1、基于 DCS 实验平台实现的水箱液位控制系统综合设计 实验目的：通过使用 LN2000 分散控制系统对水箱水位进行控制，熟悉掌握 DCS 控制系统基本设计过程。实验设备：PCS 过程控制实验装置； LN2000 DCS 系统；上位机（操作员站）实验主要内容：一、实验物理系统的总体构成 二、系统工艺流程3、系统控制原理 四、基于 DCS 的控制逻辑设计与组态 五、操作员站监控画面组态6、系统运行调试实验。系统控制原理：采用 DCS 控制，将上水箱液位控制在设定高度。将液位信号输出给DCS，根据 PID 参数进行运算，输出信号给电动调节阀，由 DDF 电动阀来控制水泵的进水流量，从而达到控制设定液
2、位基本恒定的目的。系统控制框图如下：SAMA 图组态P I D 控 制 器M / A手 操器+-S Pe-液 位 变 送 器执 行 器P V上 水 箱液位根据下图配置测点：组态逻辑下装步骤：过程站操作选择需要下装的站下装备站执行操作切换主备站执行操作从主站复制到备站执行操作关闭水箱系统流程图在 LN2000 上设计简单形象的流程图：操作员监控系统在操作员监控系统开电动阀，启动增压泵上水，水位稳定后（低于 20cm）投自动，调节 SAMA 图中 PID 参数，使水位恒定系统运行调试实验：系统调试实验主要包括以下内容：（1）观察过程参数显示是否正常、执行机构操作是否正常，是否按要求变化；（2）检查
3、控制系统逻辑是否正确，并在适当时候投入自动运行；（3）系统扰动实验（水位给定值扰动、给水（上水/下水）阀门扰动） ；（4）增压泵流量信号：导前微分、前馈补偿扰动实验；（4）控制回路参数在线整定，PID 参数可在线整定；（5）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，不能在线修改，应重新离线组态、编译、下装。实验分析：手动切换到自动前瞬间，由于 PID 控制器 TR 端连接到 M/A 手操器的输出,PID 控制器在跟踪模式，PID 控制器输出等于 M/A 手操器输出,故切换瞬间不产生扰动。手动切换到自动后，PID 控制器 SP 端与 M/A 手操器 SP 端相连，两者给定值相等，M
4、/A 手操器 SPT 端与上水箱水位测量相连，始终保持 M/A 手操器的给定值与水位测量的反馈值相等，因此手动切换到自动后 PID 控制器给定值 SP 等于反馈量 PV，PID 控制器输出为 0，故手自动切换后输出不发生变化，通过这种方式实现手-自动的无扰切换。偏差大切手动实现通过 DA 模块对输入的数字量给定值和模拟量测量反馈量的比较，当其大于限值时，由于DA 模块输出连接 M/A 手操器的 MRE 端，DA 模块送信号强制切换调节方式为手动。增压泵只有在 DDF 电动阀有一定开度时，才允许启动，在给水流量为 0 时跳闸通过比较器比较增压泵流量是否为 0，为零时既给水流量为零，其输出连接 ToTp 端，输出增压泵停止指令，使增压泵跳闸。通过比较器比较控制器输出电动调节阀开度是大于 0，启动电动调节阀，比较电动调节阀开度是大于 5%，输出增压泵启动指令，允许增压帮启动.实验心得：通过使用 LN2000 分散控制系统对水箱水位进行控制，熟悉掌握 DCS 控制系统基本设计过程。学习了如何组态 SAMA 图，初步了解了 LN2000 分散控制系统，第一次通过操作电脑对实时的物理系统进行控制，学会了很多知识，谢谢老师的耐心指导！
