除氧器水位单回路控制系统设计说明

课程设计报告

( 2014-- 2015年度第二学期)

名称：控制装置及仪表课程设计

题目：除氧器水位单回路控制系统设计院系：自动化系

班级： 1204班

学号： 3

学生：一鸣

指导教师：韦根源老师

设计周数：一周

成绩：

日期： 2015年 6月 26日

《控制装置与仪表》课程设计

任务书

一、目的与要求

认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。

1．了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。

2．掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。

3．初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。

二、主要容

1．按选题的控制要求，进行控制策略的原理设计、仪表选型并将控制方案以SAMA 图表示出来。

2．组态设计

2．1KMM组态设计

以KMM单回路调节器为实现仪表并画出KMM仪表的组态图，由组态图填写KMM

的各组态数据表。

2．2组态实现

在程序写入器输入数据，将输入程序写入EPROM芯片中。

3．控制对象模拟及过程信号的采集

根据控制对象特性，以线性集成运算放大器为主构成反馈运算回路，模拟控制对

象的特性。将定值和过程变量送入工业信号转换装置中，以便进行观察和记录。

4．系统调试

设计要求进行动态调试。动态调试是指系统与生产现场相连时的调试。由于生产

过程已经处于运行或试运行阶段，此时应以观察为主，当涉及到必需的系统修改

时，应做好充分的准备及安全措施，以免影响正常生产，更不允许造成系统或设

备故障。动态调试一般包括以下容：

ｌ）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常；

２）检查控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；

３）对控制回路进行在线整定；

４）当系统存在较大问题时，如需进行控制结构修改、增加测点等，要重新组态下装。

三、进度计划

设计容分工参考：小组每人均参与控制方案的设计，了解方案的KMM仪表实现方法、实验系统组成、系统调试和数据记录的过程。在此基础上小组成员可作如下具体分工：预习KMM 程序写入器使用并具体进行EPROM芯片的制作（2人）；设计实验接线原理图，进行实验接线并熟悉掌握KMM面板功能及数据设定器使用（1-2人）；确定记录信号并利用工业控制信号转换设备进行记录信号的组态和实验曲线的打印工作（1人）。

四、设计（实验）成果要求

1．完成系统SAMA图和KMM组态图，附出控制系统的调试曲线和控制参数。

2．对系统设计过程进行总结，完成并打印设计报告。

五、考核方式

1．每人学习、理解设计书容，小组讨论设计题目，确定个人分工。完成控制对象模拟的电路设计图；控制策略设计方案、组态图、列写出KMM数据表；需记录的曲

线及接线图。在上实验室前，每人手写出自己的工作容。（20分）2．实验室部分：按设计容进行程序写入、模拟控制对象的运放回路接线、记录曲线接线及组态。控制回路调试、PI参数整定、动态曲线记录打印；设计结果现场

答辩。（60分）

3．撰写设计报告。根据分工容允许有侧重。要求格式规，容详实，有原创性。（20分）

六、选题参考

0 天燃气压力控制系统（设计书中实例）

（控制系统特点：单回路控制方案；有自平衡能力正的被控对象）

1 除氧器水位单回路控制系统设计

（提示：单回路控制方案；无自平衡能力正的被控对象）

2 炉膛压力系统死区控制系统设计

（提示：单回路PID死区控制方案；有自平衡能力负的被控对象）

3 过热汽温串级控制系统设计

（提示：串级控制方案；主、付对象均为有自平衡能力负的被控对象） 4 锅炉给水三冲量控制系统设计

（提示：串级三冲量控制方案；被控对象为无自平衡能力正的被控对象） 5 风煤比值控制系统设计

（提示：比值控制方案；被控对象设为有自平衡能力正的被控对象）

6 主汽压力前馈控制系统设计

（提示：单回路前馈控制方案；被控对象为有自平衡能力正的被控对象）

学生：

指导教师：韦根原

2014年6月23日

除氧器水位单回路控制系统设计

一、课程设计(综合实验)的目的与要求

1．认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。

2．了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA图）。

3．掌握数字调节器KMM的组态方法，熟悉KMM的面板操作、数据设定器和KMM数据写入器的使用方法。

4．初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。

二、设计（实验）正文

1. 由控制要求画出控制流程图。

对如上图所示的除氧器水位单回路控制系统，要求对除氧器进行单变量定值控制。除氧器水位经水位变送器测量后，由KMM模入通道送至调节器中。调节器输出AO1经A/D 转换通道控制调节阀，控制除氧器水位。

控制要求：当调节器的给定值SP和测量值PV之偏差超过给定的监视值（15%）时，调节器自动切换至手动（M）方式。在偏差允许的围（15%），允许切入自动（A）方式。

2. 确定对可编程序调节器的要求。

控制系统要求一路模拟量输入（模入）通道输入压力信号，一路模拟量输出（模出）通道输出控制信号控制压力调节阀。而KMM具有5路模入通道、3路模出通道（其中第一路模出通道AO1可另外同时输出一路4～20mA电流信号），可满足本系统控制要求。

3. 设计控制原理图（SAMA图）。

根据控制对象的特性和控制要求，进行常规的控制系统设计。SAMA图如下：