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石油化工分散控制系统设计规范

《石油化工分散控制系统设计规范》SH/T3092-1999

发布者：shui5jjt | 来源：转载 | 时间：2010-04-06

UDC

中华少火民共和国行」k标准

SH/T 3092一1999

石油化工分散控制系统

设计规范

Code for the design of distributed control system

fo rp et ro ch e mi ca l i n du stry

1999一09一22 发布2000一01一01 实施

国家石油和化学工业局发布

中华人民共和国行业标准

统

系

制

控范

散规

分计

工设

化

由

石

Code for the design of distributed control

sys te m forp etrochemicali ndustry

SH 3092一1999

主编单位:中国石化集团北京设计院

主编部门:中国石油化工集团公司

批准部门:国家石油和化学工业局

国家石油和化学工业局文件

国石化政发(1999)400号

关于批准《石油化工控制室和自动分析

器室设计规范》等7项石油化工

行业标准的通知

中国石油化工集团公司:

你公司报批的《石油化工控制室和自动分析器室设计规范》等7项石油化工行业标准草案，业经我

局批准，现予发布。标准名称、编号为:

强制性标准

1 S H 3006一1999 石油化工控制室和自动分析器室设计规范(代替S1I6-88)

2 SH

3 005- 1 999 石油化工自动化仪表选型设计规范(代替SHJ5- 8 8)

3 SH 3 022一1999 石油化工设备和管道涂料防腐蚀技术规范(代替SH22一90)

4 S H 3524一1999 石油化工钢制塔、容器现场组焊施工工艺标准(代替SH3524- 9 2)

5 SH 3 048一1999 石油化工钢制设备抗震设计规范(代替SH3048一93)

推荐性标准

1 SH/T 3092一1999 石油化工分散控制系统设计规范

2 SH/T 30% 一1999 加工高硫原油重点装置主要设备设计选材导则

以上标准自2000年1月1日起实施。

国家石油和化学工业局

一九九九年九月二十二日

SH/T 3092一1999

前言

本规范是根据中石化(1995)建标字269号文的通知由我院主编。

本规范共分9章和1个附录。主要内容包括:分散型控制系统工程各设计阶段的设计范围，系统技

术规格要求，硬件、软件的配置，应用软件组态及有关安装设计等技术规定。

在编制过程中，进行了比较广泛的调查研究，总结了近几年来石油化工厂的设计经验，吸收了国外

标准的有关内容，征求了有关设计、施工、生产等方面的意见，对其中主要问题进行了多次讨论，最后经

审查定稿。

本规范在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提交我院，以便今后修订时

参考。

我院的地址:北京西城区安德路甲67号

邮政编码:100011

本规范的主编单位:中国石化集团北京设计院

主要起草人:悍春叶向东

SH/T 3092一1999

1 总则···价·，···········一·········-··················，，·······4，·······，·············，-」·············一(1)

2 DCS工程设计程序...‘.......................................................，.. ..................-.. (2)

2. 1基础工程设计(初步设

计) ···············‘··..................·········································?? (2)

2.2 详细工程设计(施工图设计)····-·······，，·，，····· ····」·····························‘··· ···-·····?? (2)

3 系统技术规格···········，·············，·····，·······、-···--···，···························价·-··价·? (4)

3. 1一般规定·················-·····················，································-················? (4)

3.2 过程控制和检测......‘..4...，‘.」....，.. ... ....‘...，....‘ ...，， (4)

···········一·-1‘···、·(4)

3. 3人机接口············，···，·······································，-·········，····‘·········‘···········，-····· ? (4)

3.4 系统管理及工程实施·····‘·····-········································ ···· ···········.............( 5)

3. 5通信网

络·-‘4‘，，，····1·，····· ······‘······ ·价·，

-1“，···· t‘·1·，，···，“ ，，··-·· ‘··? (5)

3.6 系统维护与故障诊断········ ·········，·················· ···········‘·· ········，··············?? (5) 3.7 先进控制(高级控制)及生产管理················，················ ·········· ··t ········一(5)

4 DCS硬件配置

‘·····，··“ ‘······ ·‘······ ····，····、·····，·········.，·.，、····· ·······..·“‘·? (6)

4. 1操作站················，价····价······· · ··价·价····· ······· ······- 价‘············-···价?? (6)

4. 2控制

站· - ····························，····················」·· ·····价······ ·价··········二(6)

4. 3通信总线·、‘、······‘·······，·· ······，·············，···、··············，，·‘·‘·····‘········，-‘···一(7)

4. 4工程师站····················· ·············‘····价················-··，············‘·············-···?? (7)

4. 5应用计算机及通信接

Q ·······，··························，·-········ ······，···· ··· ·?? (7)

5 DCS软件配置·······，

‘、···‘ ············· · ····· ·········，.“ ·····.，，.‘、·t·..，卜·，·····，.-、、..‘.·‘.二(8)

5. 1系统软件·-·· ·········································· ······························ ·，··?? (8)

5.2 过程控制和操作软件······· ········，······，···4·······- ···，·4··· ·· ······， .......( 8)

5. 3组态软件·······，‘、·······，········，············，·············t·· · ‘····，······· “····一〔8)

5. 4应用软

件·· ‘t‘·············· · ····························1···· ··················· ，···t....( 8)

5. 5软件版本4···，·，，··、·····4··· ，· ·······················，·，- ···，· ······.. ···?? (8)

6 DCS询价、报价及评估··· ··‘、······-、·‘······，·········，、·，1····-、·· ····‘···· ·· ·?? (9)

6. 1询价·····4···········‘········，·····‘···· ······‘··············· ·············“ ··-·······t·二(9)

6. 2报价要求·，·‘1··，，，·····，··· ··价-·“····，，“········4·‘···，···-‘ ·····“ ··‘·，··，·?? (9) 6. 3技术评估··········································· ······，··，·······价·············，·········，······?? (9)

7 DCS应用软件组态················· ··················，···········价价价···一···一，··· 一(10)

7. 1组态方式，，· ·····，·41，·，，，-价··，·，·1··4··，，，，，-·1····，·，，····‘·，，，····，，，，··‘···，，，，，1··一(10)

7. 2组态内容·············，···············价，············ ，·········-······一·····················”······，‘·· 一〔10)

8 DCS验收·······················································，·，········.····· ········.·········?? (11)

8. 1工厂验

收··· ‘··· ·，·····························、···················、···············，······ 一(11)

8. 2现场验收·············································‘·········，

-········· ······‘ ············?? (11)

9 DCS中央控制室、供电、现场接线及接地设计要求·····..···..·······....·.·，·.·，.······，··」??(l3) 附录A DCS询价书编制纲

要····-‘········，··‘·················，··t ·“··‘卜·······，················二(ia)

用词说明··················、······· ·，··········‘···························································?? (16)

附条文说明····-··，··，，·“ ‘· ·--···，，

-·，·‘ ·····t“ ·-“ ‘ ····t“··，，，··““‘···t‘·“‘一

(17)

SH/T 3092一1999

1 总则

1.0.1 为保证在石油化工自动控制工程设计中，合理采用分散型控制系统(Distributed Control System

简称DCS )，特制订本规范。

1.0.2 本规范适用于新建石油化工企业DCS的工程设计(包括询价书编制、报价书评审、应用软件组

态、设备安装和技术服务等)，扩建和改建工程可参照执行。

1.0.3 执行本规范时，尚应符合现行有关强制性标准规范的要求。

1.0.4 本规范的相关标准

(分散型控制系统术语》ZBN1 0008一89

《石油化工控制室和自动分析室设计规范》SH3006- 1 998

(石油化工仪表供电设计规范》SH3082一1997

(石油化 S仪表接地设计规范》SH3081一1997

(石油化工仪表配管、配线设计规范》SH3019一1997

《工业自动化仪表工程施工及验收规范》GBJ93- 8 6

<石油化工仪表工程施工技术规程》SIE521一91

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2 DC S 工程设计程序

2.1 基础工程设计(初步设计)

