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1、控制装置与仪表课程设计报告书 控制装置与仪表课程设计 课程设计报告 ( 2022- 2022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： 指导教师： 设计周数：一周 成绩： 日期：2022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
2、 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 21 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。 22 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
3、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： 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
4、.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。在偏差允许的围（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
5、第一路模出通道AO1可另外同时输出一路420mA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
6、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。 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：1100ms；2200ms；3300ms；4400ms；5500ms。 调节器类型：01PID(A/M)1；1PID(C/A/M)；22PID(A/M)；32PID(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
7、（有上位机）。 上位机故障时切换状态：0MAN方式；1AUTO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。 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；11位小数；22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AI1AI5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。 PID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。 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。 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；给定围为：-699.0799.9%。 时间型数据：缺省值为0.00min ；给定围为：0.0099.99min 。