等连调。整体连调，解决出现的各种问题，完善设计，开始写毕业设计说明书。进一步完成调试与设计，继续毕业设计说明书的编写和整理。进一步完整设计资料，答辩。参考文献：1) 新型PID控制及其应用 陶永华 机械工业出版社2002.92) 集散控制系统 周荣富 陶文英 北京大学出版社2011.13) 组态控制技术 袁秀英 电子工业出版社 2003.84) DCS及现场总线技术 肖军清华大学出版社 2011.105) 分布式控制（DCS）设计与应用实例 王常力 罗安 电子工业出版社 2004.86) 过程控制与集散系统 方康玲 电子工业出版社 2009.17) 工业网络（DCS、FCS）技术 刘哲纬 汤皎平 浙江机电职业技术学院文印中心印刷2009.