2.1.1 拟定DCS监控方案

根据基础工程设计(初步设计)的工艺管道及仪表流程图(P& ID)，统计DCS输人/输出(I/O)点的

数量，控制和检测回路数及复杂控制的要求，初步作出〕二5的配置。

2.1.2 完成初步询价工作。

2.1.3 向有关专业提交初步设计资料

根据 DC S配置提出DCS中央控制室的面积、房间划分，以及向结构、建筑、暖通、电气、消防、电信

及概算专业等提交初步设计资料，初步制定控制室设备平面布置图。

2.2 详细工程设计(施工图设计)

2.2.1 本阶段有关DCS的工作分为技术谈判、工程设计及应用软件组态。

2.2.2 技术谈判阶段应完成如下工作:

1 编制 DCS系统配置条件，1/O点一览表等;

2 编制“DCS询价书”技术部分(见附录A);

3 进行 DCS技术谈判、技术评估;

4 确认合同技术附件，内容包括:硬件配置图、硬件清单、软件清单、技术服务条款、组态和培训的

安排和计划、验收要求、备品备件与特殊维修仪表清单、项目进度表、各阶段供需双方的职责等;

5 参加 DCS工程设计条件会议。主要内容包括:确认硬件规格及调整供货范围，确定双方工作范

围，商定双方互提的图纸及资料内容、深度、交付日期、份数、交付方式和地点，双方的通信联络，确认项

目进度表和工程设计中必需的技术要求和技术参数(如安全栅、特殊仪表与DCS的信号匹配等)。签署

DCS工程设计条件会议议定书。

2.2.3 工程设计阶段应完成如下工作:

1 复杂控制系统框图;

2 顺序控制、逻辑控制、时序控制原理图;

3 系统配置图(制造厂提供);

4 机柜硬件配置图(制造厂提供);

5 控制室设备平面布置图;

6 各类机柜的布置及接线图;

7 辅助仪表盘、辅助操作台布置及接线图;

S 室内仪表电缆、电线平面布置图;

9 I /O 卡件接线表或回路接线图;

10 供电系统图;

11 接地系统图;

12 向有关专业(结构、建筑、电气、暖通、消防、电信等)提出详细设计技术条件。

2.2.4 应用软件组态阶段应完成如下工作:

1 系统配置组态;

2 D CS 监控数据库(包括数据输入、调试及修改等);

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3 工艺流程图画面;

4 顺序控制、逻辑控制、时序控制、批量控制等的组态;

5 当前和历史数据记录分组;

6 报警分组、分级;

7 报表;

8 外围设备接口组态;

9 厉史数据库的组态;

10 其它组态。

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3 系统技术规格

3.1 一般规定

3.1.1 所选用的DCS应是集成的、标准化的过程控制和生产管理系统，且必须是具有运行经验、成熟

可靠的系统

2 DCS系统的硬件、软件配置及其功能要求应与特置的规模和控制要求相适应

3.2 过程控制和检测

3.2.1 控制器应能满足过程控制的要求，具备连续过程控制、程序控制和批量控制等功能。系统应具

备PID参数自整定功能。

3.2.2 系统应有数据存储的功能，可将各种工艺参数、检测信号、操作过程、报警事件等数据按需要存

入硬盘，并可随时调用。

3.2.3 过程I/()接口应包括AI,AO,DI,DO,PI等类型，还应具备智能变送器接口、串行和并行通信接

口(如RS-232C,RS-422,RS-485等)、常用可编程序控制器(PLC)接口等。

3.2.4 冗余方式

1 控制器的中央处理器、通信、电源等主要部件必须有1:1冗余配置;

2 控制器中用于控制的多通道I/(〕卡应有冗余配置，控制回路的I/O点应有独立的

A/D(D/A)

转换器

3. 3 人机接口

3.3.1 操作站是操作人员监视和控制生产过程、维护设备和处理事故的主要人机接口，操作站主机的

硬件和软件应具有高可靠性。

3.3.2 操作站所有的外设及接口(硬盘驱动器、软盘驱动器、显示器、通用键盘、鼠标或球

等)应是通用的。

3.3.3 操作站的操作系统应是通用的、标准的。

3.3.4 操作站硬件配置，应满足以下最低要求:

32 位总线;32位或64位中央处理器(CPU);大于或等于32M随机存储器(RAM); 带有小型计算

机系统接口(SCSI) ;操作站带有硬盘驱动器，使主机能够单独自启动;操作站应能配置光盘驱动器

(CDROM)或磁带机等。

33.5 操作站的软件操作环境应符合下列要求:

1 对网络上的数据资源，应能分成不同的操作区域或数据集合，并可根据需要进行监视、控制等不

同操作，操作站应能对网络上的任一控制器或检测器的数据进行存取;

2 操作站应具备不同级别的操作权限和不同操作区域或数据集合的操作权限，操作权限由密码和

钥匙的方式限定并在组态中划分，供不同岗位的人员使用

3.3.6 操作站可运行组态软件或做为工程师站的终端，并可配备工程师键盘，使其具备仁程师组态环

境，对网络上的设备可进行诊断和数据维护。

3.3.7 数据处理能力应符合下列要求:

1 系统应满足所有数据的记录需要，可由用户选定记录的参数、采样时间和记录长度，并可对记录

的数据进行编排处理和随时调用;

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2 硬盘上的永久记录应能转存到其他存储设备上;

3 操作站应具有完善的报警功能，对过程变量报警和系统故障报警应有明显区别。应能对过程变

量报警任意分级、分区、分组，应能自动记录和打印报警信息，区别第一事故报警，记录报警顺序。

3.4 系统管理及工程实施

3.4.1 系统管理的内容应包括系统常驻数据的管理、各设备的在线诊断、软件数据的维护、各设备的定

义及组态修改、图形管理，以及生产管理软件、用户应用程序、过程数据的进一步处理和文

3.4.2 工程实施应包括系统及设备的组态、调试、修改、测试、装载等。

3.4.3 系统管理及工程实施可由工程师站来执行，也可由带工程师环境的操作站实施。

3.4.4 工程师站应为网络上独立运行的通用工作站(或其它工业级计算机)，必须运行通用的操作系统

(如UNIX,W I NDOWS一NT等)和网络管理软件，应有X一WINDOW图形功能。

3.4.5 工程师站的基本配置应高于操作站，应能满足所配备的全部软件的运行需要。

3.5 通信网络

3.5.1 DCS的通信网络应符合ISO/IE EE的通信标准，具有开放系统的特点。通信速度应不低于

1M b/s，有长距离通信能力(大于lkm)。网络设备应是对等通信方式，应能在线上网和下网，在线加入

或摘除网络设备不应影响其他正常工作设备的运行。

3.5.2 DCS的通信网络必须能与工厂管理网(如:TCP/IP 等)相连。

3.6 系统维护与故障诊断

3.6.1 系统的各种插卡应能在线带电插拔、更换。

3.6.2 冗余设备必须具备在线自诊断、故障报警、无差错切换等功能。

3.6.3 系统必须具有完善的硬件、软件故障诊断及自动记录故障报警功能，并能提示维护人员进行维

护。

3. 7 先进控制 ( 高级控制 )及生产管理

3.7.1 系统应满足集成化生产的需要，应能根据用户的需要挂接通用工作站或小型机，以运行较大型

的先进控制(高级控制)和优化控制软件。

3.7.2 系统应能与工厂管理网上的设备进行数据通信。

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4 DCS硬件配置

4.1 操作站

4.1.1 操作站的配置，应符合下列要求:

1 按操作区域来配置操作站;

2 对重要的工段或关键设备，配置专用操作站;

3 根据顺控或自动保护联锁系统的需要，按岗位、生产线、操作单元的划分并根据其复杂程度配置

操作站或操作台。

4.1.2 操作站显示器的规格，宜选用对角线尺寸大于或等于47cm、分辨率高于1024 x 768 x 256色)

彩色阴极射线管显示器(Cathode一Ray Tube简称CRT).

