仪表控制图例完整
仪表控制图例
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图1.1 单回路控制系统方框图
图1.2 双容液位定值控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图1.3 三容液位定值控制系统(a)结构图 (b)方框图
图1.4 锅炉夹套水温定值控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图1.5 单闭环流量定值控制系统
图1.6 锅炉内胆温度位式控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.1 串级控制系统方框图
R-主参数的给定值； C1-被控的主参数； C2-副参数；
f1(t)-作用在主对象上的扰动； f2(t)-作用在副对象上的扰动。
图2.2 水箱液位串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.3 三闭环液位控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.4 锅炉夹套与内胆温度串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.5 锅炉内胆水温与循环水流量串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.6 盘管出口水温与锅炉内胆水温串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.7 盘管出口水温与热水流量串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
图2.8 下水箱液位与进水流量串级控制系统
(a)结构图 (b)方框图
(a)
(b)
图3.1（1）管式加热炉温度流量串级控制系统（燃油流量Q为副参数）
(a)方框图 (b)结构图
D1:原料油流量,初始温度表，D2:燃油压力(流量)，D3:喷油蒸汽压力,配风,炉膛漏风,
环境温度.燃油成分等
（2）管式加热炉温度压力串级控制系统（燃料压力为副参数）
（3）管式加热炉温度串级控制系统（炉膛温度T1为副参数）
图3.2 加热炉三变量控制系统
图3.3 脱硫加热器流量比值控制系统
图3.4 换热器温度串级控制系统
(a)出口温度-加热蒸汽流量串级控制(b)出口温度-加热蒸汽压力串级控制
图3.5 换热器温度前馈-比值控制系统
图3.6 反应器温度串级控制系统
控制装置与仪表课程设计
课程设计报告
( 2021-- 2021年度第二学期)
名称：控制装置与仪表课程设计
题目：炉膛压力系统死区控制系统设计院系：
班级：
学号：
学生姓名：
指导教师：
设计周数：一周
成绩：
日期：2021年7 月5日
一、课程设计(综合实验)的目的与要求
1.1 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。
1.2设计实验设备
KMM数字调节器、KMM程序写入器、PROM擦除器、控制系统模拟试验台1
1.3主要内容
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
2．1 KMM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内容：
1)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。
二、设计（实验）正文
1设计题目：炉膛压力系统死区控制系统设计（如附图1）
附图1：
引风机
炉膛压力系统死区单回路控制系统
2.设计步骤
2.1．按控制方案设计流程图（附图2）
附图2:
对如附图1所示的炉膛压力系统死区单回路控制系统，要求对炉膛压力进行单变量定值控制。炉膛压力经压力变送器测量后，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，控制炉膛压力。
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。在偏差允许的范围内（15%），允许切入自动（A）方式。
2.2确定可编程调节器要求
输入输出要求：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；控制要求：设计单回路控制系统，采用带死区的PID调节器，使得测量值尽可能快的跟踪给定值变化，且超调量和衰减率满足一定得要求；
显示要求：给定值（SP）与测量值（PV）指示表（双针动圈指示表）
输出值指示
各种指示灯
操作要求：给定值和输出值的增减操作
2.3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图见附图3
附图3：
2.4绘制KMM组态图并填写KMM控制数据表
