控装课程设计天燃气压力控制系统

名称：控制装置及仪表课程设计 题目：天燃气压力控制系统 天燃气压力控制系统天燃气压力控制系统 一、课程设计一、课程设计( (综合实验综合实验) )的目的与要求的目的与要求 1．认知控制系统的设计和控制仪表的应用过程。 1.了解过程控制方案的原理图表示方法（SAMA 图） 。 1.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。 1.初步了解控制系统参数整定、系统调试的过程。 二、设计（实验）正文二、设计（实验）正文 2. 由控制要求画出控制流程图。 对如图 1 所示的天然气压力控制 系统，要求对罐内压力进行单变量定 值控制。储罐压力经压力变送器测量 后， 由 KMM 模入通道 2 送至调节器中。 调节器输出 AO1 经电/气转换器控制 气动式调节阀，控制罐内压力。 供气管道 KMM AO1 I/P AIR2P 天然气 储罐 天然气 图1 天然气压力控制系统流程 PT AIR2 K H/L I TRACK OR M A/M M IIAT A TI AO1 I/P f(x) 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. KMM 程序写入器的操作方法 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 图 1 KMM 程序写入器（左）及面板（右） 图2 控制系统SAMA图 的内容并具有程序写入器本身的自诊断功能。 程序写入器外观见图 1（左） 。其键盘和显示单元部分如图 1（右）所示。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，其全部格式见图2 所示。 F －－－ 数据 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 F001：基本数据 F002：输入处理数据 F003： PID运算数据 F004：折线数据 F005：可变参数 F006：输出处理数据 F101：运算单元（1# ） 表示控制数据的各种数据 ~~ F130：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。各键功能如下（按由上至下，从左到右的键 盘顺序） ： READ 键：把用户 PROM 程序读入写入器的 RAM 中。 A 键：选择增加运算单元的功能。 C 键：选择用户 PROM 校核功能，擦除检查、缺省值读出和程序写入器的自诊断功能。 UF 键：送运算单元的单元编号。 F 键：选择控制数据的写入功能。 WRIT 键：把程序写入器 RAM 中的程序写入用户 PROM 中。 D 键：选择删除运算单元的内容。 L 键：选择打印功能。 C1键：调用各个项目码的第一部分。 （在写入运算单元时，调用运算式的编号部分。 ） C2F 键：调用各个项目码的第二部分。 （在写入运算单元时，调用输入信号部分。 ） P 键和 U 键：用于运算单元的置数。 DATA 键：调用数据部分。 STOP 键：停止打印。 ENT 键：确认键，填入设置的代码和数据。 例 1：填写代码 F002 02 02 的数值为 2（规定第二路模拟输入数据的显示保持两位小 数的形式） ，填写步骤如下： 按 F 键＋0 键＋0 键＋2 键＋ENT 键，则显示 F002 01 01 _0000； 按 C1 键＋2 键＋ENT 键，则显示 F002 02 01 _0000； 按 C2F 键，则显示 F002 02 02 _ _ _ _ 1； 按 DATA 键＋2 键+ENT 键，则显示 F002 02 02 _ _ _ _2，输入完毕。 例 2：填写运算模块数据F101 20 H2 的数据为 P0402（规定编号为 1 的模块为 PID(编号 为 20)，其 H2 端接第二路模拟输入（代码为P0402） ） ，填写步骤如下： 按 F 键＋1 键＋0 键＋1 键＋ENT 键，则显示 F101 _ _ _ _ _ _ _ _ _； 按 C1 键＋2 键＋0 健＋ENT 键，则显示 F101 20 H1 _ _ _ _ _； 按 C2F 键，则显示 F101 20 H2 _ _ _ _ _； 按 DATA 键＋P 键＋4 键＋0 键＋2 键+ENT 键，则显示 F101 20 H2 P0402，输入完毕。 2.3 工业控制信号转换设备的使用 工业控制信号转换设备对由A/D 转换器送入的过程参数进行记录、 存储、显示、运算等 功能处理后并可由 D/A 转换器送出模拟量信号。本设计实验中利用其记录、显示功能 记录过程变量（PV）和目标定值（SP） ，并打印出实验曲线。其使用步骤如下： ㈠ 组态 ①开机后在 C:/提示符下输入 WIN ↙(击回车键)，进入 WINDOWS 界面。在桌面上双击 “CAE2000”图标，进入 CAE2000 界面（附图 6） 。 ②在 CAE2000 界面上点击下拉菜单“模块组” ，选择“综合”项，出现“综合”项图标 组；同样再次点击下拉菜单“模块组” ，选择“接口”项，出现“接口”项图标组。 ③在“接口”项图标组中选择“A/D”项，在工作区点出“A/D”图形；在“综合”项 标组中选择“输出曲线 2”项，在工作区点出“输出曲线2”图形（附图 6 所示） ④连线。将鼠标移至“A/D”图形的输出，按住鼠标左键，连线至“输出曲线2”图形的 输入后松开鼠标左键，将信号输入同输出曲线连接起来。 ⑤填写模块参数。双击“A/D”图形，出现“A/D 转换模块参数表” ，在“转换通道号” 中填入“1” ，规定了输入第一路 A/D 通道信号，在“标签”项中填入“通道 1” ，给第 一路 A/D 通道的显示加了一个文字标识。按确定返回至图形界面，双击“输出曲线2” 图形，出现“变比例输出模块参数表”在“标签”项中填入“定值” ，给第一路 A/D 通 道的显示曲线加了一个文字标识，表示显示的是目标值参数的曲线。按确定返回。 ⑥重复③～⑤步，组态第二路A/D 信号，在“A/D 转换模块参数表”中“转换通道号” 中填入“2” ， “A/D”图形、 “输出曲线 2”图形的标签分别填入“通道 2” 、和“测量值” 。 图形组态完毕（见附图 7） 。 附图 7 图形显示组态画面 ㈡ 运行和显示 ①在 CAE2000 界面上点击下拉菜单“运行” ，选择“实时仿真”项，出现“实时仿真参 数表” ，将仿真步距由 1 秒改为 0.2 秒，按确定返回。工作区出现两个分别显示定值和 测量值实时曲线界面。 ②预保存显示过程， 在 “运行” 菜单下选择 “结束” ， 按提示保存运行数据至文件名 “***” 下。 ㈢ 曲线打印 在 CAE2000 界面上点击下拉菜单“运行” ，选择“曲线分析”项，出现“选择输出曲线” 画面，点击“加入模块”项，出现“打开运行结果”画面，选择已存入的文件，按“打 开” ，出现“选取模块”画面，从“待选模块”中选取要打印的曲线至“已选模块”下， 按确定返回到“选择输出曲线”画面，按确定，则显示历史记录曲线。按“打印”图标， 打印机拷贝出此曲线。 4： 设计