4.1.3 一个操作区应至少配有2台带主机的操作站。

4.1.4 操作站配置的数量应符合下列要求:

50 控制回路以下可配置2台;

50 - 10 0控制回路可配置2-3台;

100 - 1 50控制回路可配置3-4台;

150 - 2 50控制回路可配置4-7台;

25 0控制回路以上可根据需要配置。

4.1.5 操作站必须配有操作员键盘，根据需要可选配鼠标、球标、触屏和工程师键盘。

4.1.6 操作站除配置必要的硬盘驱动器以外，根据需要可配置软盘驱动器、光盘驱动器或磁带机

4.1.7 操作站宜配置报警打印机和报表打印机各1台，根据装置规模和实际需要可适当增加或减少台

数。

4.1.8 全厂性DCS可设置1台彩色打印机(用于屏幕复制)。

4.1.，除特殊需要外，不宜在DCS之外再设置记录仪。

4.1.10 除特殊需要外，不宜在DCS之外再设置手操器。

4.1.11 除某些重要报警参量或紧急停车系统需要专设报警灯屏显示外，不宜在DCS之外设置闪光报

警器。

4.1.12 必要时可设置辅助操作台，以安装记录仪、手操器、信号报警器以及联锁、紧急停车、机泵等的

控制开关或按钮等。

4.2 控制站

4.2.1 过程接口单元

1 各类 1/0卡技术规格必须与现场信号源或负载匹配。

2 过程接口的冗余，应符合厂列规定:

控制回路的多点输人 /输出(1/(力卡应冗余配u.

b 重要的检测点的多点输人/输出(1/0)卡可冗余配置

3 过程接口的备用，应符合下列规定:

各类控制点、检测点的备用点数为实际设计点数的10一15%;

b 输入输出卡件槽座(位)的备用空间为10-1 5% o

4 距中央控制室较远的检测点，宜采用分散安装的远程I/()或远程控制站。

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4.2.2

4.2.3

过程接口关联设备的配置，应符合下列要求:

根据信号源与DCS 1/O卡的连接需要设置转换器或隔离器;

b 凡信号来自或送至爆炸危险区域，且按照防爆要求采用本安防爆技术时，应在1/O接口的现场侧设置安全栅;

凡开关量接口的容量不能满足负载的要求或需将开关量隔离时，应配置继电器;

d 变送器、安全栅、隔离器等的参数必须与DCS匹配。

控制单元

控制单元功能应符合下列要求:

控制单元应有常规控制功能和一般复杂控制功能;

b 控制单元应有PID调节参数的自整定功能;

控制单元负荷不宜小于50%，最高不应超过75%;

d 控制回路执行周期，应根据控制对象确定。

控制单元的CPI、通讯接口及电源均应1:1冗余配置。

数据采集单元

当DCS设有数据采集单元时，一般检测回路的输入信号应尽量接至数据采集单元;

数据采集单元的功能应满足常用的数据处理、报警、记录等需要;

控制系统课程设计

控制系统（1）课程设计指导书1 2012-2013学年第一学期班级：电气定单2009级一班指导教师：张开如一、课程设计任务书 1.课程设计题目：双闭环直流调速系统的设计 2.课程设计主要参考资料（1）电力拖动自动控制系统-运动控制系统，陈伯时主编，第3、4版，机械工业出版社（2）电力电子技术（教材），王兆安，黄俊主编，机械工业出版社（3）电力电子技术，孙树朴等编著，2000.7，中国矿业大学出版社 3.课程设计应解决主要问题（1）推导双闭环调速系统的静特性方程式：工作段和下垂段静特性方程式；（2）计算系统的稳态参数；（3）用工程设计方法进行动态设计，确定ASR和ACR结构并选择参数（注：应考虑给定和反馈滤波）；（4）画出三相全控桥式晶闸管整流电路图，计算晶闸管定额参数（电压、电流等）。 4.课程设计相关附件这一项不填（所有相关图纸画在设计过程中的相关位置）。 5.时间安排共四周：2012.8.27～2012.9.21。第一、二周：2012.8.27～2012.9.7理论设计。要求：根据指导书进行设计。第三、四周：2012.9.10～2012.9.21实验室调试（根据实验室情况，可以延期到四周后的周六或周日做实验）。二、已知条件及控制对象的基本参数（1）已知电动机参数为：额定功率P N=3kW，额定电压U N=220V，额定电流I N=17.5A，额定转速n N=1500r/min，电枢绕组电阻R a=1.25Ω，GD2=3.53N·m2。（2）采用三相全控桥式晶闸管整流，整流装置内阻R rec =1.3Ω。平波电抗器电阻R L=0.3Ω。整流回路总电感L=200mH（考虑了变压器漏感等）。（3）采用速度、电流双闭环调节。这里暂不考虑稳定性问题，设ASR和ACR均采用PI调节器，ASR 限幅输出U im*=-10V，ACR限幅输出U ctm=10V，ASR和ACR的输入电阻R o=20KΩ，最大给定U nm*=10V，调速范围D=20，静差率s=10%，堵转电流I dbl=2.1I N，临界截止电流I dcr=2I N。（4）设计指标：电流超调量σi %≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量σn≤10%，空载起动到额定转速的过渡过程时间 t S≤1.5s。三、设计要求（1）画出双闭环调速系统的电路原理图和系统的稳态结构图（设ASR和ACR均采用PI调节器）；（2）推导系统的静特性方程式：工作段和下垂段静特性方程式；（3）计算系统的稳态参数，包括：推导计算K ASR公式、推导计算K ACR公式；计算C e、n cr(临界截止电流I dcr对应的电动机转速)、电流反馈系数β、K ASR、K S和K ACR；（4）用工程设计方法进行动态设计，决定ASR和ACR结构并选择参数（注：应考虑给定和反馈滤波）；（5）动态设计过程中画出双闭环调速系统的电路原理图及动态结构图；（6）画出三相全控桥式晶闸管整流电路图，计算晶闸管定额参数；（7）（此小题为选做）若选用锯齿波垂直移相相控触发电路，试画出与电流调节器输出信号和各晶闸管的连接线路图，并选择触发电路同步电压（画出晶闸管主电路及同步变压器）。四、设计方法及步骤 1.稳态设计（1）画系统的稳态结构图时，应先画出电路原理图，而此时的PI调节器只有两种状态：饱和-输出达到限幅植，不饱和-输出未达到限幅植。参考教材。（2）在推导系统的静特性方程式时，注意所谓工作段是指调节器的输出未达到限幅植，此时的稳态结构图参考教材。下垂段静特性方程式是指速度调节器的输出达到限幅植，此时只有电流环起

自动控制系统课程设计说明书

H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计说明书（论文）课程名称：自动控制理论课程设计设计题目：直线一级倒立摆控制器设计院系：电气学院电气工程系班级：设计者：学号：指导教师：设计时间：2016.6.6-2016.6.19 手机：工业大学教务处

