【導(dǎo)讀】姓名：桂大強(qiáng)學(xué)號(hào)：06082908. 專業(yè)班級(jí)：過(guò)程裝備與控制工程08-2. 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．

　　

【正文】 示儀表回路編號(hào)后加阿拉伯?dāng)?shù)字順序號(hào)尾級(jí)的方法表示檢測(cè)元件的儀表位號(hào)。例如：多點(diǎn)溫度指示儀的儀表位號(hào)為T(mén)I1，相應(yīng)的檢測(cè)元件儀表位號(hào)為 TE1， TE2，??。 ④ 當(dāng)一臺(tái)儀表由兩個(gè)或多個(gè)回路共用時(shí)，各回路的儀表位號(hào)都應(yīng) 標(biāo)注，例如：一臺(tái)雙筆記錄儀記錄流量和壓力時(shí)，儀表位號(hào)為 FR121／ PR131，若用于記錄兩個(gè)回路的壓力時(shí)，儀表位號(hào)應(yīng)為 PR123／ PR124 或 PR123／ 124。 ⑤ 儀表位號(hào)的第一位字母代號(hào) (或者是被測(cè)變量和修飾字母的組合 )只能按過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 20． ． 被測(cè)變量來(lái)選用，而不是按照儀表的結(jié)構(gòu)或被控變量來(lái)選用。例如：當(dāng)被測(cè)變量為流量時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注 FR，而不是 FDR，控制閥應(yīng)標(biāo)注 FY；當(dāng)被測(cè)變量為壓差時(shí)，差壓式記錄儀應(yīng)標(biāo)注 PDR，控制閥應(yīng)標(biāo)注 PDV。 ⑥ 儀表位 號(hào)中表示功能的后繼字母，是按照讀出或輸出功能而不是按照被控變量選用，后繼字母應(yīng)按 IRCTQSA 的順序標(biāo)注。 ⑦ 儀表位號(hào)的功能字母代號(hào)最多不要超過(guò)四個(gè)字母。 一臺(tái)儀表具有指示、記錄功能時(shí)．儀表位號(hào)的功能字母只標(biāo)注字母“ R”，而不標(biāo)注字母“ I”。 一 臺(tái)儀表具有開(kāi)關(guān)、報(bào)警功能時(shí)，只標(biāo)注字母代號(hào)“ A，．，而不標(biāo)注“ S”。當(dāng)字母“ SA”出現(xiàn)時(shí)，表示這臺(tái)儀表具有聯(lián)鎖和報(bào)警功能。 一臺(tái)儀表具有多功能時(shí)，可以用多功能字母代號(hào)“ U”標(biāo)注，也可以將儀表的功能字母代號(hào)分組進(jìn)行標(biāo)注。例如：一個(gè)溫度控制 器帶有濕度開(kāi)關(guān)，則可用兩個(gè)相切的圓圈分別填人 TIC301 和 TAS301 來(lái)表示。 文字代號(hào) 表 21 列出了儀表位號(hào)中表示被測(cè)變量和儀表功能的字母代號(hào)，表 22 列出了常用被測(cè)變量及儀表功能字母組合的示例。 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 21． ． 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 22． ． 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 23． ． 圖形符號(hào) 過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)的圖形符號(hào)，一般來(lái)講包括測(cè)量點(diǎn)、連接線（引線、信號(hào)線）和儀表圓圈三部分組成。 (一 )測(cè)量點(diǎn) 測(cè)量點(diǎn) (包括檢出元件 )是由過(guò)程設(shè)備或管道符號(hào)引到儀表圓圓的連接引線的起點(diǎn)，一般無(wú)特定的圖形符號(hào)，如圖 23 所示。 (二 )連接線圖形符專 儀表圓圈與過(guò)程測(cè)量點(diǎn)的連接引線，通用的 儀表信號(hào)線和能源線的符號(hào)是細(xì)實(shí)線。如圖 25 所示。 當(dāng)有必要標(biāo)注能源類別時(shí)，可采用相應(yīng)的縮寫(xiě)字標(biāo)注在能源線符號(hào)之上。例如 為 的空氣源， ES24DC 為 24v 的直流電源。 當(dāng)通用的儀表信號(hào)線為如實(shí)線可能造成混淆時(shí)，通用信號(hào)線符號(hào)可在細(xì)實(shí)線上加斜短劃線 (斜短劃線與紉實(shí)線成 450 角 )。當(dāng)有必要區(qū)分信號(hào)線的類別時(shí)．還可以專門(mén)的圖形符號(hào)來(lái)表示，如圖 26 所示。在復(fù)雜系統(tǒng)中，當(dāng)有必要表明信息流動(dòng)的方向時(shí)，應(yīng)在信號(hào)線符號(hào)上加箭頭。圖 27 所示為通用信號(hào)線上加箭頭的情況。 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 24． ． 連接線的交叉和連 接線的相接圖形符號(hào)有兩種方式，在同一個(gè)工程中只能任選一種。圖 2— 8 所示為連接線的交叉為斷線；連接線相接不打點(diǎn)。而圖 29 所示為連接線的交叉不斷線：連接線相接則需打點(diǎn)。 (三 )儀表圖形符號(hào) 1．常規(guī)儀表圖形符號(hào) 儀表圖形符號(hào)是直徑為 12M(或 10MM)的細(xì)實(shí)線圓圈。儀表位號(hào)的字母或阿拉伯?dāng)?shù)字較多，圓圈不能容納時(shí)，可以斷開(kāi)，如圖 210 所示。 處理兩個(gè)或多個(gè)變量 (而不采用多變量字母 u 標(biāo)注 )，或處理一個(gè)變量但有多個(gè)功能的復(fù)式儀表，可用相切的儀表團(tuán)圓表示，如圖 2— 11 所示。 2．