计算机集散控制实验.docx

1、计算机集散控制实验计算机集散控制实验报告姓名： 刘传超 学号： 1245533114 班级： 12电气1班 专业： 电气工程及其自动化 学院： 电气与信息工程学院 江苏科技大学（张家港）2015年12月前言集散控制系统（DCS，Total Distributed Control System）是以多个微处理机为基础利用现代网络技术、现代控制技术、图形和冗余技术等实现对分散控制对象的调节、监视管理的控制技术。DSC也叫分布式控制系统，是相对于集中式控制系统而言的一种新型计算机控制系统，它是在集中式控制系统的基础上发展、演变而来的。本课程实验主要从集散控制系统的基本性能和基本操作出发，培养学生分析

2、和设计集散控制系统的能力。本课程实验是从一个简单的工程项目来学习和掌握集散控制JX300X系统以及相应的组态软件。设置的具体实验项目如下：实验1：硬件系统熟悉与操作：了解集散控制系统的组成和结构；熟悉系统规模、控制站规模；掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；掌握控制站卡的地址设置。实验2：(设计性实验）JX-300系统的组态设计：了解JX-300X系统组态软件包；掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；掌握I/O设备、信号参数的设置。实验3：(设计性实验）流程图及报表的操作与设计：学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的绘图制

3、；掌握如何用报表制作软件来自动生成报表。实验4（设计性实验）：加热炉控制系统的设计：进一步加深对集散控制系统的了解；了解一个工程项目实现的过程；学会对系统硬、软件的调试、编译、下载和运行等。实验一：硬件系统熟悉与操作一、实验目的：1、 了解集散控制系统的组成和结构；2、 熟悉系统规模、控制站规模；3、 掌握控制站卡件型号、名称、性能及输入/输出点数；4、 掌握控制站卡的地址设置。二、实验内容：硬件简介：1、 JX-300X DCS系统网结构如图1.1所示：图1.1 JX-300X DCS系统网结构示意图通讯网分为三层：信息管理、过程控制（SCnet II）和控制站内部I/O控制总线（SBUS）

4、。2、 控制站卡件控制站卡件位于控制站卡件机笼里，主要由主控卡、数据转发卡和I/O卡组成。卡件按一定的规则组合在一起，完成信号采集、信号处理、信号输出、控制、计算、通讯等功能。控制站卡件一览表如表1.1所示：表1.1 控制站卡件一览表硬件选型：1、 根据测点性质确定系统I/O卡件的类型及数量（适当留有余量），对于重要的信号点要考虑是否进行冗余配置；2、 根据I/O卡件数量和工艺要求确定控制站和操作站的个数；3、 根据上述设备的数量配置其它设备，如机柜、机笼、电源、操作台等；4、 对于开关量，根据其数量和性质要考虑是否选配相应的端子板、转接端子和继电器。Scnet II网络组件地址设置： 对TC

5、P/IP协议地址采用如表1.2所示的系统约定：表1.2系统约定的参数类 别地址范围备注网络码IP地址控制站地址128.128.131每个控制站包括两快互为冗余主控制卡。两个冗余主控制卡享用不同的IP地址，两个网络码128.128.231操作站地址128.128.1129160每个操作站包括两快互为冗余的网卡。两两块网卡享用不同的IP地址，但应设置不同的网络码128.128.2129160网络码128.128.1和128.128.2代表两个互为冗余的网络。在控制站表现为两个互为冗余的通讯口，上为128.128.1，下为128.128.2。在操作站表现为两块网卡，每块网卡所代表的网络号由IP地址设

6、置决定。三、实验结果：控制站、操作站设置：I/O卡件设置：四、思考题：1、硬件选型时，I/O卡件选型的主要依据是什么？答：根据测点清单中测点性质确定系统I/O卡件的类型及数量（适当留有余量），对于重要的信号点考虑是否进行冗余设置。通过上面的分析，实现测点清单的所有信号的采集与控制需要的I/O卡件为：SP313卡件1块，SP314卡件2块，SP316卡件1块，SP322卡件1块，SP362卡件1块，SP363卡件1块，共计7块卡件。以上统计数据中，如果考虑到将来的系统扩展及备品备件等要求，各种卡件还需做相应的增加。实验二：JX-300系统的组态设计一、实验目的：1、了解JX-300X系统组态软件

7、包；2、掌握控制站、操作站等硬件设备在软件中的配置；3、 掌握I/O设备、信号参数的设置。二、实验内容：参考实验四加热炉控制系统进行硬件设备、系统所需采集的信号、控制方案、操作时需显示的数据和如何操作等完成系统组态。三、实验步骤： 对于一个项目的组态设计，主要是指利用JX-300X DCS系统组态软件包，在工程师站上完成的设计、配置工作，组态设计基本上按照以下步骤进行：1、 整理硬件及I/O信息，测点分配表如表2.1测点分配图序号卡件型号卡件通道0001020300SP316TI-101备用备用备用02SP314TI-106TI-107TI-108TI-11104SP314TI-102TI-1