*注：此任务书由课程设计指导教师填写。

直线一级倒立摆控制器设计摘要：采用牛顿—欧拉方法建立了直线一级倒立摆系统的数学模型。采用MATLAB 分析了系统开环时倒立摆的不稳定性，运用根轨迹法设计了控制器，增加了系统的零极点以保证系统稳定。采用固高科技所提供的控制器程序在MATLAB中进行仿真分析，将电脑与倒立摆连接进行实时控制。在MATLAB中分析了系统的动态响应与稳态指标，检验了自动控制理论的正确性和实用性。 0.引言摆是进行控制理论研究的典型实验平台，可以分为倒立摆和顺摆。许多抽象的控制理论概念如系统稳定性、可控性和系统抗干扰能力等，都可以通过倒立摆系统实验直观的表现出来，通过倒立摆系统实验来验证我们所学的控制理论和算法，非常的直观、简便，在轻松的实验中对所学课程加深了理解。由于倒立摆系统本身所具有的高阶次、不稳定、多变量、非线性和强耦合特性，许多现代控制理论的研究人员一直将它视为典型的研究对象，不断从中发掘出新的控制策略和控制方法。本次课程设计中以一阶倒立摆为被控对象，了解了用古典控制理论设计控制器(如PID控制器)的设计方法和用现代控制理论设计控制器(极点配置)的设计方法，掌握MATLAB仿真软件的使用方法及控制系统的调试方法。 1.系统建模一级倒立摆系统结构示意图和系统框图如下。其基本的工作过程是光电码盘1采集伺服小车的速度、位移信号并反馈给伺服和运动控制卡，光电码盘2采集摆杆的角度、角速度信号并反馈给运动控制卡，计算机从运动控制卡中读取实时数据，确定控制决策(小车运动方向、移动速度、加速度等)，并由运动控制卡来实现该控制决策，产生相应的控制量，使电机转动，通过皮带带动小车运动从而保持摆杆平衡。

24.分散控制系统失灵应急预案

分散控制系统（DCS）失灵应急预案（指导性范本）中国华能集团公司编制 2006年12月

目录 1 总则 (1) 1.1编制目的： (1) 1.2编制依据： (1) 1.3分散控制系统失灵： (1) 1.4适用范围： (1) 2 事故类型和危害程度分析 (1) 2.2分散控制系统通信异常，导致信息传输中断； (2) 3 应急处置基本原则 (2) 4 应急处置体系 (3) 4.1应急组织机构 (3) 4.2应急指挥领导小组职责： (3) 4.3应急工作小组职责： (4) 5 预防与预警 (4) 5.1危险源监控点 (4) 5.2危险预防 (5) 5.3预警 (7) 5.4预警程序 (7) 6 应急处置 (8) 6.3.16检查并确认轻油快关阀、所有油枪轻油阀已关闭； (9) 7 事故处理恢复 (10) 8 事故调查分析与整改 (10)

分散控制系统（DCS）失灵应急预案 1 总则 1.1编制目的：为防止分散控制系统失灵导致事故扩大，避免由于分散控制系统故障导致设备损坏事件的发生，特制定本预案。 1.2编制依据：本应急预案依据《火力发电厂（热工控制系统）设计技术规程》、《火力发电厂分散控制系统运行检修导则》、《火力发电厂热工仪表及控制装置技术监督规定》、《中国华能集团公司重大突发事件（事故）应急管理办法》等结合《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》编写。 1.3分散控制系统失灵：指分散控制系统硬件、软件以及系统出现故障导致锅炉、汽轮发电机组本体设备、辅助设备、其他相关系统及设备的控制故障，造成设备被迫停止运行，对机组运行及设备健康状况构成严重威胁的事件。 1.4适用范围：本应急预案适用于华能集团公司所辖的火力发电厂分散控制系统失灵事件的应对工作。 2 事故类型和危害程度分析 2.1分散控制系统硬件故障，导致控制信号消失或对控制对象失去控制；

机电控制系统课程设计

JIANG SU UNIVERSITY 机电系统综合课程设计 ——模块化生产教学系统的PLC控制系统设计学院：机械学院班级：机械 (卓越14002) 姓名：张文飞学号： 3140301171 指导教师：毛卫平 2017年 6月

目录一： MPS系统的第4站PLC控制设计 (3) 1.1第四站组成及结构 (3) 1.2 气动回路图 (3) 1.3 PLC的I/O分配表，I/O接线图（1、3、6站电气线路图） (4) 1.4 顺序流程图&梯形图 (5) 1.5 触摸屏控制画面及说明，控制、信息软元件地址表 (10) 1.6 组态王控制画面及说明 (13) 二： MPS系统的两站联网PLC控制设计 (14) 2.1 PLC和PLC之间联网通信的顺序流程图（两站）&从站梯形图 (14) 2.2 通讯软元件地址表 (14) 三：调试过程中遇到的问题及解决方法 (18) 四：设计的收获和体会 (19) 五：参考文献 (20)

一：MPS系统的第4站PLC控制设计 1.1第四站组成及结构：由吸盘机械手、上下摆臂部件、料仓换位部件、工件推出部件、真空发生器、开关电源、可编程序控制器、按钮、I/O接口板、通讯接口板、多种类型电磁阀及气缸组成，主要完成选择要安装工件的料仓，将工件从料仓中推出，将工件安装到位。 1．吸盘机械手臂机构：机械手臂、皮带传动结构真空吸嘴组成。由上下摆臂装置带动其旋转完成吸取小工件到放小工件完成组装流程的过程。 2．上下摆臂结构：由摆臂缸（直线缸）摆臂机械装置组成。将气缸直线运动转化为手臂旋转运动。带动手臂完成组装流程。 3．仓料换位机构：由机构端头换仓缸带动仓位装置实现换位（蓝、黑工件切换）。 4．推料机构：由推料缸与机械部件载料平台组成。在手臂离开时将工件推出完成上料。 5．真空发生器：当手臂在工件上方时，真空发生器通气吸盘吸气。 5．I/O接口板：将桌面上的输入与输出信号通过电缆C1与PLC的I/O相连。 6．控制面板：完成设备启动上电等操作。（具体在按钮上有标签说明）。

重庆大学自动控制原理课程设计

目录 1 实验背景 (2) 2 实验介绍 (3) 3 微分方程和传递函数 (6)

1 实验背景在现代科学技术的众多领域中，自动控制技术起着越来越重要的作用。自动控制原理是相对于人工控制概念而言的，自动控制是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（称控制装置或控制器），使机器，设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控制量）自动地按照预定的规律运行。在自动控制原理【1】中提出，20世纪50年代末60年代初，由于空间技术发展的需要，对自动控制的精密性和经济指标，提出了极其严格的要求；同时，由于数字计算机，特别是微型机的迅速发展，为控制理论的发展提供了有力的工具。在他们的推动下，控制理论有了重大发展，如庞特里亚金的极大值原理，贝尔曼的动态规划理论。卡尔曼的能控性能观测性和最优滤波理论等，这些都标志着控制理论已从经典控制理论发展到现代控制理论的阶段。现代控制理论的特点。是采用状态空间法（时域方法），研究“多输入-多输出”控制系统、时变和非线性控制系统的分析和设计。现在，随着技术革命和大规模复杂系统的发展，已促使控制理论开始向第三个发展阶段即第三代控制理论——大系统理论和智能控制理论发展。在其他文献中也有所述及（如下）：至今自动控制已经经历了五代的发展：第一代过程控制体系是150年前基于5－13psi的气动信号标准（气动控制系统PCS，Pneumatic Control System）。简单的就地操作模式，控制理论初步形成，尚未有控制室的概念。第二代过程控制体系（模拟式或ACS,Analog Control System）是基于0－10mA或4－20mA 的电流模拟信号，这一明显的进步，在整整25年内牢牢地统治了整个自动控制领域。它标志了电气自动控制时代的到来。控制理论有了重大发展，三大控制论的确立奠定了现代控制的基础；控制室的设立，控制功能分离的模式一直沿用至今。第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）.70年代开始了数字计算机的应用，产生了巨大的技术优势，人们在测量，模拟和逻辑控制领域率先使用，从而产生了第三代过程控制体系（CCS，Computer Control System）。这个被称为第三代过程控制体系是自动控制领域的一次革命，它充分发挥了计算机的特长，于是人们普遍认为计算机能做好一切事情，自然而然地产生了被称为“集中控制”的中央控制计算机系统，需要指出的是系统的信号传输系统依然是大部分沿用4－20mA的模拟信号，但是时隔不久人们发现，随着控制的集中和可靠性方面的问题，失控的危险也集中了，稍有不慎就会使整个系统瘫痪。所以它很快被发展成分布式控制系统（DCS）。第四代过程控制体系（DCS，Distributed Control System分布式控制系统）：随着半导体制造技术的飞速发展，微处理器的普遍使用，计算机技术可靠性的大幅度增加，目前普遍使用的是第四代过程控制体系（DCS，或分布式数字控制系统），它主要特点是整个控制系统不再是仅仅具有一台计算机，而是由几台计算机和一些智能仪表和智能部件构成一个了控制