分散控制系統(tǒng)儀表圖形符號(hào) 分 散控制系統(tǒng)儀表圖形符號(hào)是直徑為 12mm(或 10mm)的細(xì)實(shí)線圓圈，外加與圓圈相切的細(xì)實(shí)線方框，如圖 213 所示。作為分散控制系統(tǒng)一個(gè)部件的計(jì)算機(jī)功能圖形符號(hào)，是對(duì)角線長(zhǎng)為 12mm(或 10mm)的細(xì)實(shí)線六邊形，如圖 214 所示。 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 25． ． (四 )表示儀表安裝位置的圖形符號(hào) 表 23 所示為儀表安裝位置的圖形符號(hào)。 (五 )控制闖的圖形符號(hào) 控制閥的圖形符號(hào)分別如表 2表 25 和表 26 所示； 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 26． ． 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 27． ． 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 28． ． 第四章 自動(dòng)控制設(shè)備的選擇 1） 、 PLC 控制系統(tǒng) PLC 傳統(tǒng)的繼電器回路發(fā)展而來(lái)， 主要特點(diǎn)如下： （ 1）從開(kāi)關(guān)量控制發(fā)展到順序控制、運(yùn)送處理，是從下往上的。 （ 2）連續(xù) PID 控制等多功能， PID 在中斷站中。 （ 3）可用一臺(tái) PC 機(jī)為主站，多臺(tái)同型 PLC 為從站。 （ 4）也可一臺(tái) PLC 為主站，多臺(tái)同型 PLC 為從站，構(gòu)成 PLC 網(wǎng)絡(luò)。這比用PC 機(jī)作主站方便之處是：有用戶編程時(shí)，不必知道通信協(xié)議，只要按說(shuō)明書(shū)格式寫(xiě)就行。 （ 5） PLC 網(wǎng)格既可作為獨(dú)立 DCS/TDCS，也可作為 DCS/TDCS 的子系統(tǒng)。 （ 6）大系統(tǒng)同 DCS/TDCS，如 TDC3000、 CENTUMCS、 WDPFI、 MOD300。 （ 7） PLC 網(wǎng)絡(luò)如 Siemens 公司的 SINEC— L SINEC— H S S S S7等， GE 公司的 GENET、三菱公司的 MELSEC— NET、 MELSEC— NET/MINI。 （ 8）主要用于工業(yè)過(guò)程中的順序控制，新型 PLC 也兼有閉環(huán)控制功能。 （ 9）制造商： GOULD（美）、 AB（美）、 GE（美）、 OMRON（日）、 MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。 PLC 控制系統(tǒng)的組成 : 由 PLC 構(gòu) 成的控制系統(tǒng)也是由輸入、輸出和控制三部分組成， PLC 控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分和電器控制系統(tǒng)的輸入、輸出部分基本相同，但控制部分是采用 “ 可編程 ” 的 PLC，而不是實(shí)際的繼電器線路。因此， PLC 控制系統(tǒng)可以方便地通過(guò)改變用戶程序，以實(shí)現(xiàn)各種控制功能，從根本上解決了電器控制系統(tǒng)控制電路難以改變的問(wèn)題。同時(shí)， PLC 控制系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，還具有數(shù)值運(yùn)算及過(guò)程控制等復(fù)雜的控制功能。 2） 、 DCS 控制系統(tǒng) DCS 從傳統(tǒng)的儀表盤(pán)監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展而來(lái) ，其主要特點(diǎn)如下： （ 1）分散控制系統(tǒng) DCS 與集散控制系統(tǒng) TDCS 是集 4C（ Communication，Computer， Control、 CRT）技術(shù)于一身的監(jiān)控技術(shù)。 （ 2）從上到下的樹(shù)狀拓?fù)浯笙到y(tǒng)，其中通信（ Communication）是關(guān)鍵。 （ 3） PID 在中斷站中，中斷站聯(lián)接計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表與控制裝置。 （ 4）是樹(shù)狀拓?fù)浜筒⑿羞B續(xù)的鏈路結(jié)構(gòu)，也有大量電纜從中繼站并行到現(xiàn)場(chǎng)儀器儀表。 （ 5）模擬信號(hào)， A/D— D/A、帶微處理器的混合。 （ 6）一臺(tái)儀表一對(duì)線接到 I/O，由控制站掛到局域網(wǎng) LAN。 （ 7） DCS 是控制（工程師站）、操作（操作員站）、現(xiàn)場(chǎng)儀表（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控站）過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 29． ． 的 3 級(jí)結(jié)構(gòu)。 （ 8）缺點(diǎn)是成本高，各公司產(chǎn)品不能互換，不能互操作，大 DCS 系統(tǒng)是各家不同的。 （ 9）用于大規(guī)模的連續(xù)過(guò)程控制，如石化等。 （ 10）制造商： Bailey（美）、 Westinghouse（美）、 HITACH（日）、 LEEDS amp。 NORTHRMP（美）、 SIEMENS（德）、 Foxboro（美）、 ABB （瑞士）、 Hartmann amp。 Braun（德）、 Yokogawa（日）、 Honeywell（美國(guó)）、 Taylor（美）等。 3） 、 FCS 控制系統(tǒng) FCS 系統(tǒng)的特點(diǎn)如下： （ 1）基本任務(wù)是： 本質(zhì)（本征）安全、危險(xiǎn)區(qū)域、易變過(guò)程、難于對(duì)付的非常環(huán)境。 （ 2）全數(shù)字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。 （ 3）用兩根線聯(lián)接分散的現(xiàn)場(chǎng)儀表、控制裝置、 PID 與控制中心，取代每臺(tái)儀器兩根線。 （ 4）在總線上 PID 與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。 （ 5）多變量、多節(jié)點(diǎn)、串行、數(shù)字通信系統(tǒng)取代單變量、單點(diǎn)、并行、模擬系統(tǒng)。 （ 6）是互聯(lián)的、雙向的、開(kāi)放的取代單向的、封閉的。 （ 7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。 （ 8）由現(xiàn)場(chǎng)電腦操縱，還可掛到上位機(jī) ，接同一總 線的上一級(jí)計(jì)算機(jī)。 （ 9）局域網(wǎng)，再可與 inter 相通。 （ 10）改變傳統(tǒng)的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)、通信標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)入企業(yè)管理網(wǎng)。 （ 11 ） 制 造 商 ： 美 Honeywell 、 Smar 、 Fisher — Rosemount 、 AB/Rockwell、 Elsag— Bailey 、 Foxboro 、 Yamatake 、日 Yokogawa、歐 Siemens、 GEC— Alsthom 、 Schneider、 proces— Data、 ABB 等。 通過(guò)上述比較，我們可以看出， PLC 控制系 統(tǒng)比其他類型的控制系統(tǒng)具有更多的優(yōu)點(diǎn)，因此，在本次的控制工程的設(shè)計(jì)中，我們所控制的量被控制在四至五個(gè)，結(jié)合實(shí)際情況以及經(jīng)濟(jì)性的考慮，我們選擇以 PLC 作為控制器來(lái)設(shè)計(jì)我們這次課程設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)。 PLC的硬件選型 1）、 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式 PLC 的每一個(gè) I／ O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小 ,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系持校歡 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便 ,在 I／ O 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I／ O 模塊的種類等方面選擇余地 大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 2）、 安裝方式的選擇 過(guò)程裝備與控制工程課程設(shè)計(jì) ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． 30． ． PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程 I／ O 硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程 I／ O 式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程 I／ O 可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程 I／ O 電源；多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通訊模塊。 3）、 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì) 數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A 轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC 價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。 4）、 響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些 功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮 PLC 的響應(yīng)速度，可選用具有高速 I／ O 處理功能的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 5）、 系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 6）、 機(jī)型盡量統(tǒng)一 一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到 PLC 的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問(wèn)題： ① 機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理。 ②機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技 術(shù)水平的提高。 ③機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 PLC 的控制 PLC 主要有 I/O 模塊，通訊模塊，處理器模塊，電源模塊組成，除此之外還有各種不同的編程軟件。 PLC 典型的組成形式如圖 32 所示： 圖 32 PLC 組成簡(jiǎn)圖 在這個(gè)反應(yīng)流程中，需要控制的對(duì)象有：換熱器的