8、03TI-104备用06SP313PI-102LI-101FI-001FI-10408SP322PV-102FV-104LV-1011LV-101210SP363KI-301备用备用备用12SP362KO-302备用备用备用表2.1 测点分配图2、 建立组态文件电脑开机,开机密码为:supcondcs。进入系统后，双击桌面 JX-300X组态 图标，新建文件名“加热炉”，指定保存路径，点击保存。新建组态文件时，系统会生成（文件名）.sck的组态文件，同时,在同一目录下系统会自动生成一个和组态文件同名的文件夹。该文件夹下包含着一些小文件夹：control：存放图形化组态文件；flow：存放流程图

9、文件；lang：存放SCX语言文件； report：存放报表文件； run：存放运行文件； temp：存放临时文件。3、 主机设置点击组态软件界面上的 主机 按钮，在弹出的对话框中设置主机。这时对话框中出现“主控卡” 选项，在这里可以进行主控卡设置，点击 增加 按钮 ，即增加一个控制站。接下来填写相应控制站的参数。IP地址：JX300X系统主控卡在ScnetII网络中的地址，对TCP/IP协议地址采用表1.2所示的系统约定。点击“操作站”标签，可对操作站进行配置，点击 增加 按钮 ，即增加操作站。填写相应操作站的参数。4、 控制站I/O组态主机设置完成后，可进行控制站I/O组态：包括数发卡、I

10、/O卡、信号点设置。点击工具栏 I/O 按钮，在弹出的对话框中设置数发卡。这时对话框中出现“数据转发卡” 选项，在这里可以进行数发卡设置，点击 增加 按钮 ，即增加一个数发卡。接下来填写相应的参数。完成数发卡设置后点击 退出 按钮。点击“I/O卡件”标签，可对I/O卡件进行组态，点击 增加 按钮 ，即增加I/O卡件。填写相应I/O卡件的参数。地址设置参考机笼卡件布置表，如表2.2。I/O卡件全部设置完毕后点击 退出 按钮。点击“I/O点”标签，可对I/O信号点进行组态，通过下拉菜单选择I/O卡件设置中的任意I/O卡件下地某信号点进行设置。参考测点分配图设置。当I/O信号点全部设置完毕后点击 退

11、出 按钮，至此，I/O组态全部完成。表2.2 1#机笼卡件布置图123400010203040506070809101112131415冗余冗余冗余冗余冗余冗余SP243SP243SP233SP233SP313SP313SP313SP313SP314SP314SP314SP000SP316SP316SP322SP322SP000SP000SP362SP3635、 控制方案组态本实验的控制要求中，回路控制的前两个要求都是标准常规回路。加热炉烟气压力PI-102与PV-102构成一个单回路PIC-102，参见图2.1。原料加热炉出口温度TI-101控制是一个串级控制其中副回路是流量控制，流量测量信

12、号为FI-104，输给调节阀的信号是FV-104，回路号为FIC-104，主回路是温度控制，温度测量位号为TI-101，回路号为TIC-101。图2.1 PI-102与PV-102构成单回路点击工具栏 常规 按钮，在弹出的对话框中设置控制方案。点击 增加 按钮 ，即增加一个控制方案。选择相应的控制方案。完成控制方案设置后点击 退出 按钮。6、 操作站组态点击工具栏 操作小组 按钮，在弹出的对话框中设置操作小组。点击 增加 按钮 ，即增加一个操作小组。填写相应的参数。完成操作小组参数设置后点击 退出 按钮。趋势画面组态：点击工具栏 趋势 按钮，在弹出的对话框中设置标准趋势画面。在“操作小组”下拉

13、菜单中选择“加热炉”，选择好操作小组后点击 增加 按钮 ，在该操作小组中增加趋势画面。设置画面内容（ ？按钮提供位号的查询功能）。完成趋势画面设置后点击 退出 按钮。分组画面组态：点击工具栏 分组 按钮，在弹出的对话框中设置标准分组画面。在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”，选择好操作小组后点击 增加 按钮 ，在该操作小组中增加分组画面。设置画面内容（ ？按钮提供位号的查询功能）。完成分组画面设置后点击 退出 按钮。一览画面组态：点击工具栏 一览 按钮，在弹出的对话框中设置标准一览画面。在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”，选择好操作小组后点击 增加 按钮 ，在该操作小组中增加一览画面。设

14、置画面内容（ ？按钮提供位号的查询功能）。完成一览画面设置后点击 退出 按钮。总貌画面组态：点击工具栏 总貌 按钮，在弹出的对话框中设置标准总貌画面。在“操作小组”下拉菜单中选择“加热炉”，选择好操作小组后点击 增加 按钮 ，在该操作小组中增加总貌画面。设置画面内容（ ？按钮提供位号的查询功能）。完成总貌画面设置后点击 退出 按钮。提示：组态顺序必须是：先操作小组，后操作画面。四、实验结果：I/O卡件设置：I/O卡件2的I/O点设置：I/O卡件8的I/O点设置：五、思考题：1、 I/O卡件的组态和I/O卡件的硬件排布有何联系？答：在系统中I/O卡件的地址范围在00-15之间，I/O卡件的组态地址应与它在控制站机笼中的排列编号相匹配，并要求遵循冗余规则。实验三：流程图及报表的操作与设计一、实验目的：1、学习JX-300X系统的流程图制作、报表制作软件包；2、掌握如何用流程图制作软件来进行工艺流程的