自动控制课程设计~~~

指导教师评定成绩：审定成绩：重庆邮电大学移通学院自动控制原理课程设计报告系部：学生姓名：专业：班级：学号：指导教师：设计时间：2013年12 月重庆邮电大学移通学院制

目录一、设计题目二、设计报告正文摘要关键词设计内容三、设计总结四、参考文献

一、设计题目《自动控制原理》课程设计（简明）任务书——供2011级机械设计制造及其自动化专业（4-6班）本科学生用引言：《自动控制原理》课程设计是该课程的一个重要教学环节，既有别于毕业设计，更不同于课堂教学。它主要是培养学生统筹运用自动控制原理课程中所学的理论知识，掌握反馈控制系统的基本理论和基本方法，对工程实际系统进行完整的全面分析和综合。一设计题目：Ｉ型二阶系统的典型分析与综合设计二系统说明：该Ｉ型系统物理模拟结构如图所示。系统物理模拟结构图其中：Ｒ＝1MΩ；C =1uF；R0=41R 三系统参量：系统输入信号：x(t)；系统输出信号：y(t)；

四设计指标：设定：输入为x(t)=a×1（t）（其中：a=5）要求动态期望指标：M p﹪≤20﹪；t s≤4sec；五基本要求： a)建立系统数学模型——传递函数； b)利用根轨迹方法分析和综合系统（学号为单数同学做）； c)利用频率特性法分析和综合系统（学号为双数同学做）； d)完成系统综合前后的有源物理模拟（验证）实验；六课程设计报告： 1.按照移通学院课程设计报告格式写课程设计报告； 2.报告内容包括：课程设计的主要内容、基本原理； 3.课程设计过程中的参数计算过程、分析过程，包括：（1）课程设计计算说明书一份；（2）原系统组成结构原理图一张（自绘）；（3）系统分析，综合用精确Bode图一张；（4）系统综合前后的模拟图各一张（附实验结果图）； 4.提供参考资料及文献 5.排版格式完整、报告语句通顺； 6.封面装帧成册。

几种分散控制系统的SOE配置及测试比较

几种分散控制系统的SOE配置及测试比较刘文丰…来源：中电联科技中心桂林DCS会议资料点击数：4821 更新时间：2007-10-3 14:32:40 刘文丰傅强（湖南省电力试验研究院）摘要：简述了SOE配置、性能测试的意义和方法，通过对5种分散控制系统的SOE性能进行测试，得出各事故顺序记录系统的分辨率，检验各系统是否真实记录事故前后重要信号状态变化，以便于分析机组事故原因；同时，对各DCS的SOE系统性能进行简单的比较分析。关键词：SOE 性能分辨率分散控制系统 On Several SOE Dispositions of DCS and the Contrast on the Result of Performance Tests Liu Wenfeng, Fuqiang （Hunan Electric Power Test&Research Institute） Abstract: The essay gives a brief explanation on the SOE dispositions and the sign ificance and methods of the performance tests. The resolving power of the Recording System for SOE is concluded on the base of performance tests of SOE for five types of DCS, so it’s helpful to test whether the changes of signals have been accurate ly recorded before and after accidents and to analyze the cause of the generating-s

控制系统仿真课程设计

控制系统仿真课程设计（2010级）题目控制系统仿真课程设计学院自动化专业自动化班级学号学生姓名指导教师王永忠/刘伟峰完成日期2013年7月

控制系统仿真课程设计（一） ——锅炉汽包水位三冲量控制系统仿真1.1 设计目的本课程设计的目的是通过对锅炉水位控制系统的Matlab仿真，掌握过程控制系统设计及仿真的一般方法，深入了解反馈控制、前馈-反馈控制、前馈-串级控制系统的性能及优缺点，实验分析控制系统参数与系统调节性能之间的关系，掌握过程控制系统参数整定的方法。 1.2 设计原理锅炉汽包水位控制的操作变量是给水流量，目的是使汽包水位维持在给定的范围内。汽包液位过高会影响汽水分离效果，使蒸汽带水过多，若用此蒸汽推动汽轮机，会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢，严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏叶片。汽包液位过低，水循环就会被破坏，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，甚至爆炸。常见的锅炉汽水系统如图1-1所示，锅炉汽包水位受汽包中储水量及水位下汽包容积的影响，而水位下汽包容积与蒸汽负荷、蒸汽压力、炉膛热负荷等有关。影响水位变化的因素主要是锅炉蒸发量（蒸汽流量）和给水流量，锅炉汽包水位控制就是通过调节给水量，使得汽包水位在蒸汽负荷及给水流量变化的情况下能够达到稳定状态。图1-1 锅炉汽水系统图

在给水流量及蒸汽负荷发生变化时，锅炉汽包水位会发生相应的变化，其分别对应的传递函数如下所示：（1）汽包水位在给水流量作用下的动态特性汽包和给水可以看做单容无自衡对象，当给水增加时，一方面会使得汽包水位升高，另一方面由于给水温度比汽包内饱和水的温度低，又会使得汽包中气泡减少，导致水位降低，两方面的因素结合，在加上给水系统中省煤器等设备带来延迟，使得汽包水位的变化具有一定的滞后。因此，汽包水位在给水流量作用下，近似于一个积分环节和惯性环节相串联的无自衡系统，系统特性可以表示为 ()111()()(1)K H S G S W S s T s ==+ （1.1）（2）汽包水位在蒸汽流量扰动下的动态特性在给水流量及炉膛热负荷不变的情况下，当蒸汽流量突然增加时，瞬间会导致汽包压力的降低，使得汽包内水的沸腾突然加剧，水中气泡迅速增加，将整个水位抬高；而当蒸汽流量突然减小时，汽包内压力会瞬间增加，使得水面下汽包的容积变小，出现水位先下降后上升的现象，上述现象称为“虚假水位”。虚假水位在大中型中高压锅炉中比较显著，会严重影响锅炉的安全运行。“虚假水位”现象属于反向特性，变化速度很快，变化幅值与蒸汽量扰动大小成正比，也与压力变化速度成正比，系统特性可以表示为 222()()()1f K K H s G s D s T s s ==-+ （1.2）常用的锅炉水位控制方法有：单冲量控制、双冲量控制及三冲量控制。单冲量方法仅是根据汽包水位来控制进水量，显然无法克服“虚假水位”的影响。而双冲量是将蒸汽流量作为前馈量用于汽包水位的调节，构成前馈-反馈符合控制系统，可以克服“虚假水位”影响。但双冲量控制系统要求调节阀具有好的线性特性，并且不能迅速消除给水压力等扰动的影响。为此，可将给水流量信号引入，构成三冲量调节系统，如图1-2所示。图中LC 表示水位控制器（主回路），FC 表示给水流量控制器（副回路），二者构成一个串级调节系统，在实现锅炉水位控制的同时，可以快速消除给水系统扰动影响；而蒸汽流量作为前馈量用于消除“虚假水位”的影响。