用所采用的控制仪表制造厂商提供的控制图例和组态方法，在控制装置中实现控制策略。KMM的组态方式是填表式组态方法，要根据控制要求画出KMM组态图并由组态图按KMM 数据表格式填写控制数据表，为制作用户EPROM作准备。
(1)绘制KMM组态图
附图4是根据SAMA图绘制的KMM系统组态图。
附图4：
（2）根据KMM组态图填写控制数据表。
KMM组态通过填入以下7个数据表格实现。
①基本数据表
PROM管理编号：作芯片记号，指定一个四位数。
运算操作周期：1－100ms；2－200ms；3－300ms；4－400ms；5－500ms。
调节器类型：0－1PID(A/M)1；1－PID(C/A/M)；2－2PID(A/M)；3－2PID(C/A/M)。
上位计算机控制系统：0－无通信；1－有通信（无上位机）；2－有通信（有上位机）。
上位机故障时切换状态：0－MAN方式；1－AUTO方式。
PROM管理编号为组号，由实验顺序给定的；由于我们设计的是单回路控制系统，其他数值均为缺省值。
②输入处理数据表
输入使用：0－不用；1－用。
按工程显示小数点位置：0－无小数；1－1位小数；2－2位小数；3－三位小数。
开平方处理：0－直线；0－开平方处理。
开方小信号切除：给AI1～AI5设定的开方信号切除值。
传感器故障诊断：0－无诊断；1－诊断。
我们设计的是单回路控制系统，需要一个输入通道，选择了KMM调节器的AIR2通道作为输入。传感器故障诊断为无诊断，由于我们的测量信号都是压力信号，不需要进行进行补偿等处理，其他数值均缺省。
③PID数据表
PID操作类型：0－常规PID；1－微分先行PID。
PV跟踪：定值跟踪功能，0－无；1－有。
在这次设计中，PID调节器为常规调节方式，所以操作类型为0；设定PID的输入信号由通道2输入，PV输入编号为2。当调节器的输入偏差超过15%时，系统产生偏差报警。
④折线数据表
（
该设计中没有对信号进行折线处理，均为缺省值。
⑤可变变量表
可使用百分型可变变量20个，时间型可变变量5个。
时间型)
百分型数据：缺省值为0.0；给定范围为：-699.0～799.9%。 时间型数据：缺省值为0.00min ；给定范围为：0.00～99.99min 。
本设计中，PPAR1、PPAR2为调节器输出的高低值限制；PPAR3、PPAR4为DSM模块的偏差限制。
⑥输出处理数据表
规定模拟输出信号和数字输出信号从哪个模块引出。
为U0004；输出端AO2为调节器内给定信号LSP1，其代码为P0001。没有使用数字输出。
⑦运算模块数据表
用来规定模块的类型及模块相互之间的连接。
根据KMM调节器组态图中各个模块的输入输出，依据运算模块数据表和模块输入端的内部信号填写该表的。KMM调节器组态图中运算模块的编号是按照模块调入顺序给出的。
2.5设计实现被控对象的电路图
由运算放大器构成的反馈网络模拟控制对象特性，构成控制系统的模拟控制回路。系统原理接线图如附图4所示。 附图4：
图中实线连线表示已接连线，有三条，分别是KMM （CZ6）端子33－37（禁止外部联锁信号输入）、端子3－4（模拟通道1的电流输出构成闭合回路，以避免产生开路报警信号）和端子1－11（供电电源）。实验时需检查确认。弯虚线表示实验时需接连线，按附图4逐条正确连接。
模拟的控制对象采用由两个线性运算放大器构成的一阶滞后反馈环节串连构成，以加大对象的滞后时间。控制回路中测量值和设定值信号分别送入工业控制信号转换器中的A/D 模拟量输入通道中进行显示和记录。
运算放大器构成的是一阶滞后特性的反馈回路。运放的反馈网络是电阻和电容的并联，
等效阻抗s C R R s C R s C R Z f f f
f f f f f +=
+
⨯
=111，输入网络的等效阻抗11R Z =，这个放大器构成的闭环特性传递函数s
C R R R Z Z s W f f f f +=
=
1/)(11
，设定1R R f =，则s
C R s W f f +=
11
)(。因此，这是一
个滞后时间f f C R T =的一阶滞后环节。设计实验中选取K R R f 1001==，μ47=f C ，计算得这个滞后环节的滞后时间s T 7.4=。因滞后时间较小，且对象为负对象，故设计中将这样的两个滞后环节和一个比例系数为1的环节串连而成。
工业控制信号转换器是一个数据采集系统。本设计中输入系统的定值信号和测量值，可完成信号的数据存储、显示、打印等功能。
2.6 掌握KMM 程序写入器的使用方法并用程序写入器将数据写入EPROM 中。
根据数据表中所填写的代码和数据用KMM程序写入器进行编程。按表格次序逐项输入数据。程序输入并检查修改完毕后，按“WRIT”、“ENT”键，将程序写入EPROM中。写入程序后的EPROM移插到KMM调节器的用户EPROM中，即可进行整机和系统调试工作。
KMM程序写入器的操作：程序写入器具有制作可编程调节器的用户PROM所需要的全部功能，还能够打印出程序的内容并具有程序写入器本身的自诊断功能。
