摘 要

当今社会水资源越来越少，而科技却越来越发达，如何通过科技来改变现状，我这次的课题在这方面将发挥不小的作用。在掌握实验装置和组态软件使用方法的基础上，我将运用天煌THJ-3型过程控制实验装置，实现水箱液位控制。利用和利时K系列的主控模块、模拟量输入和模拟量输出模块对水箱实验过程进行检测与控制。通过实验装置中的流量计、压力传感器、变送器和操作站对电动阀的调节，以保证液位的稳定，进而做得对水箱液位进行监控。

然后对实验得到的水箱液位趋势图进行分析。经过多次检测和调试，单容水箱的液位控制和双容水箱的串级控制都达到了衰减比（4：1）要求。

如此，液位监控设计成功，记录相关数据。

关键词：DCS 集散控制系统 水箱 液位监控

Abstract

Today, less and less social water resources, and technology is more and more developed, how to change the status quo through science and technology, my subject in this regard will play a small role. In the master of the experimental device and configuration software on the basis of the method, I will use Tianhuang THJ-3-type process control experimental device to achieve water tank level control. The K series of master module, analog input and analog output module are used to detect and control the water tank experiment process. Through the experimental device in the flowmeter, pressure sensors, transmitters and operating stations on the electric valve to ensure that the liquid level stability, and then do the tank level to monitor.

Then the water level trend of the experiment is analyzed. After several tests and commissioning, the level control of the single tank and the cascade control of the double tank have reached the attenuation ratio (4: 1).

In this way, the liquid level monitoring design is successful, record the relevant data.

Key Words: DCS; distributed control system; water tank; level monitoring

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外发展现状 1

1.2.1 国外发展现状 2

1.2.2 国内发展现状 2

1.3 集散控制系统介绍 2

1.4 设计工作 3

第二章 系统介绍 4

2.1 HOLLiAS系统介绍 4

2.1.1 HOLLiAS MACSV6.5.2系统概述 4

2.1.2 HOLLiAS MACSV6.5.2的系统架构 4

2.1.3 HOLLiAS MACSV6.5.2的主要节点 4

第三章 实验装置 6

3.1 THJ-3型装置被控对象 6

3.1.1水箱 6

3.1.2管道及阀门 7

3.2 检测装置 7

3.2.1 压力传感器、变送器 7

3.2.2 流量传感器、变送器 7

3.3 执行机构 7

3.3.1 电动调节阀 7

3.3.2 水泵 7

3.3.3 电磁阀 7

3.4 控制柜模块 8

第四章 工程组态流程 12

4.1 单容水箱液位监控系统工程组态流程 13

4.1.1 前期准备工作 13

4.1.2 建立目标工程 13

4.1.2 算法组态 19

4.1.3 图形组态 20

4.1.4 单容水箱液位控制实验装置调试 21

4.1.5 下装以及运行 22

4.2 双容水箱液位监控系统工程组态流程 25

4.2.1 前期准备工作 25

4.2.2 建立目标工程 25

4.2.2 算法组态 28

4.2.3 图形组态 29

4.2.4双容水箱液位串级控制实验装置调试 32

4.2.5 下装以及运行 33

第五章 总结与展望 37

5.1 本文总结 37

5.2 对未来发展的展望 37

参考文献 38

致 谢 39

第一章 绪论

1.1 研究背景

DCS在我国自控行业内被称之为集散控制系统。它是分布式控制系统的英文简写（Distributed Control System），是一种针对工业生产过程实现控制原理和控制方法的具体设备。

集散控制系统发展的三大阶段：

第一阶段在二十世纪中后期，微处理器和显示器的出现使得控制系统走向了分散化组态回路控制。在分离了过程单元后，系统通过操作站进行集中式的监视和操作，而且具备了自诊断功能。

第二阶段在二十世纪后期，控制系统更加模块化和信息化，通讯功能的加强使得系统可以做得更加分散，却又可以集中控制。

第三阶段，自1985年以后，在这段时间内，其步入了第三代，其技术特点基本表现为：

（1）开放系统管理被广泛运用

（2）系统操作站使用的微处理器已经达到了32位

（3）操作系统具备了实时多用户多任务的功能

自二十世纪末，计算机科技逐渐发展起来，使得陆续出现的新技术不断被DCS所采用。许多新兴DCS系统被广泛运用到各个行业领域进行集散化的自动控制。

在一些特殊的控制领域，比如运用在核电站中的控制系统，DCS也被译为数字化控制系统（Digital control system）。

1.2 国内外发展现状

由于人类发展社会科技的蓬勃发展，工业污染导致水资源弥足珍贵。而这些问题现在还无法从根本上得到解决，只能在用水过程中进行更加精密的控制来减少水资源的浪费。将DCS运用到液位的监控系统中，不仅水塔的自动给水问题能够得到解决，而且还可以节约水资源，使人们安居乐业，再者，用户需求的提高和各种相关技术的完善，都促进自控行业DCS技术的进步。

1.2.1 国外发展现状

在国外，DCS技术起步早，发展历史长，也使得他们的技术更加成熟，功能更加齐全和强大，而DCS公司则有：西门子、霍尼韦尔、FISHER-ROSEMOUNT公司、横河、山武－霍尼韦尔公司、FOXBORO、西屋（艾默生）、ABB等等，现如今国外也有许多DCS公司推出了自己的新系统，如Honeywell公司的Experion PKS系统，该系统在继承前三代DCS系统优点的基础上更是加入了世界先进技术，拥有了自主知识产权的开发HMI平台技术、先进的报警监控环境和灵活的模块配置等。ABB公司在Aspect Object技术的基础上隆重推出了Industrial系统，并且提出了“广义自动化”的概念。

1.2.2 国内发展现状

相比较于国外的DCS技术的发展，国内势必会逊色一些，但是发展速度确是极为快速。DCS厂家不仅注重系统本身技术，而且将注意力转移到了用户的需求上来，还把满足各个领域的需要，作为评定自己系统是否优秀的关键指标。其中不乏出类拔萃之辈，比如，和利时推出了HOLLiAS新一代DCS系统，上海新华推出XDPF-400系统和浙大中控推出WebField（ECS）系统，促进着我国DCS技术不断的迅猛发展。

1.3 集散控制系统介绍

首先，我们必须了解DCS的骨架，也被称之为 DCS的核心与基础—系统网络。它的实时传达信息的能力使得系统在运行中更加及时、可靠和准确。

DCS作为网络进入控制领域后出现的一种新型控制系统，我们可以认为，单元式组合仪表的控制系统和直接数字计算机系统是DCS的两个主要的技术来源，或者说，DDC的数字技术和单元式组合仪表的分布式体系结构是DCS的核心，而这样的核心之所以能够在实际上形成并达到实用的程度，则有赖于计算机局域网的产生和发展。

相关图片展示：