华北电力大学分散控制系统课程设计报告

0 引言随着自动化技术的发展和电力改革的深入以及厂网分开、竞价上网的政策实施,各电厂为实现降低成本、减少设备维护成本和缩短维护周期的目标要求,现代电力系统对自动化及工通讯的需求也日益提高。另一方面,在火电厂,随着电力现场设备的增多及其自动化过程的复杂化,对辅控设备的数据采集与监控的要求也日益严格。大型火力发电厂的辅助生产车间一般均是由水网、煤网、灰网组成,每一网都可独立成一个系统,每个控制点相对分散,不利于生产数据上传到网络。随着企业对自动化要求的进一步提高,为便于生产管理者远方监控、调度、干预整个电厂的辅控车间运行的需要,达到减人增效之目的,使企业的经济效益最大化。本文介绍了华电国际邹县发电厂(以下简称邹县电厂)四期工程2×1000MW机组用工业以太网实现的辅助车间控制网络系统的应用实例。 1 工业以太网的发展状况以太网及TCP / IP通信技术在IT行业获得了很大的成功,成为IT 行业应用中首选的网络通信技术,近年来已逐步向自动化行业发展,形成与现场总线技术竞争的局面,其发展状况可以归结如下2点： (1)自动化技术从单机控制发展到工厂自动化和系统自动化。近年来,自动化技术发展使人们认识到,单纯提高生产设备单机自动化水平,并不一定能给整个企业带来好的效益;因此, 对企业自动化技术提出的进一步要求是将整个工厂作为一个系统实现其自动化,其目标是实现企业的最佳经济效益。 (2)工厂底层设备状态及生产信息集成、车间底层数字通信网络是信息集成系统的基础。为满足工厂上层管理对底层设备信息的要求,工厂车间底层设备状态及生产信息集成是实现全厂M IS /SIS的基础。这就决定了生产信息的实时性、可靠性以及兼容性,它必将成为现代电力产业工业通讯网络的发展目标。 2 工业以太网的特点 2. 1 冗余性在程序控制系统中,PLC系统的专用通讯网络的冗余一直是一个比较难解决的问题,硬件方面如通讯网和通讯模块以及软件方面的通讯问题都不能解决,一旦通讯网和通讯块出现问题,整个通讯网络就会瘫痪。若通讯网络系统采用工业以太网,通过工业服务器和数据交换机,就能采用冗余配置,通过交换机,可以任意扩展通讯模块且可采用多层通讯结构。 2. 2 开放性在控制系统中,一般有2级网络,过程控制网和实时监控网。在过程控制网中,专用网络的

自动控制原理课程设计实验

上海电力学院自动控制原理实践报告课名：自动控制原理应用实践题目：水翼船渡轮的纵倾角控制船舶航向的自动操舵控制班级：姓名：学号：

水翼船渡轮的纵倾角控制一．系统背景简介水翼船(Hydrofoil)是一种高速船。船身底部有支架，装上水翼。当船的速度逐渐增加，水翼提供的浮力会把船身抬离水面(称为水翼飞航或水翼航行，Foilborne)，从而大为减少水的阻力和增加航行速度。水翼船的高速航行能力主要依靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。航向自动操舵仪工作时存在包括舵机（舵角）、船舶本身（航向角）在内的两个反馈回路：舵角反馈和航向反馈。当尾舵的角坐标偏转错误!未找到引用源。，会引起船只在参考方向上发生某一固定的偏转错误!未找到引用源。。传递函数中带有一个负号，这是因为尾舵的顺时针的转动会引起船只的逆时针转动。有此动力方程可以看出，船只的转动速率会逐渐趋向一个常数，因此如果船只以直线运动，而尾舵偏转一恒定值，那么船只就会以螺旋形的进入一圆形运动轨迹。二．实际控制过程某水翼船渡轮，自重670t，航速45节（海里/小时），可载900名乘客，可混装轿车、大客车和货卡，载重可达自重量。该渡轮可在浪高达8英尺的海中以航速40节航行的能力，全靠一个自动稳定控制系统。通过主翼上的舵板和尾翼的调整完成稳定化操作。该稳定控制系统要保持水平飞行地穿过海浪。因此，设计上要求该系统使浮力稳定不变，相当于使纵倾角最小。

上图：水翼船渡轮的纵倾角控制系统已知，水翼船渡轮的纵倾角控制过程模型，执行器模型为F（s）=1/s。三．控制设计要求试设计一个控制器Gc（s），使水翼船渡轮的纵倾角控制系统在海浪扰动D （s）存在下也能达到优良的性能指标。假设海浪扰动D（s）的主频率为w=6rad/s。本题要求了“优良的性能指标”，没有具体的量化指标，通过网络资料的查阅：响应超调量小于10%，调整时间小于4s。四．分析系统时域 1.原系统稳定性分析 num=[50]; den=[1 80 2500 50]; g1=tf(num,den); [z,p,k]=zpkdata(g1,'v'); p1=pole(g1); pzmap(g1) 分析：上图闭环极点分布图，有一极点位于原点，另两极点位于虚轴左边，故处于临界稳定状态。但还是一种不稳定的情况，所以系统无稳态误差。 2.Simulink搭建未加控制器的原系统（不考虑扰动）。

DCS分散控制系统原理

DCS分散控制系统原理第一讲绪论 DCS从1975年问世以来，大约有三次比较大的变革，七十年代操作站的硬件、操作系统、监视软件都是专用的，由各DCS厂家自己开发的，也没有动态流程图，通讯网络基本上都是轮询方式的；八十年代就不一样了，通讯网络较多使用令牌方式；九十年代操作站出现了通用系统，九十年代末通讯网络有部份遵守TCP/IP协议，有的开始采用以太网。总的来看，变化主要体现在Ｉ／Ｏ板、操作站和通讯网络。控制器相对来讲变化要小一些。操作站主要表现在由专用机变化到通用机，如PC机和小型机的应用。但是目前它的操作系统一般采用UNIX，也有小系统采用NT，相比较来看UNIX的稳定性要好一些，NT则有死机现象。I/O板主要体现在现场总线的引入DCS系统。从理论上讲，一个DCS系统可以应用于各种行业，但是各行业有它的特殊性，所以DCS 也就出现了不同的分支，有时也由于DCS厂家技术人员工艺知识的局限性而引起，如HONEYWELL公司对石化比较熟悉，其产品在石化行业应用较多，而ＢAILEY的产品则在电力行业应用比较普遍。用户在选择DCS的时候主要是要注意其技术人员是否对该生产工艺比较熟悉；然后要看该系统适用于多大规模，比如NT操作系统的就适应于较小规模的系统；最后是价格，不同的组合价格会有较大的差异，而国产的DCS系统价格比进口的DCS 至少要低一半，算上备品备件则要低得更多。 DCS由四部份组成：I/O板、控制器、操作站、通讯网络。I/O板和控制器国际上各DCS 厂家的技术水平都相差不远，如果说有些差别的话是控制器内的算法有多有少，算法的组合有些不一样，I/O板的差别在于有的有智能，有些没有，但是控制器读取所有I/O数据必须在一秒钟内完成一个循环；操作站差别比较大，主要差别是选用PC机还是选用小型机、采用UNIX还是采用NT操作系统、采用专用的还是通用的监视软件,操作系统和监视软件配合比较好时可以减少死机现象；差别最大的是通讯网络，最差的是轮询方式，最好的是例外报告方式，根据我们的实验，其速度要相差七八倍。第二讲DCS在选型中的几个问题被控制对象确定以后，选用什么样的控制系统就成为重要问题。主要是根据项目规模和投资预算来考虑的，以数字技术为基础的DCS系统和早期的模拟仪表组成的控制系统，从工程项目的实施来看，本质差别不大，主要考虑项目规模和投资预算，但DCS与模拟仪表相比，它更为复杂，技术性要求更高，下面我来谈谈DCS系统选型中的几个问题。从理论上来讲，DCS可以用与不同的工艺过程，它是通用的，但是，DCS的制造厂家专长与某一领域。如：HOMEYWELL主要用于石化部门，BAILEY公司的N90、INFI90主要用于电力系统，ROSEMOUNT的RS3、Δ-V大多用于化工系统。但也不能否认不同工艺过程会有一些特殊要求，如：电厂一定要有电调设备和SOE，石化部门一定要有选择性控制，水泥行业一定要有大纯滞后控制补偿等，选型时也要考虑这些因素。第二点就是经济性，应该从DCS本身价格和预计所创效益角度考虑。DCS有国产的和进口的，对相同档次而言，进口的控制功能强一些，有一些先进的控制算法，如Smith预估、三维矩阵运算等，国产DCS价格要比进口的低很多，也能满足技术要求。从结构上来看，国外DCS的控制器各厂家差别不太远，控制器的预置算法稍有差别，控制器与I/O板的连接方式也有所不同。而操作站区别较大。有以PC机为基础的，有以小型机为基础的，操作系统一般选用UNIX类系统。小型机的价格要比PC机高很多，进口小型机操作站的价格要高于四万美金，而且许多机型已经停产（如DEC公司的VAX机和α机）。PC机的操作站不到三万美金，它的操作系统采用NT，其稳定性没有UNIX好。小型机的接口采用SCSI，传输速率是串行的8倍之多。以NT操作系统作为操作站的，点数要少一些，不然会频繁死