其显示部分由两排数码管显示信息，上排数码管显示控制代码及数据，其全部格式见下图所示。
代码2：表示详细项目
代码1：表示运算式编号、
输入编号、折线编号等
：基本数据
：输入处理数据
：PID运算数据
：折线数据
：可变参数
：输出处理数据
：运算单元（1#）
~
：运算单元（2#）
下排数码管给出数据填写过程中的提示信息或出错代码。
控制代码及数据的内容填写由键盘控制。
我们先输入C333+ENT，用来检查所用的芯片是否擦除干净，若没有擦除干净，下排数码管显示“ERROR21”，需要换用其他芯片。
按照上面给出的数据顺序顺入到数据写入器。没有写的数据默认为缺省值。
当写入完成后，检查写入数据是否正确。若有错，更正错误。然后，按WRITE键将程序写入器RAM中写好的数据写入我们所用的PROM中。完成数据写入工作。
利用数据写入器写入数据如下：.
F001-01-01-0864 F002-02-01-1
F002-02-02-2 F002-02-03-0.00
F002-02-04-99.99 F002-02-15-0
F003-01-02-2 F003-01-04-0
F003-01-14-15.0 F005-01-01-0.0
F005-01-02-100.0
F005-01-03-15.0 F005-01-04-0.0 F006-01-01-U0004 F006-01-02-P0001 F101-20-H1-P0001 F101-20-H2-P0402 F101-20-P1-U0004 F101-20-P2-P0502 F102-11-H1-U0001 F102-11-H2-P0101 F103-13-H1-U0002 F103-13-H2-P0102 F104-19-H1-U0003 F105-16-H1-P0001 F105-16-H2-P0402 F105-16-P1-P0103 F105-16-P2-P0104 F106-30-H1-U0005 F107-28-H1-P1001 F107-28-H2-U0005 F108-27-H1-P1002 F108-27-H2-U0006 F109-45-H1-P0502 F109-45-H2-U0007
常用仪表图例及缩写
常用仪表图例及缩写 Prepared on 24 November 2020
MANUALLY OPERATED VALVES By adding an actuator to the basic valve symbol ,the valve becomes a control valve . V-4闸阀 Globe valve 球形阀止回阀 Ball valve 球阀阻塞阀 手动控制阀V-7 Butterfly valve or damper 蝶阀或节气闸 V-8断流止回阀 Ram valve 冲击阀 Blowdown valve 吹扫阀 Diaphragm valve 薄膜阀 Angle valve 角阀Three way valve 三通阀 Four way valve 四通阀Disc valve 隔膜阀 Needle valve 针阀 Slide valve 滑阀 Other valves Indicated proper abbreviation under valve, example 2-6″-WB-134-J1B7-FHC-1．5″ UNIT NUMBER 单元编号 LINE SIZE 管线尺寸 SERVICE SYMBOL 用途符号 LINE NUMBER 管线编号 PIPING SERVICE SPECIFICATION 管道用途描述
TYPE OF INSULATION OR TRACING绝缘类型或保温 LINE INSULATION THICKNESS管道保温厚度 INSULATION CODE保温代号 FCC Full cold conservation完全保持冷却 FHC Full heat conservation完全保持伴热 PHC Partial heat conservation局部保持伴热 PP Personnel protection个人防护 NI No insulation无保温 ST Steam traced and insulated蒸汽伴热 ET Electric traced and insulated电伴热 INSTRUMENT NUMBERING PHILOSOPHY X--XX--XXX—X Multiple instrument designator多种仪表指示 Loop number/Intrument tag回路编号或仪表位号 Section number/Intrument code区域编号或仪表代号 Train number顺序编号 PIPING SYMBOLS管道符号 GENERAL概述 LINE SYMBOLS管道符号 ABBRIVATIONS缩写 AG—Above Ground 地面 HP—Horse Power Or Highpressor马达或高压
常用仪表、控制图形符号