控制系统仿真课程设计

控制系统数字仿真课程设计 1．课程设计应达到的目的 1、通过Matlab仿真熟悉课程设计的基本流程； 2、掌握控制系统的数学建模及传递函数的构造； 3、掌握控制系统性能的根轨迹分析； 4、学会分析系统的性能指标； 2．课程设计题目及要求设计要求 1、进行系统总体设计，画出原理框图。（按给出的形式，自行构造数学模型，构造成1 个零点，三个极点的三阶系统，主导极点是一对共轭复根） G（s）=10(s+2)/(s+1)(s2+2s+6) 2、构造系统传递函数，利用MATLAB绘画系统的开环和闭环零极点图；(分别得到闭环和开环的零极点图)参考课本P149页例题4-30 clear; num = [10,20]; den =[1 3 8 6]; pzmap(num,den) 3、利用MATLAB绘画根轨迹图，分析系统随着根轨迹增益变化的性能。并估算超调量=16.3%时的K值（计算得到）。参考课本P149页例题4-31 clear num=[10,20]; den=[1 3 8 6]; sys=tf(num,den); rlocus(sys) hold on jjx(sys); s=jjx(sys); [k,Wcg]=imwk(sys)

set(findobj('marker','x'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); set(findobj('marker','o'),'markersize',8,'linewidth',1.5,'Color','k'); function s=jjx(sys) sys=tf(sys); num=sys.num{1}; den=sys.den{1}; p=roots(den); z=roots(num); n=length(p); m=length(z); if n>m s=(sum(p)-sum(z))/(n-m) sd=[]; if nargout<1 for i=1:n-m sd=[sd,s] end sysa=zpk([],sd,1); hold on; [r,k]=rlocus(sysa); for i=1:n-m plot(real(r(i,:)),imag(r(i,:)),'k:'); end end else disp; s=[]; end function [k,wcg]=imwk(sys) sys=tf(sys) num=sys.num{1} den=sys.den{1}; asys=allmargin(sys); wcg=asys.GMFrequency; k=asys. GainMargin;

华北电力大学分散控制系统课程设计报告

当今国内火电厂对单元机组的控制多采用分散控制系统（Distribute Control System，以下简称DCS），常见的DCS系统均含有事件顺序记录（Sequence of Event，以下简称SOE）系统。SOE系统是DCS中用于异常记录的子系统。随着火电机组日趋规模化和复杂化．生产过程信息瞬间千变万化。当机组发生故障时，需要查找出真实原因，并采取相应措施．这时就需要对事件进行追忆打印。而一般的历史数据记录只能做到秒级的分辨率，当事件发生后．往往同一秒内出现的信息很多，且不能分出先后顺序．这就给事故分析造成了很大的困扰。而事件顺序记录系统(SOE)以毫秒级的分辨率获取事件信息．为热工和电气设备事故分析提供有力的证据。可以说SOE是电厂重要的运行状态监测、记录、事故分析用设备。 1 SOE 量的采集原理和作用 1.1 采集原理 SOE 模块产生的信号叫SOE 量，即事件顺序记录（Sequence of event），目前主要应用于要求准确记录开关量输入时间的监控对象，以便区分多个受控对象动作的先后顺序。SOE 采集模块通常要求能够以毫秒级的时间间隔评估输入信号状态，能对模块的输入进行预处理并以二进制值、计数器值或事件的形式将这些输入传输给PLC。由于时标的存在，使得SOE 模块与常规的输入模块很不一样。该类模块通常使用软件时钟创建毫秒级间隔时间。该软件时钟通常借助外部时间信号（标准时间接受器）以1 min 的时间间隔进行同步。外部时间信号可采用DCF77 信号或者GPS 时钟对时。因此，从某种意义上说，SOE 信号相当于一个带时标的开入量，但它的分辨率更高。 1.2 SOE 量的主要作用在电厂监控系统中，国家设计规范要求对机组的运行工况（停机、发电、调相、抽水等）、6 kV 及以上电压断路器、反映厂用电源情况的断路器和自动开关、反映系统运行状况的隔离开关的位置信号、主要设备的事故及故障信号、以及主要设备的总事故及总故障信号进行采集。监控系统采集的涉及故障、事故的继电保护及系统安全自动装置的动作信号，电压等级等于或高于发电机机端电压的断路器的位置信号，必须进行顺序记录（SOE 量）。可见，这些测点在故障和事故分析中比一般的开关量信号更加重要。在水电站监控系统中SOE 量主要作用在于以下几方面：（1）重要的监视功能，对一些比较重要的量上送中控室，给运行人员进行分析判断；（2）作为启动事故流程的启动源，对事故进行处理，如事故低油压信号、轴承温度过高信号、密封水中断、水导外循环冷却水中断、紧急停机按钮动作、保护动作信号，一出现这些重要的事故信号立刻启动相应的事故流程，如降负荷、跳开关、关导叶、灭磁动作等；（3）用来进行事故追忆，当发生事故时，自动打印并显示与事故有关的参数的历史值和事故期间的采样值，如追忆记录220 kV 及以上电压的各段母线频率及三相电压、220 kV 及其以上电压的出线三相电流、大型发电机的三相电压、三相电流等，这些信息对事故分析都能起到很重要的作用；（4）满足电网安全的需要，把一些重要开关的分合及机组事故信号通过101、104 通信及时上送调度部门，使调度员快速了解现场各种设备运行及异常情况，对系统事故做出准确的判断和处理。如电厂必须把接入系统的重要开关的A、B、C 三相最后一相的合闸变位精确动作时间与最早一相的分闸变位精确动作时间（精确到毫秒）通过通信系统直接将其打包成SOE 报文后发送给调度单位主站系统，以便主站系统对事件和时间进行记录和分析。 2 SOE 量应用中的主要问题随着SOE 模块应用越来越广泛，相继出现了一些问题，在一定程度上制约了它的使用，最主要的表现就是信号的误报。误报的主要原因有以下几方面：（1）敏感性过强从SOE 模块的结构上分析，该输入模块是智能事件记录模块，对外界信号变化反应的确

自动控制原理课程设计报告

自控课程设计课程设计(论文) 设计（论文）题目单位反馈系统中传递函数的研究学院名称Z Z Z Z学院专业名称Z Z Z Z Z 学生姓名Z Z Z 学生学号Z Z Z Z Z Z Z Z Z Z 任课教师Z Z Z Z Z 设计（论文）成绩

单位反馈系统中传递函数的研究一、设计题目设单位反馈系统被控对象的传递函数为 ) 2)(1()(0 0++= s s s K s G （ksm7） 1、画出未校正系统的根轨迹图，分析系统是否稳定。 2、对系统进行串联校正，要求校正后的系统满足指标：（1）在单位斜坡信号输入下，系统的速度误差系数=10。（2）相角稳定裕度γ>45o , 幅值稳定裕度H>12。（3）系统对阶跃响应的超调量Mp <25%,系统的调节时间Ts<15s 3、分别画出校正前，校正后和校正装置的幅频特性图。 4、给出校正装置的传递函数。计算校正后系统的截止频率Wc 和穿频率Wx 。 5、分别画出系统校正前、后的开环系统的奈奎斯特图，并进行分析。 6、在SIMULINK 中建立系统的仿真模型，在前向通道中分别接入饱和非线性环节和回环非线性环节，观察分析非线性环节对系统性能的影响。 7、应用所学的知识分析校正器对系统性能的影响（自由发挥）。二、设计方法 1、未校正系统的根轨迹图分析根轨迹简称根迹，它是开环系统某一参数从0变为无穷时，闭环系统特征方程式的根在s 平面上变化的轨迹。 1）、确定根轨迹起点和终点。根轨迹起于开环极点，终于开环零点；本题中无零点，极点为：0、-1、-2 。故起于0、-1、-2，终于无穷处。 2）、确定分支数。根轨迹分支数与开环有限零点数m 和有限极点数n 中大者相等，连续并且对称于实轴；本题中分支数为3条。

智能控制系统课程设计

目录有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)

有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。

DCS液位控制课程设计

锅炉汽包水位控制系统概述蒸汽锅炉是企业重要的动力设备，其任务是供给合格稳定的蒸汽产品，以满足负荷的需要。锅炉是一个十分复杂的控制对象，为保证提供合格的蒸汽产品以适应负荷的需要，与其配套设计的控制系统必须满足各主要工艺参数的需要。保持锅炉汽包水位在正常范围内是锅炉运行的一项重要的安全性能指标，由于负荷、燃烧状况及给水流量等因素的变化，汽包水位会经常发生变化。因此锅炉汽包水位应当根据设备的运行状况进行实时调节加以严格控制以保证锅炉的安全运行。工业蒸汽锅炉汽包水位控制的任务是控制给水流量使其与蒸发量保持动态平衡，维持汽包水位在工艺允许的范围内，是保证锅炉安全生产运行的必要条件，锅炉汽包水位也是锅炉运行中一个重要的监控参数，它间接地体现了锅炉负荷和给水之间的平衡关系。采用PLC控制技术，能实现对锅炉运行过程的自动检测、自动控制等多项功能。它的被控量是汽包水位，而调节量则是汽包给水流量，通过对汽包水位的实时检测并进行反馈，PLC对反馈信号和给定信号进行比较，然后根据控制算法对二者的偏差进行相应的运算，运算结果输出给执行机构从而实现给水流量的调节，使汽包内部的物料达到动态平衡，汽包水位变化在允许范围之内。 1．1 锅炉汽包水位的控制方案锅炉汽包水位控制系统采用三冲量控制系统，三冲量控制系统实际上是前馈一串级控制系统，它的主回路是一个定值调节系统，副回路是一个随动调节系统，主调节器按照对象操作条件及负荷情况而随时校正副调节器的给定值，从而使副参数能随时跟踪操作条件或负荷的变化而变化，最终达到保持主参数恒定的目的。其中主变量是汽包液位，副变量是给水流量蒸汽流量信号作为前馈信号引入流程。（见图1和图2）。

电气控制电路设计规范

电气控制电路设计规范计划授课时间：2013.9.12 【引入】电器图以各种图形、符号和突显等形式来表示电气系统中各电器设备、装置、元器件的相互连接关系。电器图是联系电气设计、生产、维修人员的工程语言，能正确、熟练的识读电器图是从业人员必备的基本技能。一、电气图的作用与分类为了表达电气控制系统的设计意图，便于分析系统工作原理、安装、调试和检修控制系统，必须采用统一图形符号和文字符号。 1.电气系统图和框图 2.电气原理图 3.电器布置图 4.电器安装接线图 5.功能图 6.电气元件明细表二、电器图阅读的基本方法 1.电气图阅读的基本方法 1)主电路分析2)控制电路分析3)辅助电路分析4)联锁和保护环节分析5)总体检查 2.电气图阅读 1)主电路阅读2)阅读控制电路三、电气控制电路设计规范 1.电气工程制图内容电气控制系统是由若干电器元件按照一定要求连接而成，从而实现设备或装置的某种控制目的。为了便于对控制系统进行设计、分析研究、安装调试、使用维护以及技术交流，就需要将控制系统中的各电器元件及其相互连接关系用一个统一的标准来表达，这个统一的标准就是国家标准和国际标准，我国相关的国家标准已经与国际标准统一。用标准符号按照标准规定的方法表示的电气控制系统的控制关系的就称为电气控制系统图。电气控制系统图包括电气系统图和框图、电气原理图、电气接线图和接线表三种形式。各种图都有其不同的用途和规定的表达方式，电气系统图主要用于表达系统的层次关系，系统内各子系统或功能部件的相互关系，以及系统与外界的联系；电气原理图主要用于表达系统控制原理、参数、功能及逻辑关系，是最详细表达控制规律和参数的工程图；电气接线图主要用于表达各电器元件在设备中的具体位置分布情况，以及连接导线的走向。对于一般的机电装备而言，电气原理图是必须的，而其余两种图则根据需要绘制。绘制电气接线图则需要首先绘制电器位置图，在实际应用中电气接线图一般与电气原理图和电器位置图一起使用。国家标准局参照国际电工委员会（IEC）颁布的标准，制定了我国电气设备有关国家标准。有关的国家标准有GB4728—1984《电气图用图形符号》、GB6988—1986《电气制图》、GB5094—1985《电气技术中的项目代号》和GB7159—1987《电气技术中的文字符号制定通则》。 2.电气工程制图图形符号和文字符号按照GB4728—1984《电气图用图形符号》规定，电气图用图形符号是按照功能组合图的原则，由一般符号、符号要素或一般符号加限定符号组合成为特定的图形符号及方框符号等。一般符号是用以表示一类产品和此类产品的特征的简单图形符号。文字符号分为基本文字符号和辅助文字符号。基本文字符号又分单字母文字符号和双字母文字符号两种。单字母符号是按拉丁字母顺序将各种电气设备、装置和元器件划分为23类，每一大类电器用一个专用单字母符号表示，如“K”表示继电器、接触器类，“R”表示电阻器类。当单字母符号不能满足要求而需要将大类进一步划分，以便更为详尽地表述某一种电气设备、装置和元器件时采用双字母符号。双字母符号由一个表示种类的单字母符号与另一个字母组成，组合形式为单字母符号在前、另一个字母在后，如“F”表示保护器件类，“FU”表示熔断器，“FR”表示热继电器。辅助文字符号用来表示电气设备、装置、元器件及线路的功能、状态和特征，如“DC”表示直流，“AC”表示交流，“SYN”表示同步，“ASY”表示异步等。辅助文字符号也可放在表示类别的单字母符号后面组成双字母符号，如“KT”表示时间继电器，“YB”表示电磁制动器等。为简化文字符号起见，当辅助文字符号由两个或两个以上字母组成时，可以只采用第一位字母进行

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