常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照GB2625-81国家标准、化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1、测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图1-2-1(a)所示。 (a) (b) 图1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在引线的起点加一个直径为2 mm的小圆符号或加虚线，如图1-2-1（b）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表1-2-2所列的图形符号表示。 2、连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细
实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例如AS-014为0.14MPA的空气源，ES-24DC为24B的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线上加斜短划线（斜短划线与细实线成45度角）。 仪表连接图形符号见表1-2-1。 表1-2-1 仪表连线符号表
3、仪表图形符号 仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈。仪表位号的字母或阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a ）。处理两个或多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示，如图1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示，见图1-2-2（c ）所示。 （a ） (b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（双称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ）的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图1-2-3（a ）所示。作为分散控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为12mm （或10mm ）的细实线六边 B
常用仪表图例及缩写
常用仪表图例及缩写PrePared On 24 NOVember 20：
MANUALLY OPERATED VALVES By adding an actuator to the basic VaIVe SymbOl Z the ValVe becomes a COntrOl ValVe ∙ Other ValVeS IndiCated PrOPer abbreviation Under ValVe Z example 2-6M -WB-134-J1B7-FHC-1 . 5H UNrrNUMBER 单元编号 LINE SlZE 管线尺寸 SERVICE SYMBOL 用途符亘 LINE NUMBER 管线编 ^^ Gate VaIVe 闸阀 BUtterfly ValVe Or damper 蝶阀或节气闸 GlObe ValVe 球形阀 CheCk ValVe Ik 回阀 BalI ValVe 球阀 Hand COntrOIValVe 手动控制阀 StOP CheCk ValVe 断 流止回阀 NeedIe ValVe 针阀 SIide ValVe 滑阀 PIUg ValVe 阻塞阀 Ram ValVe 冲击阀 - — DiaPhragm ValVe 薄膜阀 AngIe ValVe 角阀 FOUr Way ValVe 四通阀 匸＞||＜訂DiSC ValVe 隔膜阀 V-I V-7 V-S BIOWdOWn VaIVe 吹扫阀 Three Way Slve 三通阀
PlPING SERVlCE SPEClFlCATION 管道用途描述
TYPE OF INSULATlON OR TRACING 绝缘类型或保遍 LINE INSULABON THICKNESS 管道保温厚度 INSULATION CODE 保温代号 FCC FUIl COld COnSerVatiOn 完全保持 冷却 FHC FUll Heat COnSerVatiOn 完全保持 伴热 PHC Partial Heat COnSerVatiOn 局部保持 伴热 PP PerSOnnel PrOteCtiOn 个人防护 N l NO inSUlatiOn 无保 温 ST Steam traced and insulated 蒸汽伴 热 ET EleCtriC traced and inSUIated 电伴热 INSTRUMENT NUMBERING PHILOSOPHY X-XX-XXX-X I ll ⅛⅛tple instrument designator 多种仪表指示 toep^number∕Intrument tag 回路编号或仪表位号 SeCtiOn number/Intrument COde 区域编号或仪表代号 ⅞ain number 顺序编号 PIPING SYMBOLS 管道符 号 GENERAL 概述 LlNE SYMBOLS 管道符号 ABBRIVATIONS 缩写 AG —AbOVe GrOUnd 地面 HP 一HOrSe POWer Or HighPreSSOr 马达 或 咼压
仪表控制图例
(b) 图1.3三容液位定值控制系统 (a)结构图 (b) 方框图 (a)结构图 (b) 方框图 上水常 电訪训节阀 FI -9 J 中水髓 QL —1 一— ■ f * F1-3U Q3 T 下水轴 & ------------ T hJ T_ *
图1.4锅炉夹套水温定值控制系统 (a)结构图(b)方框图 图1.6 锅炉内胆温度位式控制系统 (a)结构图(b) 方框图 ◎
图2.1 串级控制系统方框图 R-主参数的给定值; C1- f1(t)-作用在主对象上的扰动; 被控的主参数；C2- 副参数; f2(t)- 作用在副对象上的扰动。 图2.2 水箱液位串级控制系统 € > (a)结构图(b)方框图 一 二 -Ql. —心< 图2.3 三闭环液位控制系统 (a)结构图(b) 方框图
(a)结构图(b) 方框图 (a)结构图(b) 方框图 B&t*»l I - -—■—-4吐小I—1 T| :fl® 11163 图2.6 盘管出口水温与锅炉内胆水温串级控制系统 (a)结构图(b) 方框图
图2.8 下水箱液位与进水流量串级控制系统 （a ）结构图 （b ） 方框图 图3.1 （ 1）管式加热炉温度流量串级控制系统 （燃油流量Q 为副参数） （a ）方框图 （b ） 结构图 D1：原料油流量，初始温度表，D2:燃油压力（流量），D3:喷油蒸汽压力，配风，炉膛漏风, 环境温度.燃油成分等 （2）管式加热炉温度压力串级控制系统（燃料压力为副参数） LU ； 4 常用仪表、控制图形符号 根据国家行业标准 HG20505-92《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》，参照 GB2625-81国家标准、化工自控常用图形及文字代号如下。 一、图形符号 1、测量点 测量点（包括检出元件）是由过程设备或管道符号引到仪表圆圈的连接引线的起点，一般无特定的图形符号，如图 1-2-1(a)所示。 测量点 测量点 (a) (b) 图 1-2-1 测量点 若测量点位于设备中，当有必要标出测量点在过程设备中的位置时，可在 引线的起点加一个直径为 2 mm的小圆符号或加虚线，如图 1-2-1（b）所示。必要时，检出元件或检出仪表可以用表 1-2-2所列的图形符号表示。 2、连接线图形符号 仪表圆圈与过程测量点的连接引线，通用的仪表信号线和能源线的符号是细 实线。当有必要标注能源类别时，可采用相应的缩写标注在能源线符号之上。例 如 AS-014为 0.14MPA的空气源，ES-24DC为 24B的直流电源。 当通用的仪表信号线为细实线可能造成混淆时，通用信号线符号可在细实线 上加斜短划线（斜短划线与细实线成 45度角）。 仪表连接图形符号见表 1-2-1。 表 1-2-1 仪表连线符号表 序号类别图形符号备注 1 仪表与工艺设备、管道上测量点 的连接线或机械连动线通用的仪表信号线（细实线：下同） 2 3 4 连接线交叉连接线相接 5 6 表示信号的方向 气压信号线断划线与 细实线成 45度角， 下同 7 电信号线 或 8 9 导压毛细管液压信号线 10 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（有导向） 11 12 13 电磁、辐射、热、光、声波等信 号线（无导向） 内部系统链（软件或数据链） 机械链 14 15 二进制电信号 二进制气信号 或 3、仪表图形符号 仪表图形符号是直径为 12mm （或 10mm ）的细实线圆圈。仪表位号的字母或 阿拉伯数字较多，圆圈内不能容纳时，可以断开。如图1-2-2（a ）。处理两个或 多个变量，或处理一个变量但有多个功能的复式仪表，可用相切的仪表圆圈表示， 如图 1-2-2（b ）所示。当两个测量点引到一台复式仪表上而两个测量点在图纸 上距离较远或不在同一图纸上，则分别用两个相切的实线圆圈和虚线圆圈表示， 见图1-2-2（c ）所示。 测量点 A 测量点 B （a ） (b) (c) 图1-2-2 仪表图形符号 分散控制系统（双称集散控制系统）仪表图形符号是直径为12mm （或10mm ） 的细实线圆圈，外加与圆圈相切细实线方框，如图 1-2-3（a ）所示。作为分散 控制系统的计算机功能图形符号，是对角线长为 12mm （或 10mm ）的细实线六边常用仪表控制图形符号及仪